CN118963509A - 一种非等长翅片双cpu热管散热器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种非等长翅片双CPU热管散热器，包括热管组、散热翅片组和底座，热管组包括多根热管，热管一端穿设于散热翅片组，热管的另一端固定于底座上，底座与CPU主板连接固定，本发明通过对散热翅片的结构进行优化设计，提高散热效率和散热能力，满足高性能计算机系统对于散热性能的需求。

Description

一种非等长翅片双CPU热管散热器

技术领域

本申请涉及热管散热器的技术领域，具体而言，涉及一种非等长翅片双CPU热管散热器。

背景技术

由于CPU集成度、封装密度以及工作时钟频率的不断提高，而其物理尺寸却在不断减小，因此导致CPU表面热流密度急剧增大，由此将带来模块内外环境间的热应力会直接影响到芯片的性能和工作频率，工作温度迅速飙升，即在芯片表面出现局部温度过高的“热点”。这些“热点”将导致芯片表面形成较大的温度梯度，从而直接威胁着CPU的运行稳定性及安全性。当前多数芯片采用铝制、铜制散热器外加风扇，依靠受迫对流空气来冷却发热器件。但通常在实验期间，一旦发现热流密度过高后，空气冷却的作用将微乎其微。

为了解决高热流密度器件的散热问题，引入热管是目前解决计算机CPU散热的主要方式，热管散热器有着很多优势。翅片中带有热管不仅可以提高底板的散热能力，还可以有效地降低芯片的中心温度，同时热管能很大程度的增强散热性能。随着计算机系统的性能需求不断提高，许多计算机系统采用了双CPU或多CPU的架构，以提高计算能力和处理速度，且双CPU系统在处理大量数据和多任务并行处理时能够发挥出更高的性能。而双CPU系统通常都会采用两个散热器，对安装散热器的空间要求较高，也不够轻巧便捷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种非等长翅片双CPU热管散热器，将双CPU架构、热管散热技术、非等长翅片设计和微结构设计相结合，以提高散热效率和散热能力，满足高性能计算机系统对于散热性能的需求。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种非等长翅片双CPU热管散热器，其特征在于，包括热管组、散热翅片组和底座，所述的热管组包括多根热管，所述的热管一端穿设于所述的散热翅片组，热管的另一端固定于所述的底座上，底座与CPU主板连接固定。

在一些可选的实施方案中，所述的散热翅片组包括多块均匀间隔排列分布的散热翅片，位于中心的所述的散热翅片长度最短，从中心向两侧长度递增，形成中间窄两侧宽的沙漏型结构。

在一些可选的实施方案中，所述的底座上间隔设有卡接槽，所述的卡接槽与所述的热管的另一端设有卡合部，与卡接槽相对应卡合固定。

在一些可选的实施方案中，所述的热管的卡合部压扁处理，与所述的卡接槽相配置。

在一些可选的实施方案中，所述的热管的两端头为封闭端，所述的封闭端为椭圆弧形外廓结构。

在一些可选的实施方案中，所述的底座与所述的散热翅片组相对应的一侧面上均布所述的散热翅片。

在一些可选的实施方案中，所述的散热翅片的两侧端面上均匀间隔分布梯形凸起和倒梯形凹槽。

在一些可选的实施方案中，所述的散热翅片组的顶部设有散热风扇，所述的散热风扇通过卡扣与散热翅片组相连接。

在一些可选的实施方案中，所述的卡扣包括U型杆，所述的U型杆的两端分别设有L型的卡勾，所述的卡勾与所述的散热风扇上的卡孔相勾合，所述的散热翅片组的两侧分别设有卡口，与所述的U型杆相卡接。

在一些可选的实施方案中，所述的热管和底座均采用纯铜材质制成，所述的散热翅片采用铝合金材质制成。

本申请的有益效果是：本申请提供的一种非等长翅片双CPU热管散热器，通过引入梯形的翅片表面微结构设计，优化了散热表面，增加了热量传导路径和表面积，从而提高了散热效率；采用非等长翅片设计，使散热器在小尺寸下能够提高散热效果；散热器设计考虑到了双CPU的运行需求，适用于双CPU系统的散热需求，且可以满足双CPU不同位置的散热器，使得散热器性能大大提升，实现了更高效的散热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1为本申请实施例的结构示意图；

图2为本申请实施例的俯视图；

图3为本申请实施例的拆分图；

图4为本申请实施例的散热翅片的结构放大图；

图5为常规热管散热器的散热仿真图；

图6为本申请实施例的热管散热器的散热仿真图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

以下结合实施例对本申请的特征和性能作进一步的详细描述。

如图1-图3所示，本发明提出了一种非等长翅片双CPU热管散热器，包括热管组1、散热翅片组2和底座3，热管组包括多根热管，热管一端穿设于散热翅片组，热管的另一端固定于底座上，底座与CPU主板连接固定。

各部分工作原理：

热管：热源释放的热量通过热管蒸发端的管壳传导到吸液芯内的液态工质，液态工质在蒸发端的液汽分界面上蒸发，蒸汽在压差的作用下流到冷凝端，汽态工质在冷凝端内凝结放热，汽态工质失去热量后凝结为回流液体，通过吸液芯或重力的作用返回蒸发端，回到蒸发端的液态工质再次吸热后返回冷凝端，依次循环工作。

底座：与热管和CPU紧密接触，通过导热装置，将CPU产生的热量传导至散热鳍片，然后由热管和翅片把热量传递到空气中。

翅片组：CPU散热器的核心原理是通过增大散热表面积来增强散热效果。这些翅片与传热管道相连接。当热风流穿过散热器时，热量被传递到传热管道上，并通过传热管道的翅片扩散到空气中。

散热翅片组包括多块均匀间隔排列分布的散热翅片，位于中心的散热翅片长度最短，从中心向两侧长度递增，形成中间窄两侧宽的沙漏型结构。本发明将翅片组设计为沙漏状，尽管翅片散热面积减小，但通过非等长沙漏状翅片的设计，增加了翅片之间的间隙，从而达到对流换热效果的改善，提高了散热效率。因此，虽然表面积较小，但散热效果并不会因此受到影响，甚至可能得到提升，且散热器的材料需求也相对减少，降低了制造成本，节省了安装空间，特别适用于空间受限的设备或系统；同时散热器整体重量也相应减轻，有利于减少设备的重量负担。

底座上间隔设有卡接槽，卡接槽与热管的另一端设有卡合部，与卡接槽相对应卡合固定。热管的卡合部压扁处理，与卡接槽相配置。

散热器的底座没有与热管焊接在一起，而是采用卡接的固定方式，可以根据不同CPU位置来进行相对的调整，然后通过螺丝让底座与CPU主板连接固定。这种设计使得散热器具有更好的灵活性和可扩展性，可以根据系统的需求进行调整和优化。可以对两个CPU核心产生的热量进行散热，保持各个核心的温度均衡，提高系统的整体性能。双CPU热管散热器相比单CPU热管散热器具有一些优势，主要包括：更高的散热能力，双CPU热管散热器可以同时将两个CPU的热量传输到散热器上。通过使用一个散热器来达到降低两个CPU温度的效果，这种设计能够很大程度上节省了散热器的安装空间，降低设备负担，可以降低CPU的温度，这有助于避免出现局部温度过高的问题，提高整个散热系统的效率。

在热管的两端头为封闭端，封闭端为椭圆弧形外廓结构。底座与所述的散热翅片组相对应的一侧面上均布所述的散热翅片。

在一些可选的实施方案中，散热翅片组的顶部设有散热风扇4，散热风扇通过卡扣5与散热翅片组相连接。

卡扣包括U型杆，所述的U型杆的两端分别设有L型的卡勾，卡勾与散热风扇上的卡孔相勾合，散热翅片组的两侧分别设有卡口，与U型杆相卡接。

如图4所示，散热翅片的两侧端面上均匀间隔分布梯形凸起6和倒梯形凹槽7。梯形形状能够有助于改善空气流动的效果，在有风扇的条件下能够增加对流换热。此设计可以改变热量在散热器表面的传导路径，减少热传导的阻力，从而提高热传导效率。通过微观层面的表面结构设计，优化了热传导路径，使热量更加顺畅地从热源传输到散热器表面。梯形微结构可以改变流体流动的方向和速度，增加与散热器表面的接触面积，从而提高对流换热效率。梯形结构容易制成模具和成型，加工起来更加方便并且可以适当减少材料用量。总的来说，CPU散热器翅片表面梯形结构相比普通散热器能够提供更高效的散热性能、更低的风阻、更稳定的工作状态、更紧凑的尺寸以及更吸引人的外观设计。

在一些可选的实施方案中，热管和底座均采用纯铜材质制成，散热翅片采用铝合金材质制成。

实施例1

热管共设有八根，外直径大小为6mm，厚度为1mm的空心铜管，横向靠近底座处为长轴为6mm，短轴为5mm的椭圆，热管拍扁部分的高度为2mm；散热翅片组由41片翅片组成，翅片的厚度均为0.3mm，且对称，两侧的翅片长度为97mm，宽度为48mm，长度向中间处逐渐递减，每片的长度均比上一片短1mm，中间最短的翅片长度为77mm，翅片上表面的梯形微结构上底宽度为0.15mm，下底宽度为0.3mm，高度为0.15mm，且每个梯形之间距离均为0.3mm，此结构整齐的排列在翅片的整个上表面，可增加翅片表面积以及增加空气的对流换热来增强散热，每片翅片间距为2mm。具体散热效果的增强可见图5和图6的仿真示意图，可以明显的观察到在相同的热源条件下，本发明非等长翅片组的温度较低，达到了增强散热的效果。综上，这几点的结合可以显著提高热管散热器的散热效率和性能。

以上所述的为本智力成果的较佳实施例而已，但本智力成果不应局限于该实施例和附图所公开的内容。所有凡是不脱离本发明所公开的精神下完成的等效或修改，都落入本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种非等长翅片双CPU热管散热器，其特征在于，包括热管组、散热翅片组和底座，所述的热管组包括多根热管，所述的热管一端穿设于所述的散热翅片组，热管的另一端固定于所述的底座上，底座与CPU主板连接固定。

2.根据权利要求1所述的一种非等长翅片双CPU热管散热器，其特征在于，所述的散热翅片组包括多块均匀间隔排列分布的散热翅片，位于中心的所述的散热翅片长度最短，从中心向两侧长度递增，形成中间窄两侧宽的沙漏型结构。

3.根据权利要求2所述的一种非等长翅片双CPU热管散热器，其特征在于，所述的底座上间隔设有卡接槽，所述的卡接槽与所述的热管的另一端设有卡合部，与卡接槽相对应卡合固定。

4.根据权利要求3所述的一种非等长翅片双CPU热管散热器，其特征在于，所述的热管的卡合部压扁处理，与所述的卡接槽相配置。

5.根据权利要求2或4所述的一种非等长翅片双CPU热管散热器，其特征在于，所述的热管的两端头为封闭端，所述的封闭端为椭圆弧形外廓结构。

6.根据权利要求4所述的一种非等长翅片双CPU热管散热器，其特征在于，所述的底座与所述的散热翅片组相对应的一侧面上均布所述的散热翅片。

7.根据权利要求6所述的一种非等长翅片双CPU热管散热器，其特征在于，所述的散热翅片的两侧端面上均匀间隔分布梯形凸起和倒梯形凹槽。

8.根据权利要求4或6所述的一种非等长翅片双CPU热管散热器，其特征在于，所述的散热翅片组的顶部设有散热风扇，所述的散热风扇通过卡扣与散热翅片组相连接。

9.根据权利要求8所述的一种非等长翅片双CPU热管散热器，其特征在于，所述的卡扣包括U型杆，所述的U型杆的两端分别设有L型的卡勾，所述的卡勾与所述的散热风扇上的卡孔相勾合，所述的散热翅片组的两侧分别设有卡口，与所述的U型杆相卡接。

10.根据权利要求8所述的一种非等长翅片双CPU热管散热器，其特征在于，所述的热管和底座均采用纯铜材质制成，所述的散热翅片采用铝合金材质制成。