一种用于芯片散热的主动式制冷装置制造方法及图纸

本申请提供一种用于芯片散热的主动式制冷装置，属于芯片冷却装置技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种用于芯片散热的主动式制冷装置


[0001]本申请涉及芯片冷却装置
，具体而言，涉及一种用于芯片散热的主动式制冷装置
。

技术介绍

[0002]随着电子芯片性能的提升和尺寸的微型化，芯片呈现出越来越高的热流密度，这使得芯片的温度控制重要性不断凸显
。
基于此，芯片的温度控制成为制约电子芯片性能和可靠性的重要因素
。
目前，芯片散热主要采用被动式散热，存在对芯片的导热能力不足的问题
。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种用于芯片散热的主动式制冷装置，制冷剂能够以主动输送方式进行散热，该主动式制冷装置对芯片的导热能力得到提高；基于此的一些进一步的实施例中，该主动式制冷装置还具备体积较小
、
噪音低且结构稳定
、
自清洁能力好
、
环境友好
、
可控性强
、
拓展性好
、
成本下降趋势好
、
使芯片散热后温度更均匀
、
检测自身和芯片工作状态等优势中的一项或多项
。
[0004]本申请的实施例是这样实现的：本申请实施例提供一种用于芯片散热的主动式制冷装置，该用于芯片散热的主动式制冷装置包括冷却器
、
换热器
、
制冷剂以及制冷剂输送单元；冷却器具有冷却流道，换热器具有换热流道，冷却流道的出口与换热流道的入口连通，换热流道的出口与冷却流道的入口连通，制冷剂在冷却流道和换热流道中循环流通，冷却器用于通过制冷剂吸收芯片的热量以对芯片进行散热，换热器用于制冷剂将吸收的热量交换给换热流道外部；其中，制冷剂输送单元连通在冷却流道的出口和换热流道的进口之间，制冷剂输送单元用于为制冷剂提供在冷却流道的出口和换热流道的入口之间输送的动力
。
[0005]在一些实施例中，制冷剂输送单元包括压电泵
、
膜片式静电微泵
、
形状记忆合金输送结构
、
风机中的一种或多种
。
[0006]在一些实施例中，用于芯片散热的主动式制冷装置还包括载冷剂输送单元，载冷剂输送单元用于提供动力以主动地将载冷剂输送至换热流道外部
。
[0007]在一些实施例中，冷却器的壳壁与冷却流道之间填充有导热材料，导热材料包括液态金属和相变材料中的一种或多种
。
[0008]在一些实施例中，冷却器内设有多个冷却流道，冷却流道的腔体内设置有热缩冷胀凸块
。
[0009]在一些实施例中，冷却流道的腔体中部设置有轴心杆，热缩冷胀凸块连接于轴心杆且与冷却流道的内壁间隔分布
。
[0010]在一些实施例中，冷却流道的内壁设有与热缩冷胀凸块对应的凹槽
。
[0011]在一些实施例中，轴心杆具有导电性；用于芯片散热的主动式制冷装置还包括控
制单元，控制单元被配置为：与每个轴心杆分别电连接，并根据每个轴心杆的电信号确定对应轴心杆所在的环境温度
。
[0012]在一些实施例中，冷却器具有制冷剂进口室和制冷剂出口室，多个冷却流道的入口与同一个制冷剂进口室连通，多个冷却流道的出口与同一个制冷剂出口室连通
。
[0013]在一些实施例中，冷却器内的冷却流道分为沿第一方向分布的多个流道组，每个流道组包括沿第二方向分布的多个冷却流道，第一方向和第二方向相交
。
[0014]本申请一些实施例的有益效果如下：本申请实施例提供的用于芯片散热的主动式制冷装置，在冷却流道的出口和换热流道的进口之间连通制冷剂输送单元，制冷剂输送单元为制冷剂提供在冷却流道的出口和换热流道的入口之间输送的动力，基于此，至少具有以下有益效果：
1、
使得制冷剂能够在动力的作用下主动地从冷却流道的出口输送到换热流道的入口，即制冷剂能够以主动输送方式进行散热，该主动式制冷装置对芯片的导热能力得到提高
。
[0015]2、
该主动式制冷装置中换热流道
、
冷却流道
、
制冷剂输送单元能够以封闭的形式循环流通，有利于保持制冷剂的稳定和清洁；通过控制制冷剂输送单元为制冷剂提供从换热流道的入口朝向冷却流道的出口输送的反向动力，还能够实现内部反向冲洗，同样有利于实现自清洁
。
[0016]在一些实施例中，在制冷剂输送单元中配置压电泵，基于此，至少具有以下有益效果：
1、
通过压电泵实现制冷剂的输送，压电泵的体积较小，可采用紧凑式设计，使得该主动式制冷装置体积较小，有利于使用在电脑
、
平板
、
手机
、
车载冰箱
、
手机背夹式散热系统
、
无线充电降温系统
、
等多种类型的设备中进行芯片散热
。
[0017]2、
通过压电泵能够实现主动压缩式输送，可产生低于环境温度的有力散热环境，有利于提高换热温差并增强换热效果
。
[0018]3、
压电泵可以通过是高频低幅的众多压电金属微单实现输送，其工作中产生的声波可以避开人耳听力范，且基本不产生震动，使得该主动式制冷装置工作过程中噪音低且结构稳定
。
[0019]4、
压电泵能实现闭式制冷剂输送，无动密封问题，制冷剂不容易泄露且体积较小，所运输的制冷剂和自身所需的高性能材料较少，对环境较为友好
。
[0020]5、
压电泵采用压电原理控制主动输送实现制冷，响应速度快，且可控能力强，可较为精准地控制输送功率
、
输送压力以及散热温度等
。
[0021]6、
基于压电泵的主动运输，可以根据需求选择不同种类的制冷剂，使其散热性能和经济性保持均衡，有利于提高该主动式制冷装置的应用可拓展性
。
[0022]7、
压电泵可以采用压电金属微单元进行工质输运，该方法可基于光刻工艺进行生产，在光刻工艺日趋成熟且成本越发低廉的情况下，该主动式制冷装置的成本下降趋势好
。
[0023]在一些实施例中，在冷却器内配置多个冷却流道，并且在冷却流道的腔体内设置有热缩冷胀凸块，基于此，至少具有以下有益效果：
1、
由于芯片不同区域的产热存在差异，导致芯片在不同区域的温度不同，在进行散热时，相对高温的区域会使得对应的冷却流道内具有相对更高的温度
。
而由于热缩冷胀
凸块的存在，使得相对高温的冷却流道内热缩冷胀凸块的体积相对较小
、
制冷剂的流量相对更大；也就是说，相对高温的冷却流道内能输送相对较多的制冷剂
、
相对低温的冷却流道内能输送相对较少的制冷剂，使得制冷剂的输送量多少与换热能力需求高低更匹配，有利于使芯片散热后温度更均匀
。
[0024]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于芯片散热的主动式制冷装置，其特征在于，所述用于芯片散热的主动式制冷装置包括冷却器
、
换热器
、
制冷剂以及制冷剂输送单元；所述冷却器具有冷却流道，所述换热器具有换热流道，所述冷却流道的出口与所述换热流道的入口连通，所述换热流道的出口与所述冷却流道的入口连通，所述制冷剂在所述冷却流道和所述换热流道中循环流通，所述冷却器用于通过所述制冷剂吸收芯片的热量以对所述芯片进行散热，所述换热器用于所述制冷剂将吸收的热量交换给所述换热流道外部；其中，所述制冷剂输送单元连通在所述冷却流道的出口和所述换热流道的进口之间，所述制冷剂输送单元用于为所述制冷剂提供在所述冷却流道的出口和所述换热流道的入口之间输送的动力
。2.
根据权利要求1所述的用于芯片散热的主动式制冷装置，其特征在于，所述制冷剂输送单元包括压电泵
、
膜片式静电微泵
、
形状记忆合金输送结构
、
风机中的一种或多种
。3.
根据权利要求1所述的用于芯片散热的主动式制冷装置，其特征在于，所述用于芯片散热的主动式制冷装置还包括载冷剂输送单元，所述载冷剂输送单元用于提供动力以主动地将载冷剂输送至所述换热流道外部
。4.
根据权利要求1所述的用于芯片散热的主动式制冷装置，其特征在于，所述冷却器的壳壁与所述冷却流道之间填充有导热材料，所述导热材料包括液态金属和相变材料中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙永超，张智祥，侯炳炎，朱孟鸽，郭成科，易素筠，梅宁，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：