[發(fā)明專(zhuān)利]一種冷卻裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110678826.3
• 申請(qǐng)日: 2021-06-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113629030A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭德印;王瑋
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01L23/473
• 分類(lèi)號(hào): H01L23/473;B01L3/00;B01L7/00
• 代理公司: 北京辰權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11619
• 代理人: 張曉玲

本發(fā)明涉及一種冷卻裝置，其包括：上蓋板，包括注液口和復(fù)合孔徑薄膜，所述復(fù)合孔徑薄膜在厚度方向分為納米孔徑的毛細(xì)段和微米孔徑的供液段；下蓋板，結(jié)合在所述上蓋板下方，包括供液微結(jié)構(gòu)，所述供液微結(jié)構(gòu)與所述注液口和所述供液段是流體連通的。該冷卻裝置利用復(fù)合膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的被動(dòng)式毛細(xì)壓差作為供液動(dòng)力，無(wú)需外接泵送系統(tǒng)，減小了散熱系統(tǒng)的占用空間且降低了功耗，易于實(shí)現(xiàn)受限空間內(nèi)的芯片散熱。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及散熱技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種冷卻裝置。

背景技術(shù)

隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，芯片的內(nèi)部集成密度不斷增加，芯片的發(fā)熱強(qiáng)度也隨之持續(xù)攀升，基于寬禁帶半導(dǎo)體材料的高功率芯片已達(dá)到1000W/cm²量級(jí)的熱功率密度。溫度升高會(huì)增加載流子濃度，使得漏電流增大，同時(shí)當(dāng)溫度超過(guò)一定閾值之后，載流子遷移率會(huì)急劇下降，從而影響芯片性能。微流體散熱技術(shù)是目前最有前景的高效的散熱手段之一，相比于傳統(tǒng)的空氣冷卻，可以實(shí)現(xiàn)更高的散熱效率。但由于該散熱技術(shù)需要外部泵送系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)液體流過(guò)換熱面，散熱系統(tǒng)占用空間較大，另外額外的流體泵也增加了整體的功耗。因此，需要開(kāi)發(fā)一種空間占用小、功耗低的冷卻裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種冷卻裝置，該冷卻裝置利用復(fù)合膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的被動(dòng)式毛細(xì)壓差作為供液動(dòng)力，無(wú)需外接泵送系統(tǒng)，減小了散熱系統(tǒng)的占用空間且降低了功耗，易于實(shí)現(xiàn)受限空間內(nèi)的芯片散熱。

為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案。

一種冷卻裝置，包括：

上蓋板，包括注液口和復(fù)合孔徑薄膜，所述復(fù)合孔徑薄膜在厚度方向分為納米孔徑的毛細(xì)段和微米孔徑的供液段；

下蓋板，結(jié)合在所述上蓋板下方，包括供液微結(jié)構(gòu)，所述供液微結(jié)構(gòu)與所述注液口和所述供液段是流體連通的。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明達(dá)到了以下技術(shù)效果：

1、本發(fā)明采用復(fù)合孔徑薄膜作為冷卻液體蒸發(fā)的驅(qū)動(dòng)部件，該薄膜結(jié)構(gòu)在厚度方向分為納米孔徑的毛細(xì)段和微米孔徑的供液段。當(dāng)冷卻液體蒸發(fā)時(shí)，蒸發(fā)界面處納米尺度的孔徑提供了強(qiáng)大的毛細(xì)壓差作為供液動(dòng)力，無(wú)需外接泵送系統(tǒng)，減小了散熱系統(tǒng)的占用空間且降低了功耗，易于實(shí)現(xiàn)受限空間內(nèi)的芯片散熱。另外，微米尺度的供液段結(jié)構(gòu)有利于減小流動(dòng)的阻力，保證了冷卻液體的高效輸運(yùn)。

2、本發(fā)明的復(fù)合孔徑薄膜在上蓋板上制備而成，與上蓋板為一體結(jié)構(gòu)，該薄膜的厚度與上蓋板厚度相同，因此該薄膜結(jié)構(gòu)強(qiáng)度得到了保證，同時(shí)也保證了裝置集成的工藝兼容性。

3、復(fù)合孔徑薄膜處產(chǎn)生的毛細(xì)壓差可根據(jù)熱源的熱量負(fù)載變化和與熱源接觸的下蓋板的局部熱負(fù)載的不均勻性進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)控，確保系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀下文優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，各種其他的優(yōu)點(diǎn)和益處對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實(shí)施方式的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制。而且在整個(gè)附圖中，用相同的參考符號(hào)表示相同的部件。在附圖中：

圖1給出了本發(fā)明的冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2給出了本發(fā)明的冷卻裝置的爆炸視圖。

圖3給出了本發(fā)明的復(fù)合孔徑薄膜的截面示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明

100為上蓋板，101為注液口，102為復(fù)合孔徑薄膜，200為下蓋板，201為供液微結(jié)構(gòu)，300為納米孔徑的毛細(xì)段，400為微米孔徑的供液段。

具體實(shí)施方式

以下，將參照附圖來(lái)描述本公開(kāi)的實(shí)施例。但是應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本公開(kāi)的范圍。此外，在以下說(shuō)明中，省略了對(duì)公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本公開(kāi)的概念。