CN108807313B - 一种微电子器件散热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及微电子器件散热领域，具体公开了一种微电子器件散热装置，包括半导体制冷器、第一散热板、第二散热板、循环泵、冷却液回流管以及多个排热扇等部件，通过半导体制冷器能够对微电子器件进行直接降温，同时通过第一散热板以及第二散热板能够及时的将半导体制冷器所产生的热量传递走，通过循环泵使得冷却液在能够在两个散热板内部的第一冷却液流通通道和第二冷却液流通通道之间流通进行热交换，加快了冷却液的循环，从而增强了冷却液将热量带走的效率；同时通过在第一散热板和第二散热板所设的多个排热扇的对两个散热板之间热空气的抽吸作用，进一步加强了两个散热板的散热功能。

Description

一种微电子器件散热装置
技术领域
本发明涉及微电子器件散热领域，特别涉及一种微电子器件散热装置。
背景技术
随着微电子集成电路技术的快速发展，导致微电子芯片的发热量和热流密度大幅度增加，为保证微电子器件的稳定运行，对微电子器件的散热装置散热要求越来越高，对微电子器件温度的控制精度要求也不断提高。传统的风冷散热方式利用冷风形成强制对流，其冷却效率与风扇的速度成正比，当热流密度达到一定数值时，这种冷却方式无法达到预定冷却效果。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种利用半导体制冷器对微电子器件进行散热、并辅助以风冷排热的微电子器件散热装置。
本发明的技术方案是：一种微电子器件散热装置，包括与微电子器件的发热面相连接的半导体制冷器，其中半导体制冷器的冷端通过导热硅胶与微电子器件的发热面粘接，所述半导体制冷器的热端与第一散热板的下表面固定，第一散热板的上方设有第二散热板，第一散热板与第二散热板之间通过连接柱相固定，所述第一散热板内部设有第一冷却液流通通道，第二散热板内部设有第二冷却液流通通道，所述第一冷却液流通通道与第二冷却液流通通道之间设有循环泵，所述循环泵的进液口通过循环泵进液管与第一冷却液流通通道相连，循环泵的出液口通过循环泵出液管与第二冷却液流通通道相连，所述第一冷却液流通通道和第二冷却液流通通道之间还连接有冷却液从第二冷却液流通通道流向第一冷却液流通通道的冷却液回流管；所述半导体制冷器通过控制开关与供电电源电连接；所述循环泵通过循环泵开关与供电电源电连接。
上述第一散热板的上表面以及第二散热板的上、下表面均设有散热翅片。
上述连接柱是中空结构，所述冷却液回流管设于连接柱内部，且冷却液回流管上还设有冷却液流动方向从第二冷却液流通通道流向第一冷却液流通通道的单向阀。
上述第一散热板和第二散热板之间还通过连接架设有多个排热扇，该多个排热扇围绕所述循环泵的周向均匀分布，且各排热扇均通过排热扇控制开关与供电电源电连接。
上述循环泵进液管上还设有温度传感器；所述循环泵通过循环泵支架固定于第一散热板和第二散热板之间，所述循环泵支架上还设有微处理器，所述微处理器分别与所述控制开关、排热扇控制开关以及温度传感器信号连接，微处理器还与供电电源电连接；所述温度传感器用于实时测量循环泵进液管内部的冷却液的温度值，并将所测得的温度值实时发送给所述微处理器，所述微处理器将接收到的温度值实时与设定温度值进行比对，当所接收到的温度值高于设定温度值时，微处理器通过控制开关使半导体制冷器开启并持续工作，同时通过排热扇控制开关使排热扇开启并持续工作，从而给微电子器件持续降温；当微处理器接收到的温度值低于设定温度值超出设定的下限范围值时，所述微处理器通过控制开关关闭半导体制冷器，同时通过排热扇控制开关关闭排热扇。
上述控制开关、排热扇控制开关均是继电器开关；所述微处理器是MSP430单片机。
上述第一冷却液流通通道盘绕于所述第一散热板内部，第一冷却液流通通道的盘绕面与所述第一散热板上表面相平行；所述第二冷却液流通通道盘绕于所述第二散热板内部，第二冷却液流通通道的盘绕面与第二散热板上表面相平行。
本发明的有益效果：本发明实施例中，提供一种微电子器件散热装置，通过半导体制冷器能够对微电子器件进行直接降温，同时通过与半导体制冷器热端连接的第一散热板以及第二散热板及时的将半导体制冷器所产生的热量传递走，由于在第一散热板以及第二散热板内部分别设有通过循环泵以及冷却液回流管连接的填充有冷却液的第一冷却液流通通道以及第二冷却液流通通道，通过循环泵的对冷却液的循环抽吸作用，加快了冷却液的循环，从而加强了冷却液将热量带走的效率；同时通过在第一散热板和第二散热板所设的多个排热扇的对两个散热板之间热空气的抽吸作用，进一步加强了两个散热板的散热功能。此外，本发明的循环泵进液管上还设有温度传感器，循环泵支架上还设有微处理器，微处理器分别与控制开关、排热扇控制开关以及温度传感器信号连接，通过温度传感器、控制开关、排热扇控制开关以及微处理器之间的配合，能够使被测量处的冷却液在设定温度范围内自动保持一个相对恒定的温度，使得本发明的微电子器件散热装置能够给微电子器件提供一个自动保持恒定低温的散热系统。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的电系统框图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
如图1，图2所示，本发明实施例提供了一种微电子器件散热装置，包括与微电子器件14的发热面相连接的半导体制冷器1，其中半导体制冷器1的冷端通过导热硅胶与微电子器件14的发热面粘接，所述半导体制冷器1的热端与第一散热板2的下表面固定，第一散热板2的上方设有第二散热板3，第一散热板2与第二散热板3之间通过连接柱10相固定，所述第一散热板2内部设有第一冷却液流通通道5，第二散热板3内部设有第二冷却液流通通道6，所述第一冷却液流通通道5与第二冷却液流通通道6之间设有循环泵4，所述循环泵4的进液口通过循环泵进液管17与第一冷却液流通通道5相连，循环泵4的出液口通过循环泵出液管7与第二冷却液流通通道6相连，所述第一冷却液流通通道5和第二冷却液流通通道6之间还连接有冷却液从第二冷却液流通通道6流向第一冷却液流通通道5的冷却液回流管8；所述半导体制冷器1通过控制开关与供电电源电连接；所述循环泵4通过循环泵开关与供电电源电连接。
进一步地，所述第一散热板2的上表面以及第二散热板3的上、下表面均设有散热翅片16。通过散热翅片16能够加强散热效率。
进一步地，所述连接柱10是中空结构，所述冷却液回流管8设于连接柱10内部，且冷却液回流管8上还设有冷却液流动方向从第二冷却液流通通道6流向第一冷却液流通通道5的单向阀9。通过将冷却液回流管8设于连接柱10内，能够使其与外部环境相隔绝，避免了其被损坏。
进一步地，所述第一散热板2和第二散热板3之间还通过连接架18设有多个排热扇15，该多个排热扇15围绕所述循环泵4的周向均匀分布，且各排热扇15均通过排热扇控制开关与供电电源电连接。
进一步地，所述循环泵进液管17上还设有温度传感器12；所述循环泵4通过循环泵支架13固定于第一散热板2和第二散热板3之间，所述循环泵支架13上还设有微处理器11，所述微处理器11分别与所述控制开关、排热扇控制开关以及温度传感器12信号连接，微处理器11还与供电电源电连接；所述温度传感器12用于实时测量循环泵进液管17内部的冷却液的温度值，并将所测得的温度值实时发送给所述微处理器11，所述微处理器11将接收到的温度值实时与设定温度值进行比对，当所接收到的温度值高于设定温度值时，微处理器11通过控制开关使半导体制冷器1开启并持续工作，同时通过排热扇控制开关使排热扇15开启并持续工作，从而给微电子器件持续降温；当微处理器11接收到的温度值低于设定温度值超出设定的下限范围值时，所述微处理器11通过控制开关关闭半导体制冷器1，同时通过排热扇控制开关关闭排热扇；随着微处理器11所接收到的温度值逐渐上升到超过设定温度值时，微处理器11再次通过控制开关使半导体制冷器11开启，并通过排热扇控制开关使排热扇15开启，随着降温的持续所述微处理器11接收到的温度值又会下降到设定范围内；通过上述工作循环能够使冷却液在设定温度范围内自动保持一个相对恒定的温度；因此，本实施例的微电子器件散热装置能够给微电子器件14提供一个自动保持恒定低温的散热系统。
进一步地，所述控制开关、排热扇控制开关均是继电器开关；所述微处理器是MSP430单片机。
进一步地，所述第一冷却液流通通道5盘绕于所述第一散热板2内部，第一冷却液流通通道5的盘绕面与所述第一散热板2上表面相平行；所述第二冷却液流通通道6盘绕于所述第二散热板3内部，第二冷却液流通通道6的盘绕面与第二散热板3上表面相平行。
综上所述，本发明实施例提供的微电子器件散热装置，通过半导体制冷器能够对微电子器件进行直接降温，同时通过与半导体制冷器热端连接的第一散热板以及第二散热板及时的将半导体制冷器所产生的热量传递走，由于在第一散热板以及第二散热板内部分别设有通过循环泵以及冷却液回流管连接的填充有冷却液的第一冷却液流通通道以及第二冷却液流通通道，通过循环泵的对冷却液的循环抽吸作用，加快了冷却液的循环，从而加强了冷却液将热量带走的效率；同时通过在第一散热板和第二散热板所设的多个排热扇的对两个散热板之间热空气的抽吸作用，进一步加强了两个散热板的散热功能。此外，本发明的循环泵进液管上还设有温度传感器，循环泵支架上还设有微处理器，微处理器分别与控制开关、排热扇控制开关以及温度传感器信号连接，通过温度传感器、控制开关、排热扇控制开关以及微处理器之间的配合，能够使被测量处的冷却液在设定温度范围内自动保持一个相对恒定的温度，使得本发明的微电子器件散热装置能够给微电子器件提供一个自动保持恒定低温的散热系统。
以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种微电子器件散热装置，包括与微电子器件(14)的发热面相连接的半导体制冷器(1)，其中半导体制冷器(1)的冷端通过导热硅胶与微电子器件(14)的发热面粘接，其特征在于，所述半导体制冷器(1)的热端与第一散热板(2)的下表面固定，第一散热板(2)的上方设有第二散热板(3)，第一散热板(2)与第二散热板(3)之间通过连接柱(10)相固定，所述第一散热板(2)内部设有第一冷却液流通通道(5)，第二散热板(3)内部设有第二冷却液流通通道(6)，所述第一冷却液流通通道(5)与第二冷却液流通通道(6)之间设有循环泵(4)，所述循环泵(4)的进液口通过循环泵进液管(17)与第一冷却液流通通道(5)相连，循环泵(4)的出液口通过循环泵出液管(7)与第二冷却液流通通道(6)相连，所述第一冷却液流通通道(5)和第二冷却液流通通道(6)之间还连接有冷却液从第二冷却液流通通道(6)流向第一冷却液流通通道(5)的冷却液回流管(8)；所述第一冷却液流通通道(5)盘绕于所述第一散热板(2)内部，第一冷却液流通通道(5)的盘绕面与所述第一散热板(2)上表面相平行；所述第二冷却液流通通道(6)盘绕于所述第二散热板(3)内部，第二冷却液流通通道(6)的盘绕面与第二散热板(3)上表面相平行；所述半导体制冷器(1)通过控制开关与供电电源电连接；所述循环泵(4)通过循环泵开关与供电电源电连接；所述第一散热板(2)和第二散热板(3)之间还通过连接架(18)设有多个排热扇(15)，该多个排热扇(15)围绕所述循环泵(4)的周向均匀分布，且各排热扇(15)均通过排热扇控制开关与供电电源电连接；所述循环泵进液管(17)上还设有温度传感器(12)；所述循环泵(4)通过循环泵支架(13)固定于第一散热板(2)和第二散热板(3)之间，所述循环泵支架(13)上还设有微处理器(11)，所述微处理器(11)分别与所述控制开关、排热扇控制开关以及温度传感器(12)信号连接，微处理器(11)还与供电电源电连接；所述温度传感器(12)用于实时测量循环泵进液管(17)内部的冷却液的温度值，并将所测得的温度值实时发送给所述微处理器(11)，所述微处理器(11)将接收到的温度值实时与设定温度值进行比对，当所接收到的温度值高于设定温度值时，微处理器(11)通过控制开关使半导体制冷器(1)开启并持续工作，同时通过排热扇控制开关使排热扇(15)开启并持续工作，从而给微电子器件持续降温；当微处理器(11)接收到的温度值低于设定温度值超出设定的下限范围值时，所述微处理器(11)通过控制开关关闭半导体制冷器(1)，同时通过排热扇控制开关关闭排热扇。
2.如权利要求1所述的一种微电子器件散热装置，其特征在于，所述第一散热板(2)的上表面以及第二散热板(3)的上、下表面均设有散热翅片(16)。
3.如权利要求1或2所述的一种微电子器件散热装置，其特征在于，所述连接柱(10)是中空结构，所述冷却液回流管(8)设于连接柱(10)内部，且冷却液回流管(8)上还设有冷却液流动方向从第二冷却液流通通道(6)流向第一冷却液流通通道(5)的单向阀(9)。
4.如权利要求1所述的一种微电子器件散热装置，其特征在于，所述控制开关、排热扇控制开关均是继电器开关；所述微处理器是MSP430单片机。
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