[發明專利]一種真空導熱腔均熱板及風冷式散熱裝置

在審

• 申請號: 202010420553.8
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111681999A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 程東波;莫松平;陳俊豪;葉嘉榮;陳銘彥;林瀟暉;陳穎;賈莉斯
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/373;H01L23/38;H01L23/427;H01L23/467
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 江金城

本發明公開了一種真空導熱腔均熱板及風冷式散熱裝置，由真空導熱腔均熱板，半導體制冷片、隔熱板、翅片及熱管組成的散熱裝置組成，散熱裝置有兩層翅片和半導體制冷片；真空導熱腔中填充有吸熱汽化的相變液體，均熱板受熱時，熱源產生的熱量傳遞給均熱板，均熱板導熱腔中的相變液體吸熱汽化，相變為氣態向上移動，到達上表面后被第一層半導體制冷片主動冷卻，熱量通過第一層翅片散發，熱管將第一層翅片接熱源高熱流密度端的熱量導熱到低熱流密度端通過第二個半導體制冷片主動冷卻，熱量通過翅片散發，相變液體溫度降低，重新凝結為液態通過凸起結構回流到導熱腔，重新吸收熱量，不斷循環導熱，本發明具有安全可靠、高效環保、維護簡單的優點。

技術領域

本發明涉及散熱裝置領域，尤其涉及一種真空導熱腔均熱板及風冷式散熱裝置。

背景技術

隨著電子器件向高性能、高集成度發展使其功率密度增加，單位容積電子器件的發熱量和熱流密度也隨之大幅度增加。為了保證器件能夠處于良好的工作溫度環境，需將熱量快速散發出去。

熱管是一種利用氣液相變的傳熱元件，由于其傳熱能力要遠遠優于金屬材料的，因此被廣泛應用于電子等設備散熱領域。半導體制冷片的原理是基于帕爾貼原理，利用半導體材料的Peltier效應，當直流電通過兩種不同半導體材料串聯成的電偶時，在電偶的兩端可分別吸收熱量和放出熱量，實現制冷的目的。翅片2以強制對流和輻射的方式加熱周圍的空氣將熱量散發出去。相變材料(PCM)在熱能儲存和利用上潛力巨大，利用相變液體材料吸熱汽化液化的優勢彌補相變材料導熱系數低的問題，能作為良好的儲熱和熱傳遞媒介。

電子元件的可靠性研究表明，隨著溫度的增加，元器件的失效率呈指數增長，導致其可靠性大幅度降低。傳統的空冷散熱裝置效果不佳，液冷散熱裝置雖然散熱能力較強，但存在著漏液等危險以及需要消耗泵功，相變材料(PCM)在熱能儲存上潛力巨大，但是其散熱效果不好。電子器件的散熱勢在必行，對于本領域的技術人員來說，如何設計一種導熱散熱效果更好、更加安全可靠的散熱裝置，是目前本領域技術員人急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種真空導熱腔均熱板及風冷式散熱裝置。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種真空導熱腔均熱板及風冷式散熱裝置，主要包括均熱板模塊和風冷模塊。所述均熱板模塊設置在熱源上，吸收熱源的熱量。所述風冷模塊安裝在均熱板模塊上，幫助均熱板模塊散熱。

具體的，所述均熱板模塊包括相變液體、底板、熱沉板、密封圈、支撐柱、以及凸起結構。所述底板設置在熱源上，其內設有容納相變液體的凹腔。所述熱沉板設置在底板上，其邊緣通過密封圈與底板密封連接，形成供相變液體汽化和液化的導熱腔。所述支撐柱位于底板的凹腔內，其底部與底板固定連接，頂部熱沉板的底部抵接。所述凸起結構設置在熱沉板底部，并向底板方向延伸，其位置與支撐柱錯開設置。所述相變液體填充在底板與熱沉板構成的導熱腔內，幫助熱源快速散熱。

具體的，所述風冷模塊包括隔熱板、制冷片、導熱硅膠、散熱翅片、以及熱管。所述隔熱板設置在熱沉板上，與熱沉板和底板固定連接，其中部設有用于安裝制冷片的安裝缺口。所述制冷片設置在隔熱板上，嵌入安裝缺口內，其制冷端與熱沉板連接接觸。所述散熱翅片設置在制冷片上，并通過導熱硅膠與制冷片的散熱端連接。所述散熱翅片的側面設有熱管安裝孔，所述熱管安裝孔貫穿散熱翅片。所述熱管設置在散熱翅片內，通過熱管安裝孔與散熱翅片連接接觸。

進一步的，所述隔熱板上還設有供制冷片的導線穿過的通孔。所述通孔設置在隔熱板的側面，并貫穿至安裝缺口內。

作為本發明的優選方案，所述制冷片采用半導體制冷片。

作為本發明的優選方案，所述熱管采用燒結型銅棒熱管。

作為本發明的優選方案，所述凸起結構為銅粉制成。