[实用新型]一种分段翅片散热器

说明书

技术领域

本实用新型属于微电子技术领域，涉及一种采用空气强迫对流方式冷却的散热装置，特别是涉及一种分段翅片散热器。

背景技术

随着电子技术的迅速发展，电子器件的功率和集成度大幅度提高，功率器件的热流密度不断上升，导致系统的稳定性及可靠度降低问题日益突出，散热成为微电子产业进一步发展的一个主要障碍。

由于成本和可靠性方面要求，采用风扇和散热器组件的空气强迫对流冷却方式被广泛使用。但是目前使用的平直翅片散热器由于沿着空气流动的方向，空气在翅片表面形成的边界层会逐渐增厚使速度和温度梯度的协同性变差，从而会使传热性能下降。在现有的散热器翅片专利中一般是在平板翅片的基础上，扩展传热面积，即采用鳍片散热器。这种方法尽管可以提高翅片的换热性能，但是加工比较困难，制造成本高，而且流体流动阻力增加也十分明显。

电子器件高功率、集成化的发展趋势要求散热器设计一方面要降低空气阻力，增加传热性能，另一方面又要减小体积，降低成本，为此需要开发更为高效的传热翅片。

发明内容

本实用新型是针对平板翅片散热器现有技术中存在的不足之处，提供一种散热效率高、成本低的分段翅片散热器。

为解决上述技术问题，本实用新型提出一种分段翅片散热器，包括散热基板和散热翅片；所述散热翅片包括横向分成间隔距离的分段翅片；所述分段翅片包括纵向设置大于或等于两行的分段散热翅片。

所述分段散热翅片均匀间隔竖直设置在散热基板上；所述分段散热翅片是横向均匀分隔为2-5段的分段散热翅片。

所述分段散热翅片横向分段为4段，相邻分段散热翅片的横向分段间隔距离为3mm。

所述分段散热翅片的截面是矩形；每个所述分段散热翅片长度为29mm，高度为40mm，厚度为4mm；所述分段散热翅片的纵向行间距为10mm。

本实用新型的技术方案是这样实现的:(1)设计几种分段结构翅片；(2)建立分段结构翅片的标准模型，并利用COMSOL软件进行数值模拟，比较分析其温度场、速度场及压力场结果与平板翅片的差别；(3)运用MATLAB模糊推理工具箱对平直和分段结构翅片散热器进行可靠性评估，得出它们的可靠性；(4)根据温度场、速度场、压力场和可靠性评估结果，确定最佳的翅片结构参数。

本实用新型中当空气进入翅片区域时，分段间隔中断了空气在平直基片上的热边界层的继续形成，从而减薄了边界层；同时，在分段间隔处有冷空气进入，促进了流体的混合，减少了漩涡死滞区，增强了空气与翅片间的对流传热过程，提高了散热器的散热性能。并且，矩形截面的翅片易于加工和安装，适合批量生成，生产成本也比较低。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

1.散热基板，2.分段散热翅片。

图2是Z=0截面处原始翅片的温度场云图；

Z=0截面是指散热基板与分段翅片接触的平面；

图3是Z=0截面处分段数为4翅片的温度场云图；

Z=0截面是指散热基板与分段翅片接触的平面；

图4是Z=0截面处原始翅片的速度场云图；

图5是Z=0截面处分段数为4翅片的速度场云图；

图6是Z=0截面处原始翅片的压力场云图；

图7是Z=0截面处分段数为4翅片的压力场云图；

图8是分段数为4翅片的分段间隔处漩涡图；

图9是原始翅片和分段数为2、3、4、5翅片的换热系数对比图；

图中翅片分段数为1表示原始翅片；

图10是原始翅片和分段数为2、3、4、5翅片的热阻对比图；

图11是原始翅片和分段数为2、3、4、5翅片的压降对比图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

图1示出了本实用新型实施例提供的分段翅片散热器的结构示意图。为了便于说明，仅仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。