CN219457591U - 高效能芯片散热器及芯片 - Google Patents

Abstract

本实用新型技术方案公开了一种高效能芯片散热器及芯片，芯片散热器设有散热鳍片组、导热管和导热支架，导热管包括容置于热管槽的直触部、贯穿设置于散热鳍片组的散热部和连接直触部与散热部的过渡部，以将芯片热量经由导热管传递至散热鳍片组，直触部和过渡部宽度窄于散热部的截面直径，直触部的顶面与导热支架顶面平齐构成与芯片平贴接触的芯片接触面，本实用新型通过镦扁导热管的直触部及过渡部使之宽度收敛且窄于散热部的截面直径，在保证导热管直触部直接接触芯片的同时增加芯片尺寸内可排布的导热管数量，解决了导热管受限于芯片尺寸，难以通过接触面将芯片热量有效传递至散热管的技术问题。

Description

高效能芯片散热器及芯片

技术领域

本实用新型属于散热器领域，具体涉及一种高效能芯片散热器及装配有盖高性能芯片散热器的芯片。

背景技术

热管散热器作为一种高性能风冷散热器，主要是通过导热管将芯片热量快速传导至散热鳍片组以实现芯片散热、降温目的，其中，热管散热器性能最好的是导热管与芯片直接接触结构，这种直触式结构多应用于导热管数量在四及四根以下的热管散热器由于导热管与芯片直接接触的接触面积大小受限于芯片及热源尺寸，当导热管数量超过四根时，仅部分导热管可以直触芯片，且因散热鳍片组及导热管数量增多，风阻变大，散热能力反而会比四热管散热器要差。因此，当热管数量超过四根时，通常采用在导热管底部焊接一铜块的方式增大与芯片的接触面积，但这必然导致生产工艺成本增加，且芯片热量通过介质传导到热管对比热管直触式导热方式的热阻增加，导致芯片散热器的散热性能降低。

此外，热管散热器的直触式结构大多需要设置一用以容置热管槽的导热底座且相邻导热管被导热底座完全隔开，使得导热管在芯片接触面的占比不足，部分热量仍需通过导热底座传递至导热管和散热鳍片组，导致热传递效率降低。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高效能芯片散热器，设有散热鳍片组、导热管和导热支架，导热支架设置有用于容置导热管的热管槽，导热管包括容置于热管槽的直触部、贯穿设置于散热鳍片组的散热部和连接直触部与散热部的过渡部，以将芯片热量经由导热管传递至散热鳍片组，直触部和过渡部宽度窄于散热部的截面直径，直触部的顶面与导热支架顶面平齐构成与芯片平贴接触的芯片接触面。

进一步地，散热器至少配置有5根导热管，导热管直触部的截面宽度之和不超过28.0mm。

进一步地，直触部宽度为3.0mm-4.5mm。

进一步地，散热器配置有6根导热管，直触部宽度不超过4.0mm。

进一步地，热管槽包括底面容置部，底面容置部包括若干与导热管直触部底面相匹配的凹陷部，凹陷部数量与导热管数量相同。

进一步地，导热支架于热管槽两侧边缘设有相对于热管槽底部向上突出且形成用以容置导热管的内凹空间的侧面收容部，相邻热管槽间设有高度预设且沿凹槽长度方向延伸的限位突棱，且限位突棱高度低于侧面收容部，导热管底部被匹配限位于热管槽底部容置部内且导热管顶部与侧面收容部上表面平齐，侧面收容部与热管槽构成一个整体式导热容置腔，导热管间无间隙排布于导热容置腔内。

进一步地，侧面收容部为设置于热管槽两侧边缘且相对于热管槽底部向上突出的突块，突块上表面与导热管顶部扁平面平齐。

进一步地，导热管顶部为两两导热管无缝衔接的一体扁平面。

进一步地，导热管与芯片间设有导热硅脂层，导热支架为铝制导热支架。

本实用新型同时提供一种芯片，装配有该高效能芯片散热器，高效能芯片散热器，设有散热鳍片组、导热管和导热支架，导热支架设置有用于容置导热管的热管槽，导热管包括容置于热管槽的直触部、贯穿设置于散热鳍片组的散热部和连接直触部与散热部的过渡部，以将芯片热量经由导热管传递至散热鳍片组，直触部和过渡部宽度窄于散热部的截面直径，直触部的顶面与导热支架顶面平齐构成与芯片平贴接触的芯片接触面。

本实用新型技术方案公开了一种高效能芯片散热器及芯片，设有散热鳍片组、导热管和导热支架，导热支架设置有用于容置导热管的热管槽，导热管包括容置于热管槽的直触部、贯穿设置于散热鳍片组的散热部和连接直触部与散热部的过渡部，以将芯片热量经由导热管传递至散热鳍片组，直触部和过渡部宽度窄于散热部的截面直径，直触部的顶面与导热支架顶面平齐构成与芯片平贴接触的芯片接触面。本实用新型中通过镦扁导热管的直触部及过渡部使之宽度收敛且窄于散热部的截面直径，从而能够在保证导热管直触部直接接触芯片的同时增加芯片尺寸内可排布的导热管数量，进而解决了导热管受限于芯片尺寸，难以通过接触面将芯片热量有效传递至散热管的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为现有六热管散热器的结构示意图；

图2为本实用新型高效能芯片散热器的结构示意图；

图3为本实用新型高效能芯片散热器的截面结构示意图；

图4为本实用新型导热支架的结构示意图。

主要元件符号说明：

1-散热鳍片组；2-导热管；21-直触部；22-过渡部；3-导热支架；31-热管槽；32-侧面收容部；33-限位突棱；4-铜片

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定连接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

热管散热器作为一种高性能风冷散热器，主要是通过导热管将芯片热量快速传导至散热鳍片组以实现芯片散热、降温目的，其中，热管散热器性能最好的是导热管与芯片直接接触结构，这种直触式结构多应用于导热管数量在四及四根以下的热管散热器由于导热管与芯片直接接触的接触面积大小受限于芯片及热源尺寸，当导热管数量超过四根时，仅部分导热管可以直触芯片，且因散热鳍片组及导热管数量增多，风阻变大，散热能力反而会比四热管散热器要差。因此，当热管数量超过四根时，通常采用在导热管底部焊接一铜块的方式增大与芯片的接触面积(如图1)，但这必然导致生产工艺成本增加，且芯片热量通过介质传导到热管对比热管直触式导热方式的热阻增加，导致芯片散热器的散热性能降低。

此外，热管散热器的直触式结构大多需要设置一用以容置热管槽的导热底座且相邻导热管被导热底座完全隔开，使得导热管在芯片接触面的占比不足，部分热量仍需通过导热底座传递至导热管和散热鳍片组，导致热传递效率降低。

为解决上述问题，本实用新型提供了一种高效能芯片散热器及芯片，下面结合具体实施例及附图2-4对本实用新型方案作进一步阐述及说明。

实用新型实施例1：

本实用新型提供了一种高效能芯片散热器，如图2-4所示，芯片散热器设有散热鳍片组1、导热管2和导热支架3，导热支架3设置有用于容置导热管的热管槽31，导热管2包括容置于所述热管槽31的直触部21、贯穿设置于散热鳍片组的散热部和连接直触部与散热部的过渡部22，以将芯片热量经由导热管传递至散热鳍片组，为增加单位芯片尺寸内可排布的导热管数量，通过镦扁导热管的直触部及过渡部使之宽度收敛且窄于散热部的截面直径，经冲压形成的直触部顶面与导热支架顶面平齐并构成与芯片平贴接触的芯片接触面，从而能够在保证导热管直触部直接接触芯片的同时增加芯片尺寸内可排布的导热管数量，进而解决了导热管受限于芯片尺寸，难以通过接触面将芯片热量有效传递至散热管的技术问题。

为进一步解决现有四热管以上直触式散热器受限于芯片、热源尺寸或风阻导致散热效率低下的问题，本实用新型提出了一种适用于四导热管以上的直触式高效能芯片散热器技术方案，散热器至少配置有五根导热管，导热管直触部的截面宽度之和不超过28.0mm；为增强适用性，本实用新型采用标准导热管，即镦扁前截面直径为6.0mm的导热管，经镦扁后的导热管直触部为3.0mm-4.5mm。为匹配常见的24mm芯片，本实施例进一步提供了一种高效能六热管芯片散热器，直触部宽度不超过4.0mm。

实用新型实施例2：

为合理化结构及增强导热效率，在实施例1的基础上，本实施例提供一种改良的高效能芯片散热器，如图2-4所示，热管槽31包括底面容置部，底面容置部包括若干与导热管直触部底面相匹配且数量与导热管相同的凹陷部，导热支架3于热管槽31两侧边缘设有相对于热管槽底部向上突出且形成用以容置导热管的内凹空间的侧面收容部32，相邻热管槽31间设有高度预设且沿凹槽长度方向延伸的限位突棱33，导热管2底部被匹配限位于热管槽31底部容置部内且经压制的导热管2顶部与侧面收容部32上表面平齐，侧面收容部32与热管槽31构成一个整体式导热容置腔，导热管2间无间隙排布于导热容置腔内，本实施例中将限位突棱33高度设置为低于侧面收容部32，使经压制的导热管2顶面全域与芯片直接平贴接触，相比于传统散热器，本实施例通过降低导热支架的芯片接触面占比、扩大导热管的芯片接触面占比，使芯片热量直接通过导热管平面传递至散热鳍片组，从而获得更高热量传递效率及芯片散热效能。为进一步提高能量传递效率，导热管顶部为两两导热管无缝衔接构成的一体扁平面。

为合理化结构并简化结构、降低成本，侧面收容部32为设置于热管槽31两侧边缘且相对于热管槽底部向上突出的突块，突块上表面与导热管2顶部扁平面平齐。

为增强热量传递效率，导热管2与芯片间还设有导热硅脂层，这是由于散热器与芯片通常采用不同材质制成，在加热及冷却时会因膨胀或收缩量不同导致二者表面并非完全接触，影响热量传递效率，因此本实施例采用导热硅脂层填充导热管与芯片间的间隙，通过保证芯片与导热管间良好的物理接触，以有效地将热量由芯片传递至散热器。为进一步提高芯片散热效率，本实施例中导热支架3为铝制导热支架。

实用新型实施例3：

在实施例1和2的基础上，本实施例技术方案提供一种芯片，装配有如图2-4所示的高效能芯片散热器，芯片散热器设有散热鳍片组1、导热管2和导热支架3，导热支架3设置有用于容置导热管的热管槽31，导热管2包括容置于热管槽31的直触部21、贯穿设置于散热鳍片组的散热部和连接直触部与散热部的过渡部22，以将芯片热量经由导热管传递至散热鳍片组，为增加单位芯片尺寸内可排布的导热管数量，通过镦扁导热管的直触部及过渡部使之宽度收敛且窄于散热部的截面直径，经冲压形成的直触部顶面与导热支架顶面平齐并构成与芯片平贴接触的芯片接触面，从而能够在保证导热管直触部直接接触芯片的同时增加芯片尺寸内可排布的导热管数量，进而解决了导热管受限于芯片尺寸，难以通过接触面将芯片热量有效传递至散热管的技术问题。

进一步地，为合理化结构及增强导热效率，热管槽31包括底面容置部，底面容置部包括若干与导热管直触部底面相匹配且数量与导热管相同的凹陷部，导热支架3于热管槽31两侧边缘设有相对于热管槽底部向上突出且形成用以容置导热管的内凹空间的侧面收容部32，相邻热管槽31间设有高度预设且沿凹槽长度方向延伸的限位突棱33，导热管2底部被匹配限位于热管槽31底部容置部内且经压制的导热管2顶部与侧面收容部32上表面平齐，侧面收容部32与热管槽31构成一个整体式导热容置腔，导热管2间无间隙排布于导热容置腔内，本实施例中将限位突棱33高度设置为低于侧面收容部32，使经压制的导热管2顶面全域与芯片直接平贴接触，相比于传统散热器，本实施例通过降低导热支架的芯片接触面占比、扩大导热管的芯片接触面占比，使芯片热量直接通过导热管平面传递至散热鳍片组，从而获得更高热量传递效率及芯片散热效能。为进一步提高能量传递效率，导热管顶部为两两导热管无缝衔接构成的一体扁平面。

以上对本实用新型所提供的一种高效能芯片散热器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想和方法，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种高效能芯片散热器，设有散热鳍片组、导热管和导热支架，所述导热支架设置有用于容置导热管的热管槽，所述导热管包括容置于所述热管槽的直触部、贯穿设置于所述散热鳍片组的散热部和连接所述直触部与所述散热部的过渡部，以将芯片热量经由导热管传递至散热鳍片组，其特征在于，所述直触部和过渡部宽度窄于所述散热部的截面直径，所述直触部的顶面与所述导热支架顶面平齐并构成与芯片平贴接触的芯片接触面。

2.如权利要求1所述的高效能芯片散热器，其特征在于，所述散热器至少配置有5根导热管，导热管直触部的截面宽度之和不超过28.0mm。

3.如权利要求2所述的高效能芯片散热器，其特征在于，所述直触部宽度为3.0mm-4.5mm。

4.如权利要求3所述的高效能芯片散热器，其特征在于，所述散热器配置有6根导热管，所述直触部宽度不超过4.0mm。

5.如权利要求1所述的高效能芯片散热器，其特征在于，所述热管槽包括底面容置部，所述底面容置部包括若干与所述导热管直触部底面相匹配的凹陷部，所述凹陷部数量与所述导热管数量相同。

6.如权利要求5所述的高效能芯片散热器，其特征在于，所述导热支架于热管槽两侧边缘设有相对于热管槽底部向上突出且形成用以容置导热管的内凹空间的侧面收容部，相邻所述热管槽间设有高度预设且沿凹槽长度方向延伸的限位突棱，且限位突棱高度低于所述侧面收容部，导热管底部被匹配限位于所述热管槽底部容置部内且导热管顶部与所述侧面收容部上表面平齐，侧面收容部与热管槽构成一个整体式导热容置腔，导热管间无间隙排布于所述导热容置腔内。

7.如权利要求6所述的高效能芯片散热器，其特征在于，所述侧面收容部为设置于热管槽两侧边缘且相对于热管槽底部向上突出的突块，突块上表面与所述导热管顶部扁平面平齐。

8.如权利要求6所述的高效能芯片散热器，其特征在于，所述导热管顶部为两两导热管无缝衔接的一体扁平面。

9.如权利要求1所述的高效能芯片散热器，其特征在于，所述导热管与所述芯片间设有导热硅脂层，导热支架为铝制导热支架。

10.一种芯片，其特征在于，装配有如权利要求1-9任一项所述的高效能芯片散热器。