专利名称：电子器件的散热器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子器件的散热器，特别涉及一种采用液体内循环的电 子器件的散热器。 技术背景任何电子器件工作过程的实质是能量转化过程，这个过程总会伴随着发热，发热的根源是任何能量转化过程都不可能是100%的效率，不足100%部分的能量全部或大多数变成了热量。现有的电子器件向更小、更高速、更大 功率密度方向发展，这些都意味着更大的热流密度，超级计算机主要由微处 理器和控制电路等高功率密度电子元器件构成，其热流密度非常大，量级在100W/cm2左右或者更高。由于容积限制，高性能服务器和笔记本热流密度 也非常高，为了保持正常工作，他们对冷却的需求也显得非常迫切。电子器件的工作温度升高往往对它的性能有很大影响，热噪声或暗电流 是最明显的受温度影响的特征，例如在传感器件、红外探测器及各种光子探 测器、放大器件等受温度影响的情形就是如此，降温将直接对电子器件起到 热噪声抑制或隔断的作用。在某些情况下，如超级计算机等，如果不采取外 加冷却手段，电子器件工作温度将非常高，高温将直接导致系统效率下降， 或者无法工作甚至烧毁。总之，降低器件的温度将极大地提高与温度有关的 器件性能和提高器件的工作寿命。另外，由于热能导致材料匹配等问题而引发了电子器件封装的可靠性。 作为一个系统，封装方法和冷却材料的选择对减少系统发热和应力变形、芯 片及连接元件间的匹配等具有至关重要的作用。由于上述的原因，电子器件的冷却和相应的封装技术已经逐渐成为一个 重要的学术研究方向。在高性能超级电子计算机、军用航空电子等设备中应 用大热流密度芯片越来越普遍，单纯的空冷技术已经不能满足冷却的要求。 液体冷却因为高效紧凑，在大热流密度芯片冷却上得到了广泛的应用，但传 统的液体冷却存在一个缺陷，液体冷却需要泵和许多管道连接，这些连接使 得系统的可靠性降低，有可能导致管路发生泄漏，而电子设备是不允许液体 泄漏的。 发明内容本发明的目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供了一种采用液体内循 环的电子器件的散热器，采用一种高导热材料构成液体容器，容器的一个面 与被冷却热源器件连接，其他单侧面或多个侧面布置热沉和风扇，容器内部 放置液体驱动器。液体驱动器驱使液体在容器内循环。容器内与热源接触的 壁面和容器底部热沉附近的流体吸收大量热量，温度升高，升温的流体在驱 动器的作用下循环，当这些流体携带的热量经过翅片和风扇快速传递到环境 中，冷却后流体回到与热源接触的壁面和容器底部热沉附近时，重新吸收热 量并进行下一个循环。系统为无任何管路连接的液体冷却装置，该冷却系统 以液体作为工作介质，能够冷却高功率的电子器件。本发明主要包括:热沉、散热器壳体、冷却液体、风扇、液体驱动器， 电子器件热源底板与散热器壳体紧密连接，散热器壳体内设有一腔体，其特 征在于所述腔体内注满冷却液体，腔体内设有热沉及液体驱动器，腔体内 的冷却液体为高比热的冷却液体内加入防冻液及去离子蒸馏水，冷却液体为 不导电的介质，通过液体驱动器驱动的冷却液体在散热器腔体内形成封闭的 内循环系统，散热器四周设有热沉、散热器翅片和风扇，散热器采用高导热 材料制作，四壁或者双壁面上设置热沉、风扇，散热器内壁上设有多条散热 通道。本发明的优点是采用封闭的内循环冷却系统，不需要管路连接，不会 发生泄漏，加工方便、冷却效率好和可靠性高。
图1A本发明采用压电膜片驱动器的俯视结构示意图； 图1B本发明采用压电膜片驱动器的结构示意图； 图2本发明采用微型离心泵驱动器的结构示意图； 图3本发明采用压电式驱动器结构示意图。l风扇、2悬臂梁、3压电驱动器、4电线、5热源、6散热器壳体、7 冷却液体、8支撑架、9压电膜片组、IO压电膜片组、ll热沉、12微型离心 泵、14散热器翅片、15热沉B具体实施方式
下面结合附图进一步说明
具体实施例方式
实施例1参见图1A，图1B，散热器工作原理当压电膜片组9通电向下发生变形时， 同时压电膜片组10通电向上发生变形，两组压电膜片组的变形将散热器壳 体6内的冷却液体7产生运动，与热源5接触的冷却液体7在吸收热量后迅速流到散热器其他部位，这些热流体携带的热量通过四壁的散热器翅片14和风扇l进行热交换，将热量传递到周围的环境中去，流体温度迅速下降，当冷却了的流体重新回到散热器壳体6的底部时候，散热器壳体6内的热沉 11又吸收了来自热源5传导的热量，冷却了的流体重新吸收热量并开始新循 环。为防止压电膜片组9、 10的电输入通过冷却液体7导入到散热器壁，冷 却液体7采用非导电的液体，为了增加换热效果好，尽量选择比热大的液体， 并在冷却液体7内加入了防冻液的去离子蒸馏水。为了获得高效的换热效果，散热器内的冷却液体7应有更强的扰动，压 电膜片组9与压电膜片组10在同一时刻的运动方向应相反，压电膜片在电 能驱动下要求产生较大的振幅，基于这一考虑，压电膜片应选用薄而柔性压 电材料。散热器壳体6材料，为了减小热传递的热阻，选择高导热金属材 料，比如铜，铝等。另外，考虑到散热器内的冷却液体7长期在密封状态下 运行，必须考虑有防止冷却液体7与散热器壳体6的内壁发生反应的措施。 散热器翅片14和风扇1的设计必须基于需要散去的热量来考虑，当散热量 比较大的时候，散热器上热沉B和风扇可增设为四周每边一个，提高散热效 率。实施例2参见图2,实施例2与实施例1相同，所不同的是液体驱动器为微型离心 泵12。微型离心泵12的叶片设于腔体内，当微型离心泵转动运行后，使吸 收了热源热量的冷却液体7流动，然后驱使这些热流体流入散热器内壁上设
有多条散热通道中，冷却液体7携带的热量通过热沉外壁和风扇传递到环境中，冷却液体7温度下降，当冷却了的冷却液体7重新回到散热器壳体6底部的时候，它将重新吸收热源的热量并开始新循环。为了获得大的流体驱动力和更低的噪音，微马达应选用高速直流马达。 实施例3参见图3，实施例3与实施例2相同，所不同的是液体驱动器为压电式驱 动器，压电式驱动器由悬臂梁2、支撑架8组成，悬臂梁2为柔性梁，其工 作原理如下当压电驱动器3通过电线4接入电源，压电驱动器3开始振动， 由于悬臂梁的特点，该驱动力将导致悬臂梁发生较大的变形，悬臂梁的变形 将驱动散热器壳体6内的冷却液体7产生运动，与热源接触的冷却液体7在 吸收热量后迅速流到容器其他位置，这些热流体携带的热量通过四壁上的散 热器翅片14和风扇1传递到周围的环境中去，使热流体温度下降，为了获 得大的流体驱动力，悬臂梁应能产生较大的振幅。基于这一考虑，悬臂梁应 选用薄的柔性材料，如塑料。
权利要求
1. 一种电子器件的散热器,主要包括:热沉、散热器壳体、冷却液体、风扇、 液体驱动器，电子器件热源底板与散热器壳体紧密连接，散热器壳体内 设有一腔体，其特征在于所述腔体内注满冷却液体，腔体内设有热沉及液体驱动器，腔体内的冷却液体为高比热的冷却液体内加入防冻液及 去离子蒸馏水，冷却液体为不导电的介质，通过液体驱动器驱动的冷却 液体在散热器腔体内形成封闭的内循环系统，散热器四周设有热沉、散 热器翅片和风扇。
2. 根据权利要求1所述的一种电子器件的散热器，其特征在于所述液体驱 动器为压电式驱动器或采用微型离心泵或压电膜片的驱动。
3. 根据权利要求1所述的一种电子器件的散热器，其特征在于所述散热器 采用高导热材料制作，四壁或者双壁面上设置热沉，散热器内壁上设有 多条散热通道。
全文摘要
一种采用液体内循环的散热器，主要包括热沉、散热器、冷却液体、风扇、液体驱动器，其特征在于所述散热器内设有一腔体，腔体内设有一热沉及液体驱动器，冷却液体通过液体驱动器在散热器腔体内形成封闭的内循环系统，散热器采用高导热材料制作，四壁或者双壁面上设置热沉、风扇，散热器内壁上设有多条散热通道。本发明的优点是采用封闭的内循环冷却系统，不需要管路连接，不会发生泄漏，加工方便、冷却效率好和可靠性高。
文档编号H05K7/20GK101146429SQ200610116110
公开日2008年3月19日 申请日期2006年9月15日 优先权日2006年9月15日
发明者胜 刘, 罗小兵, 伟 陈 申请人:胜 刘