[發明專利]一種實現高負荷CPU強化散熱功能的納米噴霧裝置及其方法

有效

• 申請號: 201610241249.0
• 申請日: 2016-04-18
• 公開（公告）號: CN105702647B
• 公開（公告）日: 2018-06-26
• 發明（設計）人: 譚小強;王謙;姜鵬;邵長勝;韓丹
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H01L23/427
• 分類號: H01L23/427;H01L23/433;H01L23/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于內燃機研究領域的一種實現高負荷CPU強化散熱功能的納米噴霧裝置及其方法，包括PCB電路板、CPU、薄銅片、冷凝管、噴霧腔、冷卻液罐、濾清器、冷卻液、效應機構和控制器，當PCB電路板上的CPU熱敏電阻監測CPU的溫度超過限定值時，開啟噴嘴，冷卻液霧粒被噴射到CPU表面的薄銅片上，通過膜態沸騰換熱和強迫對流換熱帶走CPU表面熱量，蒸汽在冷凝管上凝結后沿壁面流下，經冷卻液回收孔進入散熱器，回流到冷卻液罐；這為大功率設備提供了一種更加高效節能的散熱方式，通過在冷卻液中添加納米顆粒，以增大冷卻液導熱系數，進一步提高裝置的散熱效率；采用元器件均為微型設備，功耗低，但散熱效率高，因此將節省大量的電能，在節能環保上有著重要的意義。

技術領域

本發明屬于通信設備技術領域，具體涉及一種實現高負荷CPU強化散熱功能的納米噴霧裝置及其方法。

背景技術

當今電子產業發展迅猛，電子設備高度微型化和集成化，功率密度越來越高，局部熱流密度不斷增加，芯片散熱已經成為制約其發展的瓶頸。從電子管到晶體管，在技術飛速發展的這六十幾年間，芯片行業發生了翻天覆地的變化。英特爾公司負責芯片內部設計的首席技術官蓋爾欣格曾經說過：“如果芯片耗能和散熱問題得不到解決，到2005年芯片上集成了2億個晶體管時，就會熱的像核反應堆。2010年就會達到火箭發射時噴嘴處的溫度，而2015年就會與太陽表面一樣熱?！彪娮釉臏囟让可?0°，其壽命將縮短50％。當電子元器件的溫度達到80℃以上時，其工作性能迅速下降。據統計，超過55％的電子設備的失效形式是由溫度過高引起。

隨著電子技術的飛躍，傳統的散熱冷卻技術也在發展，主要有：(1)自然冷卻，主要采用板翅式和針翅式兩種，其散熱效果與散熱片的大小成正比，且穩定可靠。但因為是自然冷卻，其散熱效率低。(2)風冷，即使用風扇帶走散熱器所吸收的熱量。該方法結構簡單、成本低，但散熱效率不高，無法滿足高熱流密度熱源的散熱。且風扇帶動周圍的磁場因漏磁或電火花干擾周圍電子元件的正常工作。(3)熱管冷卻，其導熱性能好、結構簡單，體積小適合狹小空間高熱量器件的冷卻，但其對材料機器制造工藝有較高要求。(4)半導體制冷，該方法無需制冷劑、無噪音、可以實現溫度的高精度控制。專利申請號為201510693497.4的專利提出了一種CPU散熱裝置，采用半導體制冷片與散熱片結合的方式，提高了CPU散熱裝置的散熱能力，但單個元件的功率很小，對于大功率器件的冷卻，需要大量熱電元件組成電堆，使得系統體積龐大，能耗高，使用成本高。(5)微通道冷卻，該技術已經成熟，專利申請號為CN201520082782.8的專利提出了一種微通道冷卻器，采用兩塊蓋板和一塊雙面具有微通道的換熱板將冷熱流體隔開，有效避免了冷卻液在冷卻器內的積聚，提高了冷卻器的散熱效率。但由于微通道尺寸較小，容易結垢或堵塞，壓力損失較大，對泵的要求高。為了滿足更高熱流密度的散熱要求，以及響應國家節能減排的號召。尋找一種更加高效、節能、環保的冷卻方式已經迫在眉睫。

發明內容

本發明的目的是針對上述問題提供一種實現高負荷CPU強化散熱功能的納米噴霧裝置及其方法，能夠以更加高效、環保、節能的方式實現高負荷CPU的散熱。

本發明的技術方案是：一種實現高負荷CPU強化散熱功能的納米噴霧裝置，包括PCB電路板、CPU、薄銅片、噴霧腔、冷卻液罐、效應機構和控制器；

所述效應機構包括噴嘴、微泵組和散熱器；

所述CPU位于PCB電路板上，所述CPU上表面通過高溫絕緣導熱膠與薄銅片連接；所述噴霧腔通過螺紋固定罩在所述CPU上，所述噴霧腔正對CPU一側的壁面A設有噴嘴安裝孔，所述噴嘴安裝孔內安裝有噴嘴，噴嘴的噴霧端正對CPU的中心位置，噴嘴的另一端通過管道與微泵組的第一出口連接；微泵組的入口端通過管路與冷卻液罐連接；在微泵組與冷卻液罐間連接的管道上安裝有溫度傳感器和流量計，冷卻液罐中裝有冷卻液，冷卻液中添加納米顆粒；冷卻液罐的入口端與散熱器的一端相連，散熱器的另一端通過保溫管道與噴霧腔底部壁面C上設有的冷卻液回收孔相連；