CN110211936A - 一种集成电路水冷液循环散热架构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及集成电路温控技术领域，且公开了一种集成电路水冷液循环散热架构，包括精准换热单元和制冷散热单元，所述精准换热单元的内部包括有多个集成电路水冷块、回水汇流管和出水汇流管，多个所述集成电路水冷块均位于出水汇流管的左侧，所述回水汇流管位于出水汇流管的下方，所述精准换热单元的内部包括有风冷水排、水泵和制冷片制冷单元。本发明通过采用了绝缘阻值高于空气的冷却水，作为该构架水冷循环中的冷却液，与现有制冷片水冷技术相比，目前制冷片水冷技术并没有应用在集成电路的散热中，该构架通过用有绝缘能力的冷却水替代普通冷却水，实现了该技术在集成电路构架中的应用，避免了因冷却水泄漏导致的电路板短路的可能。

Description

一种集成电路水冷液循环散热架构
技术领域
本发明涉及集成电路温控技术领域，具体为一种集成电路水冷液循环散热架构。
背景技术
随着元件集成规模的提升，集成电路也越来越向大规模，超大规模以及特大规模集成电路群发展，单位体积产生的热功率也逐渐变大，然而板件散热面积不变，造成单位面积的热耗散达不到要求，目前针对大规模集成电路仍然采用的是金属散热片加强制风冷的模式，已经越来越不能满足集成电路发展的需求。
现有的集成电路散热架构1、在电路板设计阶段，采用集成电路均匀分布的设计，通过电路板对集成电路进行散热，但由于电路板散热面积有限，传导效率低，散热能力有限；采用散热片和强制风冷的方式，由于空气的传导效率低，对于发热严重的集成电路群，散热不明显，为此我们推出一种集成电路水冷液循环散热架构。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种集成电路水冷液循环散热架构，具备精准散热可对电路板数量进行扩展，提升水冷散热能力，避免了因冷却水泄漏导致的电路板短路的可能的优点，解决了现有的集成电路散热架构1、在电路板设计阶段，采用集成电路均匀分布的设计，通过电路板对集成电路进行散热，但由于电路板散热面积有限，传导效率低，散热能力有限；采用散热片和强制风冷的方式，由于空气的传导效率低，对于发热严重的集成电路群，散热不明显的问题。
本发明提供如下技术方案：一种集成电路水冷液循环散热架构，包括精准换热单元和制冷散热单元，所述精准换热单元的内部包括有多个集成电路水冷块、回水汇流管和出水汇流管，多个所述集成电路水冷块均位于出水汇流管的左侧，所述回水汇流管位于出水汇流管的下方，所述制冷散热单元的内部包括有风冷水排、水泵和制冷片制冷单元，所述制冷片制冷单元位于水泵的右上方，所述风冷水排位于水泵的左侧，所述制冷片制冷单元的一端通过软管与出水汇流管固定连接，所述出水汇流管的左侧通过多个软管与多个集成电路水冷块连接，多个所述集成电路水冷块的另一端通过软管与回水汇流管连接，所述回水汇流管的右侧通过软管与风冷水排相连接，所述风冷水排的一端通过软管与水泵相连接，所述水泵的一端通过软管与制冷片制冷单元相连接。
优选的，所述制冷片制冷单元、出水汇流管、集成电路水冷块、回水汇流管、风冷水排和水泵通过软管形成封闭回路。
优选的，多个所述集成电路水冷块相互之间采用串联的连接方式并位于同一电路板内的多个集成电路上，所述集成电路水冷块的数量可根据电路板的数量进行相应的扩展并采用并联的连接方式。
优选的，所述制冷片制冷单元由多个半导体制冷片备制而成，所述回水汇流管的外侧安装有水温检测装置。
优选的，所述软管内部含有循环水，且循环水由绝缘水备制而成，绝缘水的绝缘阻值高于空气阻值。
优选的，所述制冷片制冷单元的制冷面与出水汇流管为贴合设置。
与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：
1、该集成电路水冷液循环散热架构，通过对集成电路精确制冷构架，同一电路板上的多个集成电路，采用集成电路冷却块串联的连接方式，多块电路板上的集成电路采用集成电路冷却块并联的连接方式，可根据集采电路或电路板数量进行扩展，水冷块覆盖面积根据电路板上的需散热的集成电路大小决定与现有的集成电路散热架构相比，实现了对发热集成电路的水冷精确散热，且同一电路板上的多个集成电路，采用集成电路冷却块串联的连接方式，多块电路板上的集成电路采用集成电路冷却块并联的连接方式，可根据集成电路或电路板数量进行扩展，而目前集成电路采用的是金属散热片加强制风冷散热。
2、该集成电路水冷液循环散热架构，通过利用半导体制冷片的制冷单元，辅助水冷循环散热，提升该构架的散热能力，与现有水冷散热技术相比，实现了多集成电路和多电路板的制冷构架，同时在水循环的过程中增加了制冷片制冷单元，辅助提升水冷散热能力。
3、该集成电路水冷液循环散热架构，通过采用了绝缘阻值高于空气的冷却水，作为该构架水冷循环中的冷却液，与现有制冷片水冷技术相比，目前制冷片水冷技术并没有应用在集成电路的散热中，该构架通过用有绝缘能力的冷却水替代普通冷却水，实现了该技术在集成电路构架中的应用，避免了因冷却水泄漏导致的电路板短路的可能。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图中：1、集成电路水冷块；2、回水汇流管；3、风冷水排；4、水泵；5、制冷片制冷单元；6、出水汇流管；7、精准换热单元；8、制冷散热单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种集成电路水冷液循环散热架构，包括精准换热单元7和制冷散热单元8，精准换热单元7的内部包括有多个集成电路水冷块1、回水汇流管2和出水汇流管6，多个集成电路水冷块1均位于出水汇流管6的左侧，回水汇流管2位于出水汇流管6的下方，制冷散热单元8的内部包括有风冷水排3、水泵4和制冷片制冷单元5，制冷片制冷单元5的发热面与风冷金属散热器为贴合设置，制冷片制冷单元5的制冷面与出水汇流管6为贴合设置，制冷片制冷单元5由多个半导体制冷片备制而成，回水汇流管2的外侧安装有水温检测装置，制冷片制冷单元5位于水泵4的右上方，风冷水排3位于水泵4的左侧，制冷片制冷单元5的一端通过软管与出水汇流管6固定连接，利用多端口的汇流管，对同一电路板上的多个集成电路，采用集成电路冷却块串联的连接方式，对于多块电路板上的集成电路采用集成电路冷却块并联的连接方式，可根据集成电路或电路板数量进行扩展，水冷块覆盖面积根据电路板上的需散热的集成电路大小决定，出水汇流管6的左侧通过多个软管与多个集成电路水冷块1连接，软管内部含有循环水，且循环水由绝缘水备制而成，绝缘水的绝缘阻值高于空气阻值，由于普通水是具有导电性的，如果普通水泄漏容易导致电路板短路而烧毁，考虑到以上因素，该系统冷却液采用了绝缘阻值高于空气的冷却水，泄漏也不会出现短路的情况，可靠性大幅度提高，多个集成电路水冷块1的另一端通过软管与回水汇流管2连接，回水汇流管2的右侧通过软管与风冷水排3相连接，风冷水排3的一端通过软管与水泵4相连接，水泵4的一端通过软管与制冷片制冷单元5相连接，制冷片制冷单元5、出水汇流管6、集成电路水冷块1、回水汇流管2、风冷水排3和水泵4通过软管形成封闭回路，该散热架构中引入制冷单元辅助提升集成电路的降温能力，制冷片制冷单元5利用半导体的珀尔帖效应，由多个半导体制冷片的制冷面与出水汇流管6贴合设置，半导体制冷片的发热面与风冷散热器贴合设置；在回水汇流管2设置水温检测装置；水温检测装置实时采集回水汇流管温度，温度控制器根据回水温度控制制冷片工作电源的通断，实现对制冷单元的控制。
工作原理，软管连通形成封闭回路，冷却液通过精准换热单元7吸收发热集成电路的热量后，通过水泵4和软管流入制冷散热单元8进行散热，散热后的冷却液再流入精准换热单元7进行吸收集成电路热量，周而循环，达到散热效果；由于其中精准换热单元7由多个集成电路水冷块1、多端口出水汇流管6和多端口回水汇流管2通过软管连接组成，集成电路水冷块1可根据需要采用串联或并联的连接；其中制冷散热单元8由风冷水排3、水泵4和制冷片制冷单元5组成，流过回水汇流管2的热冷却液首先经过风冷水排3进行散热后，再通过制冷片制冷单元5进行再次散热，制冷片制冷单元5由多个半导体制冷片的制冷面与出水汇流管6贴合设置，半导体制冷片的发热面与风冷散热器贴合设置；在回水汇流管2设置水温检测装置；水温检测装置实时采集回水汇流管温度，温度控制器根据回水温度控制制冷片工作电源的通断，实现对循环水温的控制，即可。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种集成电路水冷液循环散热架构，包括精准换热单元（7）和制冷散热单元（8），其特征在于：所述精准换热单元（7）的内部包括有多个集成电路水冷块（1）、回水汇流管（2）和出水汇流管（6），多个所述集成电路水冷块（1）均位于出水汇流管（6）的左侧，所述回水汇流管（2）位于出水汇流管（6）的下方，所述精准换热单元（7）的内部包括有风冷水排（3）、水泵（4）和制冷片制冷单元（5），所述制冷片制冷单元（5）位于水泵（4）的右上方，所述风冷水排（3）位于水泵（4）的左侧，所述制冷片制冷单元（5）的一端通过软管与出水汇流管（6）固定连接，所述出水汇流管（6）的左侧通过多个软管与多个集成电路水冷块（1）连接，多个所述集成电路水冷块（1）的另一端通过软管与回水汇流管（2）连接，所述回水汇流管（2）的右侧通过软管与风冷水排（3）相连接，所述风冷水排（3）的一端通过软管与水泵（4）相连接，所述水泵（4）的一端通过软管与制冷片制冷单元（5）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种集成电路水冷液循环散热架构，其特征在于：所述制冷片制冷单元（5）、出水汇流管（6）、集成电路水冷块（1）、回水汇流管（2）、风冷水排（3）和水泵（4）通过软管形成封闭回路。
3.根据权利要求1所述的一种集成电路水冷液循环散热架构，其特征在于：多个所述集成电路水冷块（1）相互之间采用串联的连接方式并位于同一电路板内的多个集成电路上，所述集成电路水冷块（1）的数量可根据电路板的数量进行相应的扩展并采用并联的连接方式。
4.根据权利要求1所述的一种集成电路水冷液循环散热架构，其特征在于：所述制冷片制冷单元（5）由多个半导体制冷片备制而成，所述回水汇流管（2）的外侧安装有水温检测装置。
5.根据权利要求1所述的一种集成电路水冷液循环散热架构，其特征在于：所述软管内部含有循环水，且循环水由绝缘水备制而成，绝缘水的绝缘阻值高于空气阻值。
6.根据权利要求1所述的一种集成电路水冷液循环散热架构，其特征在于：所述制冷片制冷单元（5）的制冷面与出水汇流管（6）为贴合设置。
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