[發(fā)明專利]散熱裝置及散熱方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810041373.8
• 申請日: 2008-08-04
• 公開（公告）號: CN101646328A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王昊
• 申請（專利權(quán)）人: 王昊
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;H01L23/427;F28D15/02
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李 麗

技術(shù)領(lǐng)域

本專利申請涉及散熱裝置及散熱方法。

背景技術(shù)

隨著超大規(guī)模集成電路制造技術(shù)的進步，芯片的體積越來越小，而發(fā)熱功率卻越來越大，導(dǎo)致芯片散熱的熱通量增大。

根據(jù)熱力學(xué)原理，液體的導(dǎo)熱效率大于空氣的導(dǎo)熱效率。基于這種理論，水冷等管道散熱技術(shù)逐步應(yīng)用于CPU和GPU等大功率器件，但所有這些散熱技術(shù)都存在著種種局限性。

熱管熱交換器(Heat?Pipe?Heat?Exchanger)1964年誕生于美國洛斯-阿洛莫斯國家實驗室。其充分利用熱傳導(dǎo)原理與致冷介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì)，透過熱管將發(fā)熱物體的熱量迅速向外傳遞。其導(dǎo)熱能力超過任何已知金屬的導(dǎo)熱能力。作為一種無噪音的散熱技術(shù)，熱管散熱器于20世紀(jì)80年代開始用于電子設(shè)備的散熱，近兩年來在芯片散熱中的應(yīng)用已明顯加快步伐。

發(fā)明內(nèi)容

一種散熱裝置，包括：腔室；置于腔室內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸；固定至所述旋轉(zhuǎn)軸靠近蒸發(fā)部的一端的蒸發(fā)部刮刷；固定于所述旋轉(zhuǎn)軸的隔離件；以及設(shè)置在所述隔離件上的噴嘴，所述噴嘴引導(dǎo)冷卻劑蒸汽，其中，所述冷卻劑蒸汽推動所述旋轉(zhuǎn)軸和所述隔離件旋轉(zhuǎn)。

一種散熱方法，包括步驟：加熱腔室內(nèi)的冷卻劑；產(chǎn)生冷卻劑蒸汽；引導(dǎo)冷卻劑蒸汽通過設(shè)置在隔離件上的噴嘴；利用經(jīng)過所述噴嘴的冷卻劑蒸汽使所述隔離件旋轉(zhuǎn)；以及所述隔離件的旋轉(zhuǎn)使得蒸發(fā)部刮刷和/或冷凝部刮刷旋轉(zhuǎn)。

上述實施方式中，噴嘴能夠噴射冷卻劑蒸汽，從而通過隔離件帶動蒸發(fā)部刮刷旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了散熱裝置的。將液態(tài)冷卻劑均勻涂布于蒸發(fā)部的內(nèi)表面形成液膜，使得散熱裝置的散熱能力提高。另外，液態(tài)冷卻劑在蒸發(fā)部的內(nèi)表面均勻涂布，使得散熱裝置的散熱均勻性提高。

發(fā)明內(nèi)容部分的描述僅僅是舉例說明，不應(yīng)該用于解釋或限制權(quán)利要求的范圍。

附圖說明

圖1為散熱裝置一個實施例的正視剖視示意圖；

圖2a和圖2b分別為兩種刮刷實施例的形狀示意圖；

圖3為一個實施例中散熱裝置的原理示意圖；

圖4為散熱裝置另一個實施例俯視剖視示意圖；

圖5為散熱裝置又一個實施例俯視剖視示意圖；

圖6為散熱裝置一個實施例的正視剖視示意圖；

圖7為散熱方法一個實施例流程圖。

具體實施方式

下面以發(fā)熱體是半導(dǎo)體芯片為例，結(jié)合附圖對散熱裝置實施例的結(jié)構(gòu)以及散熱方法實施例的步驟進行詳細說明。

圖1為一個實施例中散熱裝置正視剖視圖。如圖1所示，散熱裝置100包括腔室101例如是由殼體形成的。腔室101為中空的封閉或基本封閉體，至少能隔絕氣體在腔室101和環(huán)境之間的傳質(zhì)。腔室101的外觀形狀常見為圓柱形，也可以為正方體、長方體等多面立方體型。相應(yīng)地，腔室101的中空部分也可以為圓柱形或正方體、長方體等多面立方體。腔室101一般由導(dǎo)熱較好的材料，如金屬材料制造。

腔室101內(nèi)盛裝有冷卻劑。冷卻劑的裝填量可以根據(jù)散熱裝置100的工?作溫度和散熱功率以及冷卻劑本身的物性來決定。作為冷卻劑的物質(zhì)可以是水、氨以及甲醇等。

腔室101適于與半導(dǎo)體芯片120接觸的一個或多個側(cè)壁為蒸發(fā)部102。腔室101適于與輔助散熱裝置(圖未示)接觸的一個或多個側(cè)壁為冷凝部103。半導(dǎo)體芯片120發(fā)出的熱量通過蒸發(fā)部102傳遞給腔室101內(nèi)的冷卻劑，冷卻劑在蒸發(fā)部102的內(nèi)表面蒸發(fā)，吸收從蒸發(fā)部102傳遞來的熱量。吸熱后的冷卻劑形成冷卻劑蒸汽。冷卻劑蒸汽通過擴散到達冷凝部103的內(nèi)表面，在冷凝部103的內(nèi)表面放熱冷凝，形成液態(tài)的冷卻劑。從而完成將熱量從蒸發(fā)部到冷凝部的轉(zhuǎn)移。在其他實施例中，還可以在冷凝部103的外表面安裝風(fēng)冷、水冷或翅片等輔助散熱裝置(圖未示)，以加快熱量從冷凝部向外界傳遞。

腔室101的內(nèi)部還包括對應(yīng)于蒸發(fā)部102設(shè)置的蒸發(fā)部刮刷104。蒸發(fā)部刮刷104能夠掃過蒸發(fā)部102的內(nèi)表面。在這種掃動的作用下，蒸發(fā)部刮刷104上的液態(tài)冷卻劑被均勻地涂布到蒸發(fā)部102的內(nèi)表面，使蒸發(fā)部刮刷104掃過的蒸發(fā)部102內(nèi)表面形成冷卻劑液膜111。因此，從半導(dǎo)體芯片120傳遞至蒸發(fā)部102的熱量被均勻地吸走，使得散熱裝置100的散熱均勻性提高。