[發(fā)明專利]雙流體散熱裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911045079.9
• 申請(qǐng)日: 2019-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110808231B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王磊;周一欣;劉靜;張旭東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): H01L23/367
• 分類號(hào): H01L23/367;H01L23/467;H01L23/473;G06F1/20
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 譚云

本發(fā)明涉及散熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種雙流體散熱裝置，包括：底板、液態(tài)金屬?水溶液雙流體、環(huán)形磁鐵、環(huán)形電極和柱形電極；所述環(huán)形電極和所述柱形電極均布置于所述底板的表面；所述環(huán)形磁鐵套設(shè)于所述環(huán)形電極的外側(cè)，所述環(huán)形電極套設(shè)于所述柱形電極的表面；所述液態(tài)金屬?水溶液雙流體放置于所述環(huán)形電極、所述柱形電極以及所述底板圍合的區(qū)域內(nèi)。該雙流體散熱裝置中的液態(tài)金屬?水溶液雙流體采用電磁驅(qū)動(dòng)，相對(duì)傳統(tǒng)的空氣冷卻或水冷技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的散熱裝置，液態(tài)金屬的導(dǎo)熱系數(shù)是水的30倍以上，能夠?qū)崿F(xiàn)高效傳熱，可大大拓展散熱領(lǐng)域由水冷所達(dá)到的極限熱流密度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及散熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙流體散熱裝置。

背景技術(shù)

近年來(lái)，高集成度計(jì)算機(jī)芯片、光電器件等引發(fā)的熱障問(wèn)題，已成為制約其持續(xù)發(fā)展的技術(shù)瓶頸之一。特別是計(jì)算機(jī)、光電芯片一直朝著提高集成度、減小尺寸及增加時(shí)鐘頻率的趨勢(shì)發(fā)展，使得芯片工作時(shí)的功率和熱流密度越來(lái)越大，器件內(nèi)部因而產(chǎn)生較高的溫度，而高溫極易導(dǎo)致芯片失效，因此“熱障”問(wèn)題變得日益嚴(yán)峻。

目前，散熱技術(shù)主要包括：熱管冷卻、空氣冷卻、水冷卻等。熱管散熱的傳熱效率較高，但在熱流超過(guò)散熱極限后會(huì)無(wú)法工作，可能導(dǎo)致冷卻失效，器件溫度持續(xù)攀升直至燒毀；空氣冷卻效率較低，用于CPU散熱，最多只能排出廢熱的60％；水冷散熱效率比空氣冷卻高，尤其在微通道下，性能優(yōu)異，但是水冷散熱長(zhǎng)期存在驅(qū)動(dòng)方式的問(wèn)題，比如在普通的個(gè)人臺(tái)式電腦上，CPU水冷泵一般為旋轉(zhuǎn)葉輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，由于水冷泵體積較大，不易用于諸如筆記本電腦、平板電腦等尺寸較小的電子設(shè)備上。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

鑒于上述技術(shù)缺陷和應(yīng)用需求，本申請(qǐng)?zhí)岢鲆环N雙流體散熱裝置，以解決現(xiàn)有的散熱裝置散熱效率低下，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問(wèn)題。

(二)技術(shù)方案

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種雙流體散熱裝置，包括：底板、液態(tài)金屬-水溶液雙流體、環(huán)形磁鐵、環(huán)形電極和柱形電極；

所述環(huán)形電極和所述柱形電極均布置于所述底板的表面；所述環(huán)形磁鐵套設(shè)于所述環(huán)形電極的外側(cè)，所述環(huán)形電極套設(shè)于所述柱形電極的表面；所述液態(tài)金屬-水溶液雙流體放置于所述環(huán)形電極、所述柱形電極以及所述底板圍合的區(qū)域內(nèi)。

其中，所述雙流體散熱裝置還包括安裝于所述底板的表面的散熱片，所述散熱片上安裝有至少一個(gè)風(fēng)扇。

其中，所述底板的表面與所述散熱片之間涂覆有導(dǎo)熱硅脂。

其中，所述雙流體散熱裝置還包括安裝于所述底板的表面的熱點(diǎn)。

其中，所述液態(tài)金屬-水溶液雙流體中的液態(tài)金屬為熔點(diǎn)低于30℃的鎵基、銦基或錫基金屬。

其中，所述液態(tài)金屬-水溶液雙流體中的水溶液為純水、酸溶液或堿溶液。

其中，所述環(huán)形電極為圓環(huán)形、橢圓環(huán)形或方環(huán)形電極；所述柱形電極為圓柱形或棱柱形電極。

其中，所述環(huán)形電極和所述柱形電極的材質(zhì)均為石墨、不銹鋼或者銅。

其中，所述環(huán)形電極和/或所述柱形電極上放置有用于監(jiān)測(cè)溫度變化的熱電偶。

其中，所述底板采用非金屬材料制成。

(三)有益效果

本發(fā)明提供的雙流體散熱裝置，通過(guò)液態(tài)金屬-水溶液雙流體吸收熱量并傳遞至底板，液態(tài)金屬-水溶液雙流體采用電磁驅(qū)動(dòng)，相對(duì)傳統(tǒng)的空氣冷卻或水冷技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的散熱裝置，液態(tài)金屬的導(dǎo)熱系數(shù)是水的30倍以上，能夠?qū)崿F(xiàn)高效傳熱，可大大拓展散熱領(lǐng)域由水冷所達(dá)到的極限熱流密度。

附圖說(shuō)明