(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221089610 0.1 (22)申请日 2022.07.27 (71)申请人 江苏联能电子技 术有限公司 地址 225100 江苏省扬州市邗江区物港路 42号 (72)发明人 徐进良　马骁婧　王伟　杨杰　 丁伟　张自洋　 (74)专利代理 机构 南京智转慧移知识产权代理 有限公司 32649 专利代理师 田沛沛 (51)Int.Cl. H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 用于压电风扇系统的散热器结构及其翅片 布置方法 (57)摘要 本发明公开一种用于压电风扇系统的散热 器结构及其翅片布置方法， 在散热器的一面设置 翅片和压电风扇， 翅片的分布区包括板状直肋平 行布置区、 柱状针肋组合结构布置区， 以及柱状 针肋局部加密布置区。 根据压电风扇的振动所诱 导产生的流场特性， 在流场的不同位置， 布置不 同形状和密度的翅片， 实现散热器表 面对流系数 和散热能力的提高。 相比常见的翅片均匀布置方 法而言， 充分考虑了由压电风扇叶片周期性谐振 所诱导产生的流场分布特征， 可以充分利用风扇 所产生的冷却气流， 能够在相同散热面积的条件 下得到更高的散热效率， 为后续的压电风扇散热 系统研究及散热器的工程应用提供了新的思路。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 115243520 A 2022.10.25 CN 115243520 A 1.一种用于压电风扇系统的散热器结构， 其特征在于， 包括： 在散热器(7)的一面设置 翅片和压电风扇(5)， 翅片的分布区包括板状直肋平行布置区(1)、 柱状针肋组合结构布置 区(2)， 以及柱状 针肋局部加密布置区(3)。 2.根据权利要求1所述的用于压电风扇系统的散热器结构， 其特征在于： 板状直肋平行 布置区(1)位于散热器流场的上游层流段， 柱状针肋组合结构布置区(2)位于散热器流场的 中游涡流段， 柱状 针肋局部加密布置区(3)位于 散热器流场的下游湍流段。 3.根据权利要求1所述的用于压电风扇系统的散热器结构， 其特征在于： 所述热源模块 (4)设置在散热器(7)的底面上， 将热源模块(4)内部的热量传导至散热器(7)的翅片上， 对 热源模块(4)进行冷却散热。 4.根据权利要求2所述的用于压电风扇系统的散热器结构， 其特征在于： 所述压电风扇 (5)设置在板状直肋平行布置区(1)， 利用压电陶瓷的逆压电效应， 在交变电场的驱动下， 带 动叶片产生谐振， 由叶片端向前 方输出气流。 5.一种用于压电风扇系统的散热器翅片布置方法， 其特征在于： 根据压电风扇的振动 所诱导产生的流场特性， 在流场的不同位置， 布置不同形状和密度的翅片， 实现散热器表 面 对流系数和散热能力的提高。 6.根据权利要求1所述的用于压电风扇系统的散热器翅片布置方法， 其特征在于： 在散 热器(7)的流场上游层流段， 布置板状直肋平行翅片(8)； 在流场的中游涡流段， 布置柱状针 肋翅片(9)组成的十字形结构； 在散热器流场的下游湍流段， 布置不同密度的柱状针肋翅片 (9)。 7.根据权利要求6所述的用于压电风扇系统的散热器翅片布置方法， 其特征在于： 所述 板状直肋平行翅片(8)的长度不超过压电风扇(5)叶片长度的一半。 8.根据权利要求7所述的用于压电风扇系统的散热器翅片布置方法， 其特征在于： 对压 电风扇叶片在一阶模态下随时间的运动轨迹方程， 利用格林积分公式求得叶片振动范围， 当十字形结构位于振动范围以外可保证压电风扇正常运行。 9.根据权利要求8所述的用于 压电风扇系统的散热器翅片布置方法， 其特 征在于： 压电风扇叶片在一阶模态下随时间的运动轨 迹方程为： 式中， l表示 风扇叶片的长度， x代 表叶片上的点的横坐标， Y(x)代表该点的最大位移。 10.根据权利要求6所述的用于压电风扇系统的散热器翅片布置方法， 其特征在于： 双 叶片压电风扇通道中流场呈现为两侧流速较高而中间较低的状态， 将流场下游靠近两侧壁 面的柱状针肋翅片(9)横向间距缩小以进行加密， 而中间的柱状针肋翅片(9)采用错列式布 置方式以提高气流对肋片的冲刷效应。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115243520 A 2用于压电风扇系统的散热器 结构及其翅片布置方 法 技术领域 [0001]本发明属于高功率密度集成电路的散热技术领域， 具体涉及一种用于压电风扇系 统的散热器结构及其 翅片布置方法。 背景技术 [0002]随着微电子技术的迅猛发展， 各种电子设备的性能得到飞速提升。 与此同时， 各类 电子设备的能耗及发热量也大幅度提高。 另外， 当前电子 设备逐渐趋向于小型化， 导致单位 体积内的散热量急剧增加， 而微型电子部件温度过高将严重影响其工作性能甚至导致失 效， 因此需对电子器件热源采取高效、 稳定的热管理方式， 保障设备 的可靠性。 目前对于微 电子设备的冷却方案通常为压电风扇与翅片型散热器配套使用， 利用压电风扇周期性谐振 产生稳定的冷却气流， 进而加强翅片表面的对流换热作用。 然而， 在未考虑压电风扇所激励 的流场及温度场特征机制的情况下， 散热器翅片的布置方法仅采用板状直肋等间距平行布 置或者柱状针类均匀布置， 该布置方法不符合由压电风扇周期性振动所诱导产生的流场及 温度场特征， 不能充分利用流场中流体的散热能力， 因此在相同的散热面积下， 其散热效率 不高。 [0003]中国专利申请CN20 1811306122.8公开了一种压电风扇散热密闭式模块， 该模块包 括压电风扇阵列、 散热翅片和热源模块三部分。 热源模块通过导热过程将热量传递至散热 翅片内部， 压电风扇周期性谐振运动激励产生冷却气流， 加强空气与散热器表面的对流换 热效应， 进而实现对 热源模块的冷却。 然而 上述方案对于所采用的散热翅片， 全部采用板状 直肋等间距平行布置方法， 该方法未能充分利用由压电风扇叶片周期性振动所产生的冷却 气流， 经过数值研究发现， 冷却气流仅能对上述散热器的前端进 行高效冷却散热， 大部 分冷 却气流未能顺利到达散热器尾部， 因此并不能在相同的散热面积条件下， 达到更高的散热 效率。 [0004]因此现有技术需要一种在相同散热面积的条件下提高散热器换热效率的翅片布 置方法， 使其能够充分利用由压电风扇谐振所诱导产生的冷却气流， 来提高对于高功率密 度集成电路的冷却效率。 发明内容 [0005]本发明解决的技术问题： 提供一种可以充分利用风扇所产生的冷却气流， 能够在 相同散热面积的条件下得到更高的散热效率的用于压电风扇 系统的散热器结构及其翅片 布置方法。 [0006]技术方案： 为了解决上述 技术问题， 本发明采用的技 术方案如下： [0007]一种用于压电风扇系统的散热器结构， 包括： 在散热器 的一面设置翅片和压电风 扇， 另一面设置热源模块， 翅片的分布区包括板状直肋平行布置区、 柱状针肋组合结构布置 区， 以及柱状 针肋局部加密布置区。 [0008]作为优选， 板状直肋平行布置区位于散热器流场的上游层流段， 柱状针肋组合结说　明　书 1/4 页 3 CN 115243520 A 3