一種仿生芯片散熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種芯片散熱器，尤其涉及一種基于仿生原理的芯片散熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]申請?zhí)枮?01110361628.0的專利文件中公開了一種芯片散熱裝置及電子設(shè)備，芯片散熱裝置設(shè)置在電子設(shè)備中，包括:包括平板式散熱器，所述平板式散熱器上開設(shè)至少一個孔，所述至少一個孔中用于插入所述電子設(shè)備的外殼上的導(dǎo)柱，以使得所述平板式散熱器固定在所述電子設(shè)備的外殼上。由于平板式散熱器固定在電子設(shè)備的外殼上，所以能夠避免現(xiàn)有技術(shù)中由于采用螺釘將平板式散熱器固定在PCB上而導(dǎo)致的占用PCB上的空間的問題，從而提高了 PCB的空間利用率。
[0003]申請?zhí)枮?01310217774.5的專利文件中公開的技術(shù)方案，針對芯片集成組件的散熱問題，運用熱電材料和斯特林發(fā)電機構(gòu)建一個能量循環(huán)利用的物理裝置，該裝置包括斯特林發(fā)電機、熱電制冷器和電源模塊，熱電制冷器安裝在芯片頂部，其冷端與芯片的上表面接觸，其熱端與斯特林發(fā)電機的熱腔接觸；電源模塊分別與斯特林發(fā)電機和熱電制冷器并聯(lián)電路連接；電源模塊包括電池和控制電路。利用熱電制冷器對芯片集成組件進行散熱，確保芯片集成組件正常工作的穩(wěn)定性，利用芯片集成組件產(chǎn)生的熱能，將其轉(zhuǎn)變成電能向制冷器供電，達到散熱的目的。該裝置是一種節(jié)能環(huán)保，綠色高效，且具有良好的散熱效果和較低的噪音的裝置。
[0004]隨著科技的進步，電子器件的尺寸越來越小，集成化程度越來越高，芯片的集成密度、封裝密度和工作頻率的不斷提高，使芯片的熱流密度不斷提高。研宄表明電子設(shè)備的可靠性與溫度緊密相關(guān)。電子設(shè)備的失效率有55%是由溫度過高引起的，且隨著溫度的升高，元器件的失效率隨器件的溫度呈指數(shù)增長。因此散熱設(shè)計的優(yōu)劣直接影響芯片工作的性能和可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單，散熱效果顯著的仿生芯片散熱器。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0007]散熱體的上部設(shè)置蒸汽腔，散熱體的下部設(shè)置液體流道，液體流道與蒸汽腔之間設(shè)置有吸液芯阻隔，所述吸液芯由密集排列的垂直方向毛細管組成，蒸汽腔上壁表面采用仿蚯蚓體表結(jié)構(gòu)、即截面形狀為波浪形褶皺結(jié)構(gòu)。
[0008]蒸汽腔上壁為傾斜狀結(jié)構(gòu)。
[0009]蒸汽腔上壁的傾斜角為5°?10°。
[0010]仿生學(xué)是模仿生物系統(tǒng)的原理以建造技術(shù)系統(tǒng)，或者使人造技術(shù)系統(tǒng)具有系統(tǒng)特征或類似特征的科學(xué)。簡而言之，仿生學(xué)就是模仿生物的科學(xué)。仿生學(xué)進一步與工程技術(shù)相結(jié)合，就形成了仿生工程學(xué)。仿生學(xué)的意義在于將35億年的生命演化與協(xié)同進化過程應(yīng)用與工程實踐，以解決復(fù)雜的工程實踐問題。為解決芯片散熱問題，本發(fā)明基于仿生原理，設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單、散熱效果顯著的熱管芯片散熱器。
[0011]芯片通過緊固螺釘固定于散本發(fā)明的熱器基體上方，散熱器工作過程中，水流可以帶走一部分熱量，與此同時，散熱器受熱使得蒸汽腔內(nèi)的水更容易汽化，通過液體汽化吸熱可以帶走一部分熱量。與傳統(tǒng)的芯片熱管散熱器相比，本發(fā)明所設(shè)計的散熱器蒸汽腔采用傾斜表面與仿生非光滑表面，氣體在通過這種表面時，會形成氣體渦旋，其渦的旋向是向著有利于外流場流動的方向，具有減阻降噪的效果，可以使水蒸汽快速流出蒸汽腔。這樣可以有效地防止水蒸汽遇冷液化散熱。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是圖1的A-A截面示意圖；
[0014]圖3是圖1的B-B截面示意圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對發(fā)明做更詳細的描述。
[0016]結(jié)合圖1-圖3，芯片I通過緊固螺釘2固定在散熱體3上。散熱體3下部設(shè)置有水流通道5，水流通道上設(shè)置有吸液芯6，吸液芯上設(shè)計有蒸汽腔4，蒸汽腔上表面設(shè)計為傾斜狀，并采用仿生非光滑結(jié)構(gòu)。吸液芯由一系列密集排列的垂直方向毛細管組成，蒸汽腔上壁的傾斜角為5°?10°。上表面采用仿蚯蚓體表結(jié)構(gòu)，截面形狀為波浪形褶皺結(jié)構(gòu)。
[0017]具體工作過程如下:散熱器工作時流道中通入固定流量的水，水從入水口流入，出水口流出。芯片在工作過程中產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至散熱器。流道中的水通過吸液芯的毛細力作用被吸入到蒸汽腔，因此，蒸汽腔中會殘留少量的水。蒸汽腔中的水在受熱情況下汽化變成水蒸汽，吸收一定熱量。蒸汽腔上表面采用傾斜狀結(jié)構(gòu)；腔體內(nèi)表面采用仿蚯蚓體表結(jié)構(gòu)。研宄表明，氣體在通過仿蚯蚓體表非光滑表面時，會在凸包之間產(chǎn)生氣體渦旋，其渦的旋向是向著有利于外流場流動的方向，可以使水蒸汽快速流出蒸汽腔，防止水蒸汽在蒸汽腔內(nèi)遇冷液化，散發(fā)出熱量。整個工作過程中，芯片散發(fā)的熱量一部分由水流帶走，一部分由水的汽化過程帶走，另外本發(fā)明有效的防止水蒸汽液化放熱，具有非常顯著的散熱效果。
【主權(quán)項】
1.一種仿生芯片散熱器，其特征是:散熱體的上部設(shè)置蒸汽腔，散熱體的下部設(shè)置液體流道，液體流道與蒸汽腔之間設(shè)置有吸液芯阻隔，所述吸液芯由密集排列的垂直方向毛細管組成，蒸汽腔上壁表面采用仿蚯蚓體表結(jié)構(gòu)、即截面形狀為波浪形褶皺結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的仿生芯片散熱器，其特征是:蒸汽腔上壁為傾斜狀結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仿生芯片散熱器，其特征是:蒸汽腔上壁的傾斜角為5°?10。。
【專利摘要】本發(fā)明提供的是一種仿生芯片散熱器。散熱體的上部設(shè)置蒸汽腔，散熱體的下部設(shè)置液體流道，液體流道與蒸汽腔之間設(shè)置有吸液芯阻隔，所述吸液芯由密集排列的垂直方向毛細管組成，蒸汽腔上壁表面采用仿蚯蚓體表結(jié)構(gòu)、即截面形狀為波浪形褶皺結(jié)構(gòu)。散熱器流道內(nèi)的液體受毛細力作用通過吸液芯被吸入到蒸汽腔，蒸汽腔內(nèi)的液體吸收散熱體的熱量后汽化。蒸汽腔上表面設(shè)置為傾斜狀，采用仿蚯蚓體表非光滑結(jié)構(gòu)，可以使蒸汽快速流出散熱器，防止蒸汽液化放熱。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，原理新穎，散熱效果顯著等優(yōu)點，對于實現(xiàn)芯片散熱有非常顯著的效果。
【IPC分類】H01L23-367
【公開號】CN104617061
【申請?zhí)枴緾N201510016609
【發(fā)明人】徐賀, 王鵬, 李臻, 郭衛(wèi)興, 王培元, 于洪鵬, 王文龍, 黃鑫亮
【申請人】哈爾濱工程大學(xué)
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2015年1月13日