本发明涉及散热技术领域，尤其涉及一种散热器及散热器的制造方法。
背景技术：
随着电子行业技术的发展，电子器件趋于小型化和轻薄化，同时电子元件的性能和功率不断提高，热流密度急剧增加，如何有效解决散热问题已成为电子技术进一步发展的瓶颈。
铝型材散热器是目前在大功率设备中比较流行的散热器，具有外形美观、重量轻、散热性能好，节能效果好等特点。铝型材散热器的应用场景可分为强制对流散热和自然对流散热，对于自然对流散热来说，现有技术通常将散热器安装在功率器件上，通过散热器底座将热量传递至散热器翅片，再由散热翅片将热量散发到周围环境中。自然对流散热型散热器的散热效率取决于散热器底座的传热效率和散热翅片的对流换热能力，对于传统的铝制散热器，其底座铝材的导热系数在230w/mk以内，传热能力有限，同时散热翅片的散热效率较低，难以满足大功率器件的散热需求。
技术实现要素：
本发明实施例的一个目的在于：提供一种散热器，其通过散热器的结构设计提高散热器的散热性能。
本发明实施例的另一个目的在于：提供一种散热器，其能够适用于多种散热其应用场景。
本发明实施例的再一个目的在于：提供一种散热器制造方法，其加工工艺简单，适合大规模批量生产。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
提供一种散热器，包括传热底座以及若干散热翅片，所述传热底座与所述散热翅片为一体成型结构，所述传热底座具有中空的腔体，所述腔体的内壁设置有槽道，所述槽道的高度沿所述传热底座的厚度方向设置，所述槽道结构的高度不超过所述腔体高度的2/3，所述腔体中充注有液体工质。
作为所述的散热器的一种优选技术方案，相邻所述槽道的间距为0.01㎜-1mm。
作为所述的散热器的一种优选技术方案，所述散热翅片位于所述传热底座一侧表面，所述散热翅片的设置方向与所述槽道的设置方向平行。
作为所述的散热器的一种优选技术方案，所述腔体中还设置有加强柱，所述加强柱沿所述传热底座的厚度方向连接所述腔体的两侧面。
作为所述的散热器的一种优选技术方案，所述液体工质的充注量为腔体容积的7％-25％。
作为所述的散热器的一种优选技术方案，所述传热底座在其厚度方向具有相对的第一外表面以及第二外表面，所述散热翅片设置在所述第一外表面，所述第二外表面呈阶梯状，以使所述第二外表面能够对应贴合于不同高度的发热器件。
另一方面提供一种如上所述的散热器的制造方法，包括以下步骤：
s1、模具制备，根据散热器结构制造相应的模具，并保证模具断面中用于挤出槽道的成型部间距为0.01㎜-1mm，槽道高度不超过腔体高度的2/3；
s2、挤出成型，采用挤出成型工艺一体加工形成具有传热底座、散热翅片、两端开口的腔体以及槽道结构的散热器主体；
s3、一次封口，采用焊接工艺封闭所述腔体的两端开口，并预留充液口；
s4、充液，通过所述充液口对所述腔体进行液体工质充注；
s5、二次封口，充液完成后封闭所述充液口。
作为所述的散热器的制造方法的一种优选的技术方案，所述挤出成型步骤之后还包括步骤：
s21、表面清洁，对产品进行脱脂、水洗以及烘干处理。
作为所述的散热器的制造方法的一种优选的技术方案，所述表面清洁步骤之后还包括步骤：
s22、表面涂覆，于挤出成型获得的散热翅片表面涂覆辐射散热涂料，进行烘干处理。
作为所述的散热器的制造方法的一种优选的技术方案，于所述步骤s5之后还包括步骤：
s6、机加工，通过机加工对散热器进行余量去除和整形得到所需外形及尺寸的散热器成品。
本发明的有益效果为：本方案所述的散热器，其传热底座内部设置了槽道结构，并充注液体工质，通过液体工质的气液相变可迅速将热源产生的热量转移和扩散，其取消了现有设计中均冷板吸叶芯中毛细结构加工导致的成本高，工艺复杂、工艺稳定性差、流动阻力大的问题，实现了定向导热。
本实施例中提供传热底座与发热元件接触将热量由发热元件传递到传热底座，位于传热底座中的液体工质受热后发生气液相变，迅速将发热元件产生的热量转移并扩散至传热底座的其余部分以及散热翅片，实现对发热元件的快速散热。
本方案设计的散热器主体可通过挤出成型工艺一步加工完成，加工工艺简单且生产效率高，适合大规模批量化生产；采用铝为基材，相较于传统热管散热器成本更低，散热翅片与传热底座为一体成型，二者为同一种材质，避免了焊接、粘结、铆合或插翅等传统连接工艺导致的接触热阻高、传题热效率低等问
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明实施例所述的一种散热器结构截面示意图。
图2为图1所示的散热器结构(两端未封口)立体状态示意图。
图3为本发明实施例所述又一种散热器结构截面示意图。
图4为本发明实施例所述再一种散热器结构截面示意图。
图5为本发明实施例所述再一种散热器结构截面示意图。
图6为本发明实施例所述再一种散热器结构截面示意图。
图7为本发明实施例所述再一种散热器结构截面示意图。
图8为本发明实施例所述再一种散热器结构截面示意图。
图9为图8所示的散热器结构(两端未封口)立体状态示意图。
图中：
100、散热翅片；200、槽道结构；300、传热底座；400、加强柱；500、散热板。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“固定”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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。
在本发明中，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。
实施例一：
如图1-图9所示，本实施例提供一种散热器，包括传热底座300以及若干散热翅片100，所述传热底座300与所述散热翅片100为一体成型结构，所述传热底座300具有中空的腔体，所述腔体的内壁设置有槽道，所述槽道的高度沿所述传热底座300的厚度方向设置，所述槽道结构200的高度为所述腔体高度的2/3，所述腔体中充注有液体工质。
本方案所述的散热器，其传热底座300内部设置了槽道结构200，并充注液体工质，通过液体工质的气液相变可迅速将热源产生的热量转移和扩散，其取消了现有设计中均冷板吸叶芯中毛细结构加工导致的成本高，工艺复杂、工艺稳定性差、流动阻力大的问题，实现了定向导热。
本实施例中提供传热底座300与发热元件接触将热量由发热元件传递到传热底座300，位于传热底座300中的液体工质受热后发生气液相变，迅速将发热元件产生的热量转移并扩散至传热底座300的其余部分以及散热翅片100，实现对发热元件的快速散热。
其传热底座300内部为具有微通道的空腔结构，可根据实际产品散热性能需求，设计不同界面形状的微通道结构，包括但不限于：微槽道高度、槽间距、尺形状等。
具体的，腔体中的液体工质没在有发生气液相变的情况下均位于腔体的底部，即靠近发热元件的一侧，由于腔体内壁设置有槽道，液体工质分布在槽道中，在受到发热元件散发热量的作用下，液体工质发生气液相变沿槽道快速上升，从而使热量快速的扩散至散热翅片100进行散热。同时，由于槽道结构200的高度占腔体高度的2/3.在其余的1/3高度区域，相变后的液体工质可发生横向移动，从而将热量沿横向均匀扩散，使得散热器得到充分的利用。
本方案中由于通过液体工质相变进行均温，若其带动到其余发热元件对应区域的热量很高，则其在横向扩散后将仍保持气态，从而将热量大量传递至该区域对应设置的散热翅片100，而不会对相应的发热元件造成热量增加；若其带动到其余发热元件对应区域的热量低，其扩散至改区域散热后变成液态，则其所携带的热量不足以对该区域的发热元件造成不利影响，因此能够在保护各个区域的发热元件的同时实现均热以及散热，充分利用散热器的性能。
本方案中液体工质优选为无毒、不可燃制冷剂。本实施例中具体采用r-1233zd，所述液体工质的充注量为所述腔体容积的25％。
本实施例中所述传热底座300呈矩形结构，在其厚度方向具有相对设置的第一外表面以及第二外表面，在散热器工作的状态下所述第二外表面朝向发热元件设置，第一外表面用于设置散热翅片100。所述腔体的内壁处设置有凸起结构，相邻的所述凸起结构之间形成所述槽道，位于与第一外表面对应的腔体内壁内侧的槽道与位于第二外表面对应的腔内壁内侧的槽道正对设置。相邻槽道的间距为1㎜。
由于功率元器件在不同电压、环境温度下，热功耗大小不同，因此，对于不同工况/条件下，其所需的散热面积不同，该设计可以将板卡上不同功能元器件的散热器连成一片，不仅仅是对单一热源进行匀冷，亦可以对整个元器件匀冷，达到较优的散热效果。本方案可根据实际产品需求，设计多种结构形态的散热器，再结合一体成型的散热翅片100高效的将热量散发到周围环境中，该设计综合提高了散热器件的传热和散热性能，适用于解决大功率器件的散热问题。
具体的，本方案所述的散热器可包括以下多种形态。
如图1、2所示的一种散热器结构中所述传热底座300呈各个位置厚度相同的板状结构，即其用于设置散热翅片100的第一外表面以及用于与发热元件接触的第二外表面均为平面结构，该形状的散热器适用于发热元件数量少或发热元件的设置位置结构比较简单，发热元件尺寸较大的应用场景。
其第一外表面设置的散热翅片100均为矩形长条结构，相邻的散热翅片100之间相互平行，散热翅片100的设置方向垂直于第一外表面，散热翅片100的设置方向与槽道的设置方向相平行。
如图3所示的一种散热器结构中所述传热底座300呈各个位置厚度相同的板状结构，其与图1中所述散热器的结构主要区别在于散热翅片100的形状不同，该方案中散热翅片100的横截面呈梯形结构，其与第一外表面连接处的厚度大于其远离第一外表面处的厚度。
如图4所示的一种散热器结构中所述传热底座300呈各个位置厚度相同的板状结构，其与图1中所述散热器的结构主要区别在于散热翅片100的形状不同，该方案中散热翅片100的横截面的侧边设置有波纹结构，即在散热翅片100的主要散热面上设置有波纹结构，通过设置该波纹结构能够增加散热翅片100的热扩散面积，提高散热效果。
如图5所示的一种散热器结构中所述传热底座300呈各个位置厚度相同的板状结构，其与图1中所述散热器的结构主要区别在于散热翅片100的长度不同，相邻的散热翅片100之间具有高度差，相邻散热翅片100之间形成的高度差能够改变散热翅片100端部的气道，使得散热气流更容易流动扩散，避免发生热量囤积导致散热效果不良。
如图6所示的一种散热器结构中所述传热底座300呈各个位置厚度相同的板状结构，其与图1中所述散热器的结构主要区别在于散热翅片100远离传热底座300的端部通过散热板500连接，通过设置散热板500将散热翅片100远离传热底座300的端部进行连接，散热板500增加了散热面积能够使得散热翅片100的散热效果更好。
如图7所示的一种散热器结构中所述传热底座300呈各个位置厚度不同的阶梯状结构，即第一外表面呈平面结构，第二外表面呈阶梯状结构，其阶梯状的具体结构为从所述传热底座300的一端至另一端呈逐级厚度增加的方式。通过将第二外表面设置为呈阶梯状，使得不同高度的传热底座300可以对应不同高度尺寸的发热元件进行设置，并能够保证传热底座300能够同时与不同高度的发热元件接触，同时对多种元件进行散热。
如图8、9所示的一种散热器结构中所述传热底座300呈各个位置厚度不同的阶梯状结构，即第一外表面呈平面结构，第二外表面呈阶梯状结构，其阶梯状的具体结构为从所述传热底座300的中部至两端端呈厚度逐级减少的方式。通过将第二外表面设置为呈阶梯状，使得不同高度的传热底座300可以对应不同高度尺寸的发热元件进行设置，并能够保证传热底座300能够同时与不同高度的发热元件接触，同时对多种元件进行散热。
需要指出的是，本方案中所述槽道结构200的高度并不局限于为所述腔体高度的2/3，在其他实施例中还可以将所述槽道结构200的高度设置为所述腔体高度的1/3、1/2，或其他尺寸。本方案中限制所述槽道结构200的高度低于所述腔体高度的2/3其目的为方便挤出成型加工，槽道细长将导致挤出成型加工困难，提高生产成本。
同时，本方案中相邻所述槽道的间距也不局限于1㎜，在其他实施例中还可以为0.1㎜、0.5㎜或其他间距值，其设置形式在加工工艺能够达到的情况下尽可能提高散热效果为目的。
本方案中液体工质的充注量也不局限于腔体容积的25％，在其他实施例中所述液体工质的充注量还可以为为腔体容积的7％、10％、15％、20％或25％。，其具体充注量可根据液体工质的类型，散热器的应用场景进行合理选择。
进一步的，本方案中在散热器的散热翅片100表面还涂覆有辐射散热涂料，通过对散热翅片100进行辐射散热涂料处理和表面结构设计，克服了铝型材导热系数高而表面辐射率低的缺点，大幅增加了翅片的辐射散热效率，同时均匀覆盖的涂料也可以增加铝型材表面的抗蚀性。
如图1-9所示，本方案中所述腔体中还设置有加强柱400，所述加强柱400沿所述传热底座300的厚度方向连接所述腔体的两侧面。
通过设置加强柱400可以增加传热底座300的结构强度，由于传热底座300中腔体为细长腔体，设置加强柱400能够避免传热底座300变形形成不良产品。
实施例二：
本实施例提供一种如上所述的散热器的制造方法，包括以下步骤：
s1、模具制备，根据散热器结构制造相应的模具，并保证模具断面中用于挤出槽道的成型部间距为0.01㎜，槽道高度为腔体高度的2/3；并且在模具中设置用于形成散热翅片的部分内表面为波纹状；
s2、挤出成型，提供铝棒，采用挤出成型工艺一体加工形成具有传热底座、散热翅片、两端开口的腔体以及槽道结构的散热器主体；
s3、一次封口，采用搅拌摩擦焊工艺封闭所述腔体的两端开口，并预留充液口；
s4、充液，通过所述充液口对所述腔体进行液体工质充注；
s5、二次封口，充液完成后将充液口轧封，并利用钎焊加固封口。
本方案中所述铝棒采用6063铝合金。
本方案设计的散热器主体(传热底座以及散热翅片)可通过挤出成型工艺一步加工完成，加工工艺简单且生产效率高，适合大规模批量化生产；采用铝为基材，相较于传统热管散热器成本更低，散热翅片与传热底座为一体成型，二者为同一种材质，避免了焊接、粘结、铆合或插翅等传统连接工艺导致的接触热阻高、传题热效率低等问。
实施例三：
本实施例提供一种如上所述的散热器的制造方法，包括以下步骤：
s1、模具制备，根据散热器结构制造相应的模具，并保证模具断面中用于挤出槽道的成型部间距为1mm，槽道高度为腔体高度的1/3；并且在模具中设置用于形成散热翅片的部分界截面为梯形面；
s2、挤出成型，采用挤出成型工艺一体加工形成具有传热底座、散热翅片、两端开口的腔体以及槽道结构的散热器主体；
s21、表面清洁，对产品进行脱脂、水洗以及烘干处理；
s22、表面涂覆，于挤出成型获得的散热翅片表面涂覆辐射散热涂料，所述辐射散热涂料为纳米炭黑辐射涂料，将涂覆辐射散热涂料后的散热器主体置入真空烘箱中在120℃环境下干燥2小时；
s3、一次封口，采用搅拌摩擦焊工艺封闭所述腔体的两端开口，并预留充液口；
s4、充液，通过所述充液口对所述腔体进行液体工质充注，液体工质的充注量为腔体容积的15％，液体工质选用r-1233zd；
s5、二次封口，充液完成后将充液口轧封，并利用钎焊加固封口；
s6、机加工，通过机加工对散热器进行余量去除和整形得到所需外形及尺寸的散热器成品。
于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左、”“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其他具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。
1.一种散热器，包括传热底座(300)以及若干散热翅片(100)，所述传热底座(300)与所述散热翅片(100)为一体成型结构，其特征在于，所述传热底座(300)具有中空的腔体，所述腔体的内壁设置有槽道，所述槽道的高度沿所述传热底座(300)的厚度方向设置，所述槽道结构(200)的高度不超过所述腔体高度的2/3，所述腔体中充注有液体工质。
2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，相邻所述槽道的间距为0.01mm-1mm。
3.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述散热翅片(100)位于所述传热底座(300)一侧表面，所述散热翅片(100)的设置方向与所述槽道的设置方向平行。
4.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述腔体中还设置有加强柱(400)，所述加强柱(400)沿所述传热底座(300)的厚度方向连接所述腔体的两侧面。
5.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述液体工质的充注量为腔体容积的7％-25％。
6.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述传热底座(300)在其厚度方向具有相对的第一外表面以及第二外表面，所述散热翅片(100)设置在所述第一外表面，所述第二外表面呈阶梯状，以使所述第二外表面能够对应贴合于不同高度的发热器件。
7.一种权利要求1-6中任一项所述的散热器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1、模具制备，根据散热器结构制造相应的模具，并保证模具断面中用于挤出槽道的成型部间距为0.01㎜-1mm，槽道高度不超过腔体高度的2/3；
s2、挤出成型，采用挤出成型工艺一体加工形成具有传热底座、散热翅片、两端开口的腔体以及槽道结构的散热器主体；
s3、一次封口，采用焊接工艺封闭所述腔体的两端开口，并预留充液口；
s4、充液，通过所述充液口对所述腔体进行液体工质充注；
s5、二次封口，充液完成后封闭所述充液口。
8.根据权利要求7所述的散热器的制造方法，其特征在于，所述挤出成型步骤之后还包括步骤：
s21、表面清洁，对产品进行脱脂、水洗以及烘干处理。
9.根据权利要求8所述的散热器的制造方法，其特征在于，所述表面清洁步骤之后还包括步骤：
s22、表面涂覆，于挤出成型获得的散热翅片表面涂覆辐射散热涂料，进行烘干处理。
10.根据权利要求9所述的散热器的制造方法，其特征在于，于所述步骤s5之后还包括步骤：
s6、机加工，通过机加工对散热器进行余量去除和整形得到所需外形及尺寸的散热器成品。
技术总结