CN107912008A - 一种基于脉动热管的集成电路散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种基于脉动热管的集成电路散热装置。该系统主要集成电路板，脉动热管，散热风扇，散热板；本发明的功能在于，在电子器件的集成电路板发热功率较低的情况下，不使用散热风扇进行被动换热，营造一个安静的工作环境，在发热功率较高的情况下，使用散热风扇辅助散热，但风扇转速将低于传统的对集成电路板直接散热的情况；本发明能够在一定范围内不使用风扇对集成电路板进行散热，相比于水冷的成本更低，也更为安全可靠，而在发热功率较大的情况下，散热风扇的转速也会比较低，能够节约能源，减少消耗，总体上适应当下对电子元器件散热的要求。

Description

一种基于脉动热管的集成电路散热装置

技术领域

本发明属于电子器件冷却领域，具体设计一种基于脉动热管的集成电路冷却装置。

背景技术

随着经济社会和科学技术的迅猛发展，我国的微电子技术的也不断发展，与之相伴的就是逐渐增加的电子器件与其产生的热流密度，这种趋势也对电子器件的散热率提出更高的要求；同时，高发热密度的电子设备的产热比传统的电子设备产热更多，有调查统计显示，过半的电子设备出现失效等问题都是由温度过高引起的。因此，高效地散热技术仍然是限制电子设备发展的一大难题。

目前在集成电路的散热中，热管的应用愈加广泛，利用热管中介质的相变性质进行传热，能够达到比金属材料更高的传热率；普通的带有吸液芯的重力热管已经占据了一定的市场，相比于纯风扇被动式散热，其具有安静高效地特点，但这种热管也存在着体积大，并且必须结合风扇进行被动换热来将热量带走，并不能很好的适应电子器件小型化的趋势；同时，人们对工作环境的安静舒适也有了更高的要求；风扇的低转速，甚至没有风扇的散热方式成为散热设计的主流；近年来兴起的脉动热管的研究极大推进了其技术的开发，脉动热管具有体积小，可弯曲，对重力不敏感，导热能力优良等特点，十分符合当下对散热的需求。

综上所述，一种体积小，噪音低，散热能力强的散热装置，丞待开发利用于人们的生产生活中来。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于脉动热管的集成电路散热装置，在发热功率较低时，仅仅依靠脉动热管的主动散热即可满足散热要求；在发热功率较高时，才需要引入风扇进行强制对流换热，并且换热效果将优于传统的热管散热器。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现：

一种基于脉动热管的集成电路散热装置，包括集成电路板，脉动热管，散热风扇，散热板。

所述的集成电路板为发热热源，也是散热的对象。

所述的脉动热管由热端、绝热段以及冷端组成，热端处于集成电路板上，用以吸收其产生的热量，经过绝热段传入冷端，脉动热管的冷端处于一块大的散热板上，依靠散热板的散热，将吸收的热量释放到环境中去；整个脉动热管具有可弯曲性，因此可以排布于集成电路和散热板上，构成一个循环回路。

所述的散热风扇处于散热板的下方，在主动散热功率不足时，进行强制对流换热，协助散热板散热。

所述的散热板一般竖直放置，提高对流换热强度，同时采用强化换热结构，提高换热面积，放置位置一般高于集成电路，以提高脉动热管传热效率；就以笔记本电脑而言，屏幕的后壳可作为散热板，对台式机电脑而言，机箱的外壳可作为散热板，简言之，散热板可以充分利用电子器件的外壳进行布置。

本发明有益效果在于：相比于目前是市场上的传统热管式散热器，利用此装置可以将集成电路中的热量传递到一个更大的散热面上，在较低的发热功率情况下，散热面的热辐射以及自然对流散热已经足够满足散热功率的需求，不需要持续的风扇的引入来进行辅助换热，这种低功率足以满足人们日常的工作生活，相比于直接水冷的散热方式，这种无风扇的散热方式具有更低的成本与更为安全的保障；在发热功率较高的情况下，才需要借助风扇进行强制换热，提高散热功率，这时候需要对大的散热面进行强制对流换热，这比直接对集成电路散热的散热面积增加，散热功率更大，因此相比于传统的内置热管散热器具有更高效地散热能力。

附图说明

图1为本发明的系统组成示意图。

图中：1为集成电路板，2为脉动热管，3为散热风扇，4为散热板，A区域为脉动热管热端，B区域为脉动热管冷端。

具体实施方式

以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供一种基于脉动热管的集成电路散热装置，主要部件包括集成电路板1、脉动热管2、散热风扇3、散热板4。

其具体是：当集成电路板开始工作，当温度到达脉动热管的启动温度时，脉动热管将开始循环，在此过程中，脉动热管从集成电路吸收热量，再在散热板上放出热量，脉动热管的性质将使其热端与冷端的温度相当，因此散热板的温度也基本与集成电路板的温度相当，经估算，在散热板温度为40℃，室温为20℃的情况下，1m ³ 的散热面积在自然对流和热辐射的情况下，散热功率在200W左右，因此在较低的功率下，该装置的主动换热功率能够满足电子设备的散热需求，无需启用风扇，可以带来安静的工作环境；当发热功率较大时，启用散热板下方的散热风扇散热板其进行强制对流换热，以此增大散热功率，使得电子器件达到热平衡，由于散热板面积更大，在相同的散热功率下，该装置的风扇转速将低于传统的直接对集成电路板进行散热的风扇转速。

Claims (4)

1.一种基于脉动热管的集成电路散热装置，该装置包括集成电路板，脉动热管，散热风扇，散热板；其特征在于，该散热装置在一定发热功率范围内无需使用散热风扇，主动散热功率能够平衡发热功率，在发热功率超过主动散热功率极限时，启用散热风扇辅助散热，此时的散热效率也将优于传统的对集成电路板直接散热的效率。

2.根据权利要求1所述的一种基于脉动热管的集成电路散热装置，其特征在于，脉动热管可以选择与散热功率匹配的相变介质与管材，形成一个传递热量，便于弯曲的闭合回路。

3.根据权利要求1所述的一种基于脉动热管的集成电路散热装置，其特征在于，散热板最好竖直放置，使对流换热强度高，可以采取增大便面积的加强换热的措施。

4.根据权利要求1所述的一种基于脉动热管的集成电路散热装置，其特征在于，散热风扇依据集成电路板的温度控制启停，自动调节转速，以此达到自动控制，节约能源的目的。