[发明专利]一种热管-半导体制冷联合的电子芯片散热装置及其控制回路

说明书

本发明公开了一种热管‑半导体制冷联合的电子芯片散热装置，包括用于固定芯片的基座以及热电制冷片、第一均热板、热管换热器、第二均热板、散热器和风扇，其中热电制冷片紧贴芯片远离基座的一面，第一均热板紧贴热电制冷片，第二均热板远离热电制冷片，且第二均热板与第一均热板之间通过热管换热器接通，散热器固定在第二均热板的表面，风扇用于给第二均热板散热；本发明将热电制冷技术与热管技术相结合，利用热电制冷片对芯片表面进行冷却，通过热管换热器及时地将热量从热电制冷片转移到散热器上再由风扇带走，整个散热过程不需液体冷却，提高的设备的稳定性和安全性。

技术领域

本发明涉及电子芯片散热技术的领域，更具体的说是涉及一种热管-半导体制冷联合的电子芯片散热装置及其控制回路。

背景技术

近年来，随着电子芯片朝着高集成化、小型化的发展，芯片的发热功率大幅度上升，芯片的温度也迅速增高，过高的温度不仅破坏了芯片运行的稳定，甚至会缩短芯片的寿命，因此，如何有效地对芯片散热是提高芯片性能的前提保证。

热电制冷又称温差制冷，作为一种主动冷却技术，具有无运动部件、体积小、易于集成等优点受到广泛关注，并且可以通过调节输入电流的大小实现制冷温度的精准调节。热电制冷基于以下原理：将N型半导体和P型半导体串联连接，外界直流电源施加电流后，电子和空穴从低能级的P型半导体进入高能级的N型半导体时需要吸收热量，制冷过程由此形成。

热管技术，主要是利用工作流体的蒸发与冷凝来传递热量。热管由蒸发段、绝热段和冷凝段3部分构成，制备时，将管内抽至较高的真空度后充以适量的工作流体，使得紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体加以密封。热管工作时，蒸发端受热，液体迅速蒸发，蒸汽在微小的压力差下流向另一端，并且释放出热量，重新凝结成液体，液体再沿多孔材料在毛细力或者重力的作用下流向另一端，并且释放出热量，重现凝结成液体，如此往复循环。

专利CN 104779229A 提出了一种基于热电制冷原理的散热器，该技术同时采用了热电制冷和液体冷却技术，虽然提高了芯片的散热能力，但是由于引入了液体循环系统，不但增加了散热器结构的复杂程度，还降低了安全系数，限制了其使用的范围。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题提供一种热管-半导体制冷联合的电子芯片散热装置及其控制回路，增强芯片的散热能力，降低芯片的温度。

为实现上述目的，本发明提供一种热管-半导体制冷联合的电子芯片散热装置，包括用于固定芯片的基座以及热电制冷片、第一均热板、热管换热器、第二均热板、散热器和风扇，其中热电制冷片紧贴芯片远离基座的一面，第一均热板紧贴热电制冷片，第二均热板远离热电制冷片，且第二均热板与第一均热板之间通过热管换热器接通，散热器固定在第二均热板的表面，风扇用于给第二均热板散热。

本发明将热电制冷技术与热管技术相结合，利用热电制冷片对芯片表面进行冷却，热管换热器及时地将热量从热电制冷片转移到散热器上由风扇带走，整个散热过程不需液体冷却，提高的设备的稳定性和安全性。

优选的，所述的芯片与热电制冷片之间以及所述的热电制冷片与第一均热板之间均涂有导热油脂，减小芯片表面与热电制冷片之间以及热电制冷片与第一均热板之间的界面交界处的接触热阻。

优选的，所述第一均热板和第二均热板上均开设有用于安装热管换热器的固定孔，且所述的热管换热器水平布置，方便热管换热器的固定安装。

优选的，所述热管换热器与第一均热板和第二均热板的接触表面均涂有导热油脂，减小热管换热器与第一均热板和第二均热板之间交界处的接触热阻。

优选的，所述的散热器采用翅片散热器，增加第二均热板的散热面积。