热声制冷与热管共同作用于芯片的一种结合强化散热方法技术

一种热声制冷与热管共同作用于芯片的结合强化散热方法。该方法将热声制冷技术同热管结合用于芯片散热，具体细节包括：芯片工作产生热量，热管流经芯片处吸收热量，管中介质升温蒸发，管中介质流经热管在热声发动机热端换热器处管段，释放部分热量用于热驱动热声制冷机工作，管中介质流经热管室温换热段释放热量得到冷却，管中介质流经热管在热声制冷机冷端换热器处管段获得而冷量降温，降温后的介质流经与芯片换热段的热管，由于获得冷量降温，与芯片换热时可以一定程度强化芯片散热。芯片换热时可以一定程度强化芯片散热。芯片换热时可以一定程度强化芯片散热。

【技术实现步骤摘要】
热声制冷与热管共同作用于芯片的一种结合强化散热方法


[0001]本专利技术涉及芯片领域，热声制冷领域，传热领域，具体涉及热声制冷与热管共同作用于芯片的一种结合强化散热方法，可以用于高性能芯片领域的高热流密度电子元器件以增强该芯片散热，提高芯片平稳运行能力。

技术介绍

[0002]在芯片工作过程中，几乎一半的电能会转化为热量，如果这些热量不能被及时散出，芯片的温度将会持续升高。过高的温度会导致芯片性能衰退、寿命衰减、失效、甚至引发安全事故。随着电子信息领域的技术发展对硬件性能的追求，以及微机械加工技术的进步，电子设备体积趋于微型化，系统趋于复杂化、集成化，而这些发展就带来了不可避免的芯片加强散热的需求。现行阶段部分高性能芯片工作时热流密度可达到200W/cm 2甚至更高 。越来越高的芯片工作热流密度给芯片热管理带来了新的挑战，如何进一步提高芯片进行热管理的效果是值得考虑的问题。在现有技术当中，为解决芯片越来越高的热流密度问题，科学家们提出了许多可行的技术方案:如热管技术，具有震荡流的冷板，将相变材料用于芯片热管理等。这些技术，各有优劣，但面对芯片越来越大的散热量需求，如何进一步加强对芯片的散热，是所有技术都需要进一步探究的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种热声制冷与热管共同作用于芯片的结合强化散热方法，将热声制冷结合热管用于芯片，利用芯片产热部分能量通过热声制冷产生冷量，相对传统热管技术，该方法可一定程度强化芯片散热。
[0004]一种热声制冷与热管共同作用于芯片的结合强化散热方法，具体为：芯片工作产生热量，热管流经芯片处吸收热量，管中介质升温蒸发，管中介质流经热管在热声发动机热端换热器处管段，释放部分热量用于热驱动热声制冷机工作，管中介质流经热管室温换热段释放热量得到冷却，管中介质流经热管在热声制冷机冷端换热器处管段获得而冷量降温，降温后的介质流经与芯片换热段的热管吸收芯片热量，上述过程不断循环。
[0005]本专利技术与现有技术相比主要具有以下有益效果：1.将热声制冷同热管结合运用于芯片散热，可有效利用双方优势，与单一热管相比达到进一步加强芯片散热的效果。2.热声制冷装置通过热驱动来维持，可将芯片工作过程中产生的大量的热部分收集利用，产生同有害废热相比更有效的价值。3.热声制冷装置在热驱动的情况下可产生一定冷量，该冷量进而用于芯片散热可以达到芯片废热利用和增强散热多重目标效益。4.热管用于芯片散热的技术已比较成熟，该方法的提出可进一步发展热管在芯片散热中的应用。热管同热声制冷的协同作用既是热声制冷在芯片散热方面的一种应用，也是热声制冷同热管优势结合的一种实行，是芯片产热的热量
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的一种利用。
附图说明
[0006]为了更清楚地说明本专利技术细节，下面将对附图作一些简单地介绍。下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些示意图，对于本领域技术人员来讲，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的附图。图1为本专利技术方法原理示意图。图2为本专利技术方法的一种实施情况示意图。图3为本专利技术方法的一种实施改进示意图。
[0007]其中：（1）表示热管中介质从芯片热管段流动到热声发动机热端换热器处，（2）表示热管中介质从热端换热器处流动到热管与环境换热区，（3）表示热管中介质从环境换热区流动到热声制冷机冷端换热器处，（4）表示热管中介质从热声制冷机冷端换热器处流动到芯片处热管段，（5）表示芯片处，（6）表示热端换热器处，（7）表示热管环境换热区，（8）表示冷端换热器处。
实施方式
[0008]下面结合附图对本专利技术进行详细描述。
[0009]参见图1，本专利技术热声制冷与热管共同作用于芯片的一种结合强化散热方法，在一个循环中包括4个进程，热管从芯片处吸热，介质升温蒸发；介质在热声发动机热端换热器处释放部分热量；介质流经热管室温放热区释放热量；介质在热声制冷机冷端换热器处获得冷量降温进而回到芯片开始一个新循环。详细来说：芯片工作产生热量，热管流经芯片处吸收热量，管中介质升温蒸发，管中介质流经热管在热声发动机热端换热器处管段，释放部分热量用于热驱动热声制冷机工作，管中介质流经热管室温换热段释放热量得到冷却，管中介质流经热管在热声制冷机冷端换热器处管段获得而冷量降温，降温后的介质流经与芯片换热段的热管，由于获得冷量降温，与芯片换热时可以一定程度强化芯片散热。
[0010]参见图2，本专利技术热声制冷与热管共同作用于芯片的一种结合强化散热方法，实施时热驱动热声制冷制冷机置于芯片附近以便于减少冷量损失和充分利用热量驱动热驱动热声制冷机。该实施情况构成较为简单，热管和热声制冷简单结合，即可达到利用芯片产热的热量
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的目的。
[0011]参见图3，本专利技术热声制冷与热管共同作用于芯片的一种结合强化散热方法，在2的实施情况下进行改进，采取一个循环中两次吸收芯片产热的方法，将热声制冷生成冷量作用于二次吸收芯片热量并流经一段与环境换热热管后的介质，将冷量用得更关键之处。
[0012]以上对本专利技术热声制冷与热管共同作用于芯片的一种结合强化散热方法进行了较为详细的介绍，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本专利技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本专利技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本专利技术的限制。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.热声制冷与热管共同作用于芯片的一种结合强化散热方法，其特征在于：将热驱动热声制冷同热管有效结合，利用热管获得热量后高于环境温度的热管段驱动热声制冷机通过热声作用产生冷量，将冷量作用于热管介质的冷却降温，一定程度强化芯片散热。2.根据权利要求1所述的热声制冷与热管共同作用于芯片的一种结合强化散热方法，其特征在于：热驱动热声制冷机设置在芯片附近，于芯片吸收热量热管段在通过芯片前后都需通过热驱动热声制冷机。3.根据权利要求2所述的热声制冷与热管共同作用于芯片的一种结合强化散热方法，其特征在于：芯片工作产生大量热量时，热管中介质首先在（5）芯片处吸收热量，介质升温蒸发，经历（1）过程介质在热管中流动到（6）热声发动机热端换热器处。4.根据权利要求3所述的热声制冷与热管共同作用于芯片的一种结合强化散热方法，其特征在于：热管中介质流到（6）热声发动机热端换热器处热管段后，开始释放热量以驱动热驱动热声制冷机，在此处热管中介质释放部分热量。5.根据权利要求4所述的热声制冷与热管共同作用于芯片的一种结合强化散热方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宇翔，
申请(专利权)人：杨宇翔，
类型：发明
国别省市：