[發(fā)明專利]微流控芯片散熱裝置

有效

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• 申請日: 2016-04-20
• 公開（公告）號: CN105914189B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設計）人: 高猛;桂林
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: H01L23/36
• 分類號: H01L23/36;H01L23/367
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權代理有限公司11002
• 代理人: 李相雨

1.一種微流控芯片散熱裝置，其特征在于，包括：半導體制冷結構及散熱結構，

所述半導體制冷結構包括依次設置的冷端液態(tài)金屬層、半導體制冷片以及熱端液態(tài)金屬層，其中，所述冷端液態(tài)金屬層包括第一腔室，所述熱端液態(tài)金屬層包括第二腔室，所述第一腔室以及第二腔室內(nèi)均填充有液態(tài)金屬，所述冷端液態(tài)金屬層以及熱端液態(tài)金屬層均與所述半導體制冷片緊密貼合，在冷端液態(tài)金屬層、半導體制冷片以及熱端液態(tài)金屬層的兩端還設有用于支持所述半導體制冷結構的熱絕緣支撐保護層；所述冷端液態(tài)金屬層的外表面與待散熱微流控芯片的基底貼合，貼合的位置與待散熱微流控芯片的發(fā)熱區(qū)域相對應，所述熱端液態(tài)金屬層的外表面與所述散熱結構貼合；

冷端液態(tài)金屬層第一腔室中的液態(tài)金屬吸收待散熱微流控芯片發(fā)熱區(qū)域的熱量，再經(jīng)由半導體制冷片傳遞給所述熱端液態(tài)金屬層的第二腔室中的液態(tài)金屬，所述第二腔室中的液態(tài)金屬再將熱量傳遞給散熱結構，最后由所述散熱結構將熱量散發(fā)到環(huán)境中。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述散熱結構為梳狀結構散熱器，

所述梳狀結構散熱器的柄部與所述熱端液態(tài)金屬層的外表面貼合；

所述梳狀結構散熱器吸收熱端液態(tài)金屬層第二腔室中的液態(tài)金屬攜帶的熱量，并通過梳狀結構散熱器的散熱齒片進行散熱。

3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述散熱結構包括強迫對流散熱器以及散熱齒片，

所述強迫對流散熱器包括兩個熱端導熱腔，腔室中填充有液態(tài)金屬，兩個熱端導熱腔的兩端通過連接管連通，連接管上還設置有電磁泵，用于帶動兩個熱端導熱腔的腔室中的液態(tài)金屬循環(huán)流動；所述強迫對流散熱器的其中一個熱端導熱腔與所述熱端液態(tài)金屬層的外表面貼合，另一個熱端導熱腔連接散熱齒片；

與所述熱端液態(tài)金屬層的外表面貼合的熱端導熱腔吸收熱端液態(tài)金屬層中液態(tài)金屬攜帶的熱量，電磁泵帶動兩個熱端導熱腔的液態(tài)金屬循環(huán)流動，使吸收的熱量隨著循環(huán)的液態(tài)金屬傳遞至連接散熱齒片的熱端導熱腔，再通過散熱齒片進行散熱。

4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述散熱結構還包括風扇，用于向散熱齒片吹風從而加速散熱。

5.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述散熱結構還包括水浴，用于在內(nèi)部盛有冷水時將散熱齒片浸泡在冷水中從而加速散熱。

6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述冷端液態(tài)金屬層以及熱端液態(tài)金屬層的厚度范圍為0.5～5mm。

7.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述液態(tài)金屬為室溫下為液態(tài)的鎵、鎵銦合金、鎵銦錫合金或鎵銦錫鋅合金。

8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述液態(tài)金屬中摻有納米顆粒材料，所述納米顆粒材料為銅、鋁、銀、鎳或碳納米管。

9.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述熱端液態(tài)金屬層中第二腔室外壁的材料為銅或鋁，所述外壁的厚度不大于1mm，腔內(nèi)厚度的范圍為0.5～5mm。

10.如權利要求1-9中任一項所述的裝置，其特征在于，所述裝置包括多個半導體制冷結構，

最靠近所述待散熱微流控芯片的半導體制冷結構的冷端液態(tài)金屬層的外表面與待散熱微流控芯片的基底貼合，最靠近所述散熱結構的半導體制冷結構的熱端液態(tài)金屬層的外表面與所述散熱結構貼合；

相鄰兩個半導體制冷結構中其中一個的冷端液態(tài)金屬層和另一個的熱端液態(tài)金屬層相互貼合。