[发明专利]一种新式分级循环式芯片散热器

说明书

本发明涉及一种新式分级循环式芯片散热器，其特征包括导热硅脂、导热铜板、纳米流体、双层网状Tesla微通道、溴化锂稀溶液、节流孔板、防水透气膜、梯形硅基板翅片、氮化硼晶体基板、石墨烯、风扇等。本发明结合纳米流体和双层网状微通道有效带走芯片导入散热器中的热量，并通过溴化锂稀溶液的相变自循环与半导体翅片进一步冷却芯片热沉；同时设有风扇对半导体翅片强制对流，辅助新型散热器中去离子水冷却节流，进而保证冷却循环正常工作。

技术领域

本发明涉及电子芯片冷却散热技术领域，具体涉及一种新式分级循环式芯片散热器。

背景技术

由于21世纪光电制造领域的飞速发展，使得电器散热问题日渐成为限制其性能的主要屏障，特别是近年来该领域微型化的趋势，以强制空气冷却为主的散热技术只能处理约60％微处理器所产生的废热,从而对新一代的电子设备而言,亟待一种高效的芯片热管理手段，使电子芯片在恒温的环境中能够正常运行。芯片散热在相继经历了金属导热、热管散热、真空腔均热板散热等冷却技术的应用后，使用单一冷却技术已然无法满足如今高功率、高热流密度的芯片热管理需求，进而优化传统冷却技术特点的分级芯片热管理定会凸显优势。

发明内容

本发明新式分级循环式芯片散热器提出一种新式高效芯片散热技术方案。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

包括用于导热的导热硅脂(1)，导热铜板(2)，用于一级换热的纳米流体(3)、双层网状 Tesla微通道(4)，用于二级换热的梯形硅基板翅片(8)、氮化硼晶体基板(9)、石墨烯(10)、小型风扇(11)、温控开关(12)，用于三级换热的溴化锂稀溶液(5)、节流孔板(6)、防水透气膜(7)，绝热材料(13)等。

所述的导热硅脂(1)与新式分级循环式芯片散热器底部的导热铜板(2)相连，并与绝热材料(13)以及镶嵌的硅基板(8)构成该散热器外壳。

所述的新式分级循环式芯片散热器内设置节流孔板(6)并与防水透气膜(7)相连将散热内部空间分隔成上下两部分。

所述的新式分级循环式芯片散热器中设有双层网状Tesla微通道(4)呈上下波浪式垂直交错分布于散热器底部空间的溴化锂稀溶液(5)中。

所述的双层网状Tesla微通道(4)每层各10条，其中每条通道包括9级阀组，各条主道按波浪式关系交错布置，即：每级阀组主通道之间的夹角为θ₁＝120°，其中主道当量半径R₁与阀道当量半径R₂的关系为(2/R₁)+(2/R₂)＝12.27mm^-1；每条阀道圆弧起点均与主道中点重合，终点均相切于主道圆弧处，且主道圆弧半径r₁与阀道圆弧半径r₂的关系为r₁/r₂＝0.5。

所述的上部空间壳壁嵌入石墨烯(10)与氮化硼晶体基板(9)相接连，进而与硅基板翅片(8) 相连组成半导体散热装置。

所述的由于石墨烯(10)与氮化硼晶体基板(9)结合后优良的导电与导热性，能够主动高效地将新式分级循环式芯片散热器内热量导出壳体。

所述的硅基板翅片(8)的梯形截面高为16mm，梯形截面底边锐角为88°。

所述的硅基板翅片(8)截面为梯形部横向布置于壳体外，其上方装设带有温控开关(12) 的小型风扇(11)能够随温度启停。

所述的小型风扇(11)的温控开关(12)分别插入新式分级循环式芯片散热器上下两层空间中，通过温度转换成电信号来控制小型风扇(11)的启停，若温度稳定在25℃时，温控开关(12) 断开，小型风扇(11)不工作。