[發明專利]一種芯片降溫裝置

在審

• 申請號: 201711238370.9
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107993995A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 馬長偉;馬文英;汪為民
• 申請（專利權）人: 成都信息工程大學
• 主分類號: H01L23/373
• 分類號: H01L23/373
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司51214
• 代理人: 項霞

技術領域

本發明涉及電子技術領域，更具體地，涉及一種芯片降溫裝置。

背景技術

隨著微電子技術的飛速發展以及制造工藝的不斷提高，芯片的集成度越來越高，尺寸越來越小，運行速度越來越塊，使得芯片在工作時產生較多的熱量而使溫度升高，如果不及時散熱，可能會導致芯片的性能降低甚至燒壞。

芯片本身產生的熱量，除了少部分通過底部載板以及焊點向外散熱，主要還是通過芯片表面散熱，因此，通常是在芯片上面加散熱器來實現芯片散熱。現在市場上使用的筆記本電腦散熱器非常普通，通常是在CPU芯片上貼上由鋁板制成的散熱片，散熱片本身是通過硅脂介質與芯片進行接觸，硅脂將熱量傳導到散熱片上，然后在散熱片上開很多個細槽，使鋁槽與外界的接觸面積增大，并通過風扇的高速轉動將絕大部分熱量通過對流的方式帶走到周圍的空氣中，從而來降低計算機芯片的溫度。這種傳統的散熱方式雖然能達到散熱的目的，但是效果并不是十分理想且效率底。它通過熱傳導的方式向環境散熱，其效果取決于環境溫度的高低，如果環境溫度過高時，會使芯片的熱量散不出去，同時在長時間工作時，散熱的速率也很不理想。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了所述吸波結構分為三層，從上到下分別是金屬薄膜、電介質層、金屬諧振單元；所述金屬薄膜的厚度大于電流密度從薄膜表面向內減小到表面電流密度為1/e的深度，所述散熱片設置于吸波結構上。

進一步的，所述吸波結構由若干個吸波子單元組成，各個吸波子單元的電介質層、金屬諧振單元互不接觸。

進一步的，所述支架為幾個金屬柱組成，吸波結構安放在金屬柱頂端。

進一步的，還包括硅脂涂層，所述硅脂涂層覆蓋于芯片上。

進一步的，所述散熱片為金屬片。

進一步的，所述散熱片為為一個具有內腔的封閉容器，內腔內裝水。

本發明的有益效果為：

本發明結構簡單，使用方便，安裝靈活，一方面有效的簡化了計算機散熱裝置的體積和結構，另一方面本發明是基于熱輻射產生的原因出發進行設計，從原理上解決了熱輻射的產生，使芯片散熱更徹底。同時，本發明具有易制造、體積小、重量輕等優點。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖。

圖2為第一種吸波結構示意圖。

圖3為第二種吸波結構示意圖。

圖中:1.載板、2.支架、3.芯片、4.硅脂涂層、5.吸波結構、6.散熱片， 8. 金屬諧振單元、9.電介質層、10.金屬薄膜。

具體實施方式

本發明的目的在于提出一種新的芯片降溫方式，該方式從熱量的存在形式出發，即熱輻射產生的根源是紅外波的熱效應，從這一原理出發，設計出一種可以對紅外波吸收的裝置，該裝置具有體積小，重量輕，易制造等優點，同時對紅外波具有很寬的吸收頻帶，將絕大部分的紅外波吸收，較為徹底的解決發熱問題。

本發明所采用的技術思想是：熱輻射的程度主要由物體的溫度所決定。根據普朗克定律和維恩位移定律可知，溫度和波長存在密不可分的聯系，當芯片3處于較高溫度(80攝氏度)時，會向周圍空間散發大量的熱，熱輻射的主要組成形式為紅外波段的電磁波，根據普朗克理論，在80攝氏度時，輻射出的波長的極大值為9.56μm，而這一波長處于遠紅外波段范圍，紅外波的輻射會產生熱效應，加熱周圍物質，使溫度升高，若利用基于電磁超材料的吸波結構5對該波段的紅外線進行吸收，則對芯片3的降溫產生積極影響。

下面對本發明的結構進行說明。

本發明包含載板1、支架2、硅脂涂層4、吸波結構5和散熱片6。待散熱的芯片3位于載板1上。

載板1用于安裝支架2，支架2由4根鋁制的金屬組成，用來安裝吸波結構5。

芯片3上面覆蓋一層硅脂涂層4，用于傳導芯片3產生的熱量。

吸波結構5由4根支架2支撐，其位于芯片3上方并與芯片3有一定的間隔，用來吸收硅脂涂層4傳導的熱輻射，同時，吸波結構5的上面為硅脂涂層4，硅脂涂層4的上方連接有散熱片6，用于散發吸波結構5由硅脂涂層4傳導過來的熱量。支架2的材料可為鋁。

下面對吸波結構5進行詳細說明。

吸波結構5由3層材料組成，第1層是中心對稱的金屬諧振單元8，中間為電介質層9，第3層為金屬薄膜10。金屬薄膜10的厚度大于趨膚深度，趨膚深度是指電流密度從表面向內減小到表面電流密度為1/e的深度，可大大降低吸波結構5的透射率。所述的吸波結構5的面積稍大于芯片3的面積，并置于芯片3的上方，與芯片3留有間隙，以盡可能多的吸收熱輻射。