专利名称：一种液体冷却式电子器件散热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子器件的散热技术，特别是涉及一种液体冷却式电子器件散热器。
背景技术：
电子器件及芯片需要在一定温度条件下工作，同时，电子器件在工作时将产生一定的热量，使得其温度不断升高。电子器件正常的工作温度范围一般为-5～+65℃，最大允许工作温度在100～120℃。过高或过低的温度都会降低电子器件的性能，甚至造成器件的损坏。要控制电子产品在一定温度范围内工作，就必须预热并为一些温度过高的芯片或者温度过高的器件表面来散热。随着电子技术迅速发展，电子器件的高频、高速以及大规模集成电路的密集和小型化，使得单位容积电子器件的发热量快速增大。以微电子芯片为例，目前一般已达60～90W/cm2，最高达200W/cm2以上，电子器件散热技术越来越成为电子产品开发、研制中非常关键的技术，电子器件散热性能的好坏直接影响到电子产品可靠性以及工作性能。研究结果表明，电子元件的温度降低1℃，其故障率可减少4％；若增加10～20℃，则故障率提高1倍。美国空军的调查报告显示，55％以上的故障是因电子设备的温度过热引起的。然而传统的依靠单相流体的对流换热方法和强制风冷方法难以满足许多电子器件的散热要求。
电子器件散热技术目前主要有空气冷却技术和液体冷却技术两大类。空气冷却技术是目前应用最广泛的电子冷却技术，包括自然对流空气冷却技术和强制对流空气冷却技术。自然对流空气冷却技术主要应用于体积发热功率较小的电子器件。对于体积发热功率较大的电子器件，如单一器件功耗达到7W(15～25W/cm2)左右，板级(印制电路板)功耗超过300W(2～3W/cm2)时，一般则采用强制对流空气冷却技术。传热技术发展到今天，强制空冷散热器的设计优化已十分成熟，结合热管技术、热电制冷技术、冷气流射流技术等，极大地强化了空冷技术的冷却能力。液冷技术是80年代发展起来的，为解决当时大型电子计算机的冷却问题而提出，可分为液体间接冷却和直接冷却技术。由于液体对流换热系数远远高于空气，因而具有非常高的冷却能力。然而液体冷却技术的系统复杂、成本高昂，目前也只有极少数大型电子计算机才采用这一冷却方式。
发明内容
本发明的目的是克服现有液体冷却技术的系统复杂、成本高昂等不足，提供一种紧凑一体化、运行稳定、换热效率高的液体冷却式电子器件散热器。
本发明的技术方案如下一种液体冷却式电子器件散热器，在基板上固定着若干个平行的条状高效散热片，所述条状高效散热片的一端连接着一个连通的连接管箱，另一端连接着一个分隔成两个箱体的连接管箱，所述两个箱体分别通过软管与一个微型管道泵相连，所述微型管道泵也固定在基板上，基板、条状高效散热片、连接管箱、微型管道泵以及软管形成一个封闭式流道，所述封闭式流道充有冷却液体。
所述高效散热片是由对半剖开的半圆形或半椭圆形紫铜管，散热片外部具有三维翅片。
所述冷却液体是水，或者是乙醇，或者是乙二醇，或者是氟里昂制冷剂。
作为本发明的进一步优选方式，所述液体冷却式电子器件散热器还包括一个盖在散热片上且固定于基板上的盖板，一个固定在基板上的风扇，所述风扇在盖板的一端，热风从盖板的另一端吹出。
本发明提出的液体冷却式电子散热器，其工作原理是，冷却工质经微型管道泵的驱动在高效散热片与基板间所形成的封闭式流道内循环流动，芯片产生的热量经基板再传递到工质，工质温度升高；空气通过冷却风扇在盖板与高效散热片形成的通道内流动，通过高效散热片与高效散热片内的高温工质换热，并从盖板另侧排出并带走热量。
本发明所公开的液体冷却式电子器件散热器有效地增大了换热面积，提高了散热器散热效率，使器件结构紧凑，以节省空间、节省材料并提高运行过程的稳定性。本发明可广泛用于图形加速卡、CPU等各类高功率电子器件的散热设备。
本发明可广泛用于各种电子器件的散热。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果1、结构紧凑，加工简便，可用于解决发热功率在100W/cm2以上的电子器件散热。
2、可有效保持散热翅片内部工质与外部空气的强制对流换热，进而提高传热系数，减少散热面积，相同散热功率的散热器可节约材料10％以上。
3、具有其优异的机械强度和刚性，以增强散热器运行的稳定性、可靠性，延长使用寿命。
图1为本发明装置主体结构示意图；
图2为本发明装置无盖板结构示意图；图3为图1的纵截面局部结构示意图；图4为图1的横截面结构示意图；图中，1冷却风扇，2盖板，3高效散热片，4连接管箱，5基板，6软管，7微型管道泵。
具体实施例方式
如图1所示，液体冷却式散热器主体包括冷却风扇1，盖板2，高效散热片3，连接管箱4，基板5，软管6，微型管道泵7构成。所述基板5是由一块厚度为3-5mm的紫铜板，按照电子器件的装配要求轧制成型。如图2所示，高效散热片3是由对半剖开的半圆形或半椭圆形紫铜管，8个高效散热片3平行固定在基板5上，高效散热片3外部具有三维翅片。高效散热片3、连接管箱4及基板5之间采用全焊接方式。采用纯净水作为冷却液体，经微型管道泵7的驱动在高效散热片3与基板5间所形成的封闭式流道内循环流动。电子器件芯片发热功率60-100W/cm2，表面温度60-75℃，芯片所产生的热量通过基板从高温的芯片表面传递到冷却工质水；常温空气通过冷却风扇1在盖板与高效散热片形成的通道内流动，经与高效散热片3换热后温度升高，从盖板另侧排出并带走热量。
权利要求
1.一种液体冷却式电子器件散热器，其特征在于在基板上固定着若干个平行的条状高效散热片，所述条状高效散热片的一端连接着一个连通的连接管箱，另一端连接着一个分隔成两个箱体的连接管箱，所述两个箱体分别通过软管与一个微型管道泵相连，所述微型管道泵也固定在基板上，基板、条状高效散热片、连接管箱、微型管道泵以及软管形成一个封闭式流道，所述封闭式流道充有冷却液体。
2.根据权利要求1所述的液体冷却式电子器件散热器，其特征在于所述基板是厚度为3-5mm的紫铜板。
3.根据权利要求2所述的液体冷却式电子器件散热器，其特征在于所述高效散热片是由对半剖开的半圆形或半椭圆形紫铜管，散热片外部具有三维翅片。
4.根据权利要求3所述的液体冷却式电子器件散热器，其特征在于所述冷却液体是水、乙醇、乙二醇或氟里昂制冷剂。
5.根据权利要求1至4任一项所述的液体冷却式电子器件散热器，其特征在于还包括一个盖在散热片上且固定于基板上的盖板，一个固定在基板上的风扇，所述风扇在盖板的一端，热风从盖板的另一端吹出。
全文摘要
本发明公开了一种液体冷却式电子器件散热器，在基板上固定着若干个平行的条状高效散热片，所述条状高效散热片的一端连接着一个连通的连接管箱，另一端连接着一个分隔成两个箱体的连接管箱，所述两个箱体分别通过软管与一个微型管道泵相连，所述微型管道泵也固定在基板上，基板、条状高效散热片、连接管箱、微型管道泵以及软管形成封闭式流道，所述封闭式流道充有冷却液体，冷却液体经微型管道泵的驱动在散热片与基板间所形成的封闭式流道内循环流动。本发明所公开的液体冷却式电子器件散热器结构紧凑，有效地增大了换热面积，提高了散热器散热效率。本发明可广泛用于图形加速卡、CPU等各类高功率电子器件的散热。
文档编号H01L23/473GK1980562SQ20061012410
公开日2007年6月13日 申请日期2006年12月7日 优先权日2006年12月7日
发明者高学农, 张正国, 陆应生, 方玉堂, 方晓明 申请人:华南理工大学