CN100413392C - 无风扇芯片散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特别适用于粉尘、污染或振动严重的工业现场使用的无风扇芯片散热装置，其特征在于它是直接采用带金属鳍片的机箱作为散热体，以与需要散热的芯片一一对应的导热橡胶块作为导热体，并通过机箱内的凹槽导轨与导热橡胶热端连接固定，导热橡胶的冷端通过一个制冷芯片与要散热的芯片紧密接触，实现了同时对一个以上的芯片进行散热或进行精确的温度控制，能完全隔离粉尘和油烟的污染环境，同时还兼有对芯片的压紧固定作用，本发明散热效果和抗振动性较好，可以进行精确的温度控制，而且结构简单，稳定可靠，无噪音干扰，可广泛应用于各式电子电器设备与产品，尤其是粉尘、污染或振动严重的工业现场和特别需要安静的场合的电子电器设备与产品。

Description

无风扇芯片散热装置

一技术领域

本发明涉及一种芯片散热装置，特别是一种适用于粉尘、污染或振动严重的工业现场和特别需要安静的场合的无风扇芯片散热装置。

二背景技术

工业生产现场往往伴有严重的粉尘、油烟等颗粒物污染。因此，在这种环境下快速运转工作的计算机，不但要承受自身热量的影响，还要遭受粉尘、油烟的严重侵蚀，目前，常采用风扇对计算机各器件尤其是处理芯片的散热方法，也仅仅解决散热问题，而且由于风扇属机械产品，寿命有限，噪音也较大，因此会经常造成停机和风扇噪音的困扰，加上无法解决的粉尘、油烟，不但使计算机散热不佳，还会频繁死机，甚至造成电路和元器件的腐蚀。发明专利号200510026459.X，公开了一种无风扇散热装置，它主要是使用半导体制冷芯片加散热金属片降温，虽然避免了风扇的噪音，但制冷芯片热端产生的热量相当大，直接排放到机箱内对其他芯片的散热不利，同时整个装置较大，只能为一个CPU散热，并且要求主板为无源主板。发明专利号200510087127.2公开的一种无风扇散热装置，它主要是通过采用导热体和带鳍片的散热体与热源组件的压紧结构进一步提高了计算机的散热效果，对于粉尘和油烟的污染在公开文件中没有说明，但根据该散热装置结构分析，如果该装置还需加盖机壳，则能一定程度的控制粉尘和油烟，但散热又会受到影响，如果不加机壳，则无法解决粉尘和油烟污染问题，另外，该装置与机箱连接结构较复杂，散热的同时也会将热量排放至机箱内部，致使整个电子装置工作环境恶劣。

三发明内容

本发明的目的在于提供一种不仅能阻挡粉尘和油烟的进入，而且散热效果好、可以精确控制需散热芯片的温度，还能对芯片起到加固作用，结构简单，稳定可靠的无风扇芯片散热装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的，无风扇芯片散热装置，它含有导热体和带鳍片的散热体，其特征在于它是采用散热机箱作为散热体，散热机箱的外表面设置具有等间隔的金属鳍片，在散热机箱内部与芯片对应位置开有凹槽导轨，导热体为截面为工字形的导热橡胶，导热橡胶的热端插在散热机箱内的凹槽导轨中，并可沿凹槽导轨移动，导热橡胶与机箱凹槽导轨之间为过盈配合，导热橡胶的冷端面开有与芯片大小相当的凹槽，凹槽的底面设置制冷芯片，制冷芯片的冷端在散热机箱和导热橡胶的压力下与芯片紧密接触。

本发明所述的无风扇芯片散热装置，是直接以机箱外表加金属鳍片后作为散热体，以与需要散热的芯片一一对应的导热橡胶块作为导热体，并且导热橡胶块的冷端通过一个制冷芯片与要散热的芯片紧密接触，使芯片散发出的热量由制冷芯片的热端带出，通过导热橡胶直接迅速地传递给机箱，再由机箱上的金属鳍片将热量散发至箱外。为了避免导热和散热过程中热量传入机箱内部，本发明在散热机箱除凹槽导轨外的其它内壁上加了隔热材料；在导热橡胶除冷热端面外也均加了隔热材料。另外，导热橡胶与机箱凹槽之间的配合为过盈配合，在芯片位置确定之后，导热橡胶的热端就可沿凹槽导轨移动至芯片上方，通过过盈配合产生的摩擦力，使导热橡胶的热端在凹槽导轨内与箱体可靠固定，导热橡胶的总长度刚好处于在机箱内可以使位于其冷端凹槽内制冷芯片的冷端面与芯片的上表面紧密接触的范围内，这样，本装置在带走热量的同时还可以对芯片起到压紧、固定的作用。

本发明与现有技术相比其显著的优点是：直接采用带金属鳍片的机箱作为散热体，并通过机箱内的凹槽导轨与导热体即导热橡胶连接固定，不需要改动机箱就可以按需要对散热部位进行调整，实现同时对一个以上的芯片进行散热，完全隔离粉尘和油烟的污染环境，同时还兼有对芯片的压紧固定作用，本发明结构简单，抗振动性较好，无噪音干扰，可广泛应用于各式电子电器设备与产品，特别适用于粉尘、污染或振动严重的工业现场和特别需要安静的场合的电子电器设备与产品。

本发明的具体结构由以下的附图和实施例给出。

四附图说明

图1是根据本发明所述无风扇芯片散热装置(卧式机箱)的剖面结构示意图。

图2是无风扇芯片散热装置中导热橡胶与半导体制冷芯片纵向剖面示意图。

图3是导热橡胶另一种结构示意图。

图4是图3中导热橡胶的底视图。

五具体实施方式

下面结合附图，以普通卧式计算机奔腾P4主版为例，对本发明作进一步详细描述。

参见图1，根据本发明制作的无风扇芯片散热装置，它包括带金属鳍片2的散热机箱1、导热橡胶3和制冷芯片8，散热机箱1采用导热性较好的合金(如铝合金)制成，散热机箱1的大小(不包括鳍片)为500mm×500mm×300mm。金属鳍片2与散热机箱1为一体结构，高20mm，宽5mm，金属鳍片2之间间隔为5mm，为等间隔设置，为方便安装，散热机箱1可分为上下两部分，上下部分通过螺钉连接，在散热机箱1内部与芯片6对应位置开有凹槽导轨4，凹槽导轨4的凹槽形状为T型或燕尾形，本例选T型凹槽；导热橡胶3是采用氧化铝或氮化硼制成，导热橡胶3的截面为工字形，见图2，其热端形状大小与散热机箱1的T型凹槽导轨4相匹配，并且与机箱凹槽导轨4之间为过盈配合，导热橡胶3的冷端面开有与芯片6大小相当的凹槽7，导热橡胶3的制作是将热溶液态橡胶原料注入专用模具中，冷却凝固后，开模即能得到成型的导热橡胶3。安装时，导热橡胶3的热端沿凹槽导轨4移动至芯片6上方，通过过盈配合产生的摩擦力，使导热橡胶3的热端在凹槽内导轨4与散热箱体1可靠固定，制冷芯片8为半导体制冷芯片，它被设置在凹槽7的底部，半导体制冷芯片8与凹槽7的底面的连接固定可以直接采用半导体制冷芯片8热面涂导热胶与导热橡胶3连接固定，也可在装配时从导热橡胶3冷端预先留好的插口10中插入，见图3、图4，还可在制作导热橡胶3时将半导体制冷芯片8浇筑进导热橡胶3的冷端，露出半导体制冷芯片8的冷面；另外，为了保证半导体制冷芯片8与芯片6的紧密接触，在半导体制冷芯片8的冷热端面涂有类似导热硅脂的导热材料，半导体制冷芯片8的厚度应该使导热橡胶3的总长度刚好处在机箱内可以使位于其冷端凹槽7内的半导体制冷芯片8的冷端面与芯片6的上表面紧密接触的范围内，这样在导热橡胶3被安装同时，可以对芯片6起到压紧和固定的作用。为了避免导热和散热过程中热量传入机箱内部，本发明在散热机箱1除凹槽导轨4外的其它内壁上都加了隔热材料5，在导热橡胶3除冷热端面外也均加了隔热材料9，隔热材料5和隔热材料9都是以气凝胶和有机硅树脂复合而成的隔热膜。

Claims (6)

1. 一种无风扇芯片散热装置，它含有导热体和带鳍片的散热体，其特征在于它采用散热机箱[1]作为散热体，散热机箱[1]的外表面设置具有等间隔的金属鳍片[2]，在散热机箱[1]内部与芯片[6]对应位置开有凹槽导轨[4]，导热体是截面为工字形的导热橡胶[3]，导热橡胶[3]的热端插在散热机箱[1]内的凹槽导轨[4]中，并可沿凹槽导轨[4]移动，导热橡胶[3]与机箱凹槽导轨[4]之间为过盈配合，导热橡胶[3]的冷端面开有与芯片[6]大小相当的凹槽[7]，凹槽[7]的底面设置制冷芯片[8]，制冷芯片[8]的冷端在散热机箱[1]和导热橡胶[3]的压力下与芯片[6]紧密接触。

2. 根据权利要求1所述无风扇芯片散热装置，其特征在于上述散热机箱[1]除凹槽导轨[4]外的其它内壁贴有隔热材料[5]；导热橡胶[3]除其冷热端面外均涂有隔热材料[9]。

3. 根据权利要求1或2所述无风扇芯片散热装置，其特征在于凹槽导轨[4]的凹槽形状为T型或燕尾形。

4. 根据权利要求1所述无风扇芯片散热装置，其特征在于制冷芯片[8]的冷热端面涂有导热材料。

5. 根据权利要求2所述无风扇芯片散热装置，其特征在于散热机箱内壁贴有的隔热材料[5]和导热橡胶涂有的隔热材料[9]是以气凝胶和有机硅树脂复合而成的隔热膜。

6. 根据权利要求4所述无风扇芯片散热装置，其特征在于制冷芯片[8]的冷热端面涂有的导热材料为导热硅脂。

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