[發明專利]電子器件高效散熱冷板

無效

• 申請號: 200710027970.0
• 申請日: 2007-05-11
• 公開（公告）號: CN101052290A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發明（設計）人: 高學農;張正國;陸應生;方玉堂;方曉明;尹輝斌
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;H01L23/42
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及電子器件的散熱技術，具體是一種電子器件高效散熱冷板。

背景技術

電子器件及芯片需要在一定溫度條件下工作，同時，電子器件在工作時將產生一定的熱量，使得其溫度不斷升高。電子器件正常的工作溫度范圍一般為-5～+65℃，最大允許工作溫度在100～120℃。過高或過低的溫度都會降低電子器件的性能，甚至造成器件的損壞。要控制電子產品在一定溫度范圍內工作，就必須預熱并為一些溫度過高的芯片或者溫度過高的器件表面來散熱。隨著電子技術迅速發展，電子器件的高頻、高速以及大規模集成電路的密集和小型化，使得單位容積電子器件的發熱量快速增大。以微電子芯片為例，目前一般已達60～90W/cm²，最高達200W/cm²以上，電子器件散熱技術越來越成為電子產品開發、研制中非常關鍵的技術，電子器件散熱性能的好壞直接影響到電子產品可靠性以及工作性能。研究結果表明，電子元件的溫度降低1℃，其故障率可減少4％；若增加10～20℃，則故障率提高100％。然而傳統的依靠單相流體的對流換熱方法和強制風冷方法難以滿足許多電子器件的散熱要求。

電子器件散熱技術目前主要有空氣冷卻技術和液體冷卻技術兩大類。空氣冷卻技術是目前應用最廣泛的電子冷卻技術，包括自然對流空氣冷卻技術和強制對流空氣冷卻技術。自然對流空氣冷卻技術主要應用于體積發熱功率較小的電子器件。對于體積發熱功率較大的電子器件，如單一器件功耗達到7W，板級功耗超過300W時，一般則采用強制對流空氣冷卻技術。目前，強制空冷散熱器的一般結合熱管技術使用，可強化空冷技術的冷卻能力，但熱管仍然存在有效傳熱面積小、與散熱器之間熱阻較大、單根傳熱效率低以及緊湊化性能差等問題，影響了它在高功率電子器件中的應用。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種緊湊一體化、運行穩定、換熱效率高的電子器件高效散熱冷板。

實現本發明的技術方案為：一種電子器件高效散熱冷板，包括三維鋸齒翅片冷凝板和多孔表面蒸發板，多孔表面蒸發板的表面具有多孔，孔底部以毛細通道互相連接；三維鋸齒翅片冷凝板與多孔表面蒸發板貼合焊接而形成密閉空腔，在空腔內充有工作物質。

所充注的工作物質優選大致填充滿多孔表面蒸發板的所有孔及毛細通道，空腔內充注的工作物質優選水、乙醇或制冷劑。

本發明的電子器件高效散熱冷板，其工作原理是，工作介質通過蒸發板從高溫熱源吸熱后蒸發汽化，在壓差的驅動下向冷凝板運動，在冷卻板氣體向低溫熱源放熱后冷卻凝結，冷凝液依靠多孔表面的毛細作用力返回蒸發板，蒸發與凝結過程不斷循環，完成熱量從高溫到低溫的傳遞。

本發明的電子器件高效散熱冷板利用工作介質的蒸發冷凝過程，強化了熱量的傳遞過程。三維鋸齒翅片結構破壞了氣體傳熱邊界層、激發了氣體的湍動，強化了冷凝過程；機械加工表面多孔結構提供了更多氣化核心，促進了內部液體流動，強化了沸騰傳熱，從而提高傳熱速率。高效散熱冷板與現有電子散熱器集成簡單，接觸面積增大，使器件緊湊化，以節省空間、節省材料并提高運行過程的穩定性。本發明可廣泛用于圖形加速卡、CPU等各類高功率電子器件的散熱設備。

本發明與現有技術相比，具有以下優點和效果：

1.本發明的電子器件高效散熱冷板，結構緊湊，加工簡單，可解決發熱功率在100W/cm²以上的電子器件散熱。

2.本發明的電子器件高效散熱冷板，利用工作介質的蒸發冷凝過程，強化了熱量的傳遞過程。三維鋸齒翅片結構破壞了氣體傳熱邊界層、激發了氣體的湍動，強化了冷凝過程；機械加工表面多孔結構提供了更多氣化核心，促進了內部液體流動，強化了沸騰傳熱，從而提高傳熱速率。

3.本發明的電子器件高效散熱冷板，運行穩定、性能可靠、使用壽命長。

附圖說明

圖1為本發明裝置結構示意圖。

圖2為圖1的剖視圖。

圖3為圖2中的冷凝板結構示意圖。

圖4為圖2中的蒸發板結構示意圖。

圖中：1冷凝板，2蒸發板，3貼合焊接面，4冷凝板的三維鋸齒翅片，5蒸發板的多孔表面結構。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步的詳細說明。

如圖1、2所示，本發明的電子器件高效散熱冷板包括三維鋸齒翅片冷凝板1和多孔表面蒸發板2，圖4中，多孔表面蒸發板的表面具有多孔，孔底部以毛細通道互相連接；圖2所示，三維鋸齒翅片冷凝板(結構如圖3所示)與多孔表面蒸發板貼合焊接而形成密閉空腔，在空腔內充有工作物質。

實施例1