CN210052735U - 一种新型衰减芯片散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型衰减芯片散热装置，涉及散热器领域，以解决现有技术中芯片水冷散热装置的散热性能不够好，散热排的制冷速度不够快，制冷功率无法根据需求定制的缺陷，本实用新型包括衰减芯片，石墨烯导热硅脂层，水冷头、水箱、水泵，散热排、散热排入水口、散热排出水口、螺旋件、第一层散热排水道、第二层散热排水道、第一导热片、第一多级热电制冷器、第一散热片、风扇模块、第二导热片、第二多级热电制冷器和第二散热片；本实用新型具有冷却剂热交换均匀，散热效果好，散热排制冷速度快，节约空间，对重力的影响不敏感，在任何方位都可正常工作的优点。

Description

一种新型衰减芯片散热装置

技术领域

本实用新型涉及散热装置技术领域，具体地，涉及一种新型衰减芯片散热装置。

背景技术

衰减芯片作为一种提供衰减的电子元器件，广泛地应用于射频通信领域的电子设备中，它的主要用途是调整电路中信号的大小，若某些电路要求有一个比较稳定的负载阻抗时，则可在此电路与实际负载阻抗之间插入一个衰减芯片，缓冲阻抗的变化，为在通信领域中应用的芯片，总希望衰减芯片能长期稳定工作，温度是影响芯片的稳定性和工作寿命的重要因素之一，衰减芯片是一种能量消耗元件，消耗功率后变成热量，为较大功率的衰减芯片提供散热冷却可以提高衰减芯片的稳定性和工作寿命。

现有技术中，较大功率的衰减器芯片采用自然对流散热，存在散热效果不够理想的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型衰减芯片散热装置，以解决现有技术中较大功率的衰减芯片的散热效果不够理想的问题。

本实用新型为了实现上述目的采用以下技术方案：

一种新型衰减芯片散热装置，包括：衰减芯片，石墨烯导热硅脂层，水冷头、水箱、水泵、散热排、第一导热片、第一多级热电制冷器、第一散热片、风扇模块，第二导热片，第二多级热电制冷器、第二散热片；所述衰减芯片的上表面钢片印刷石墨烯导热硅脂层，所述衰减芯片通过所述石墨烯导热硅脂层贴合所述水冷头的下端表面，所述水冷头的出水口通过水管连接所述水箱的入水口，所述水箱的出水口通过水管连接所述水泵的入水口，所述散热排的上表面通过所述第一导热片连接所述第一多级热电制冷器的冷端，所述散热排的下表面通过所述第二导热片连接所述第二多级热电制冷器的冷端，所述第一多级热电制冷器的热端通过导热胶紧密贴合所述第一散热片的底部，所述第二多级热电制冷器的热端通过导热胶紧密贴合所述第二散热片的底部，所述风扇模块分别固定连接所述第一散热片和第二散热片的传热底座。

工作原理：

所述石墨烯导热硅脂层具有高导热率，是高散热性能的热界面材料，所述石墨烯导热硅脂层通过钢片印刷在所述衰减芯片的上表面，所述水冷头的下端表面涂抹所诉石墨烯导热硅脂层，所述水冷头采用机械固定，并通过所述石墨烯导热硅脂层紧密贴合所述衰减芯片的上表面，所述衰减芯片的热量迅速通过所述石墨烯导热硅脂层导出到所述铜制水冷头的下端表面，并迅速与所述水冷头进行热量交换；所述水冷头的两端分别设置有所述水冷头出水口和水冷头入水口，所诉水冷头内部嵌入的冷却水道的两端分别连接所述水冷头出水口和水冷头入水口，所述水冷头出水口通过水管连接所述水箱的入水口，所述冷却液在所述冷却水道中吸收所述水冷头的热量，通过所述水冷头出水口，在所述水泵的带动下通过所述水箱入水口流入所述水箱，所述水冷头入水口连接所述散热排出水口，经过所述散热排完成冷却过程的冷却液，通过所述水冷头入水口进入所述水冷头内部嵌入的冷却水道，用于吸收所述衰减芯片传导到所述水冷头的热量；所述水箱中的吸收了所述水冷头的热量的冷却液，在所述水泵的带动下，从所述水箱出水口流出，依次经过所述水泵入水口、水泵出水口、进入所述散热排进行冷却，完成冷却的冷却液流出所述散热排，并经过所述水冷头的入水口流入所述水冷头内部嵌入的冷却水道，吸收所述衰减芯片传导至所述水冷头的热量；所述散热排的上下表面分别通过第一导热片和第二导热片贴合所述第一多级热电制冷器和第二多级热电制冷器的冷端，分别和第一多级热电制冷器、第二多级热电制冷器和进行热量交换，完成冷却液的冷却过程，所述第一多级热电制冷器和第二多级热电制冷器的冷端向热端传导热量，所述第一多级热电制冷器的热端向所述第一散热片传导热量，所述第二多级热电制冷器的热端向所述第二散热片传导热量；所述第一散热片和第二散热片通过风冷散热方式进行散热，所述新型衰减芯片散热装置往完成一次散热流程。

进一步，所述散热排由散热排壳体、散热排入水口、散热排出水口、螺旋件、第一层散热排水道、第二层散热排水道组成，所述螺旋件固定在所述第一层散热排水道和第二层散热排水道中，所述冷却液在流经固定在所述第一层散热排水道和第二层散热排水道的所述螺旋件时产生涡流，不断搅拌冷却液，所述螺旋件的轴向前进方向与所述第一层散热排水道、第二层散热排水道中的冷却液流向一致，所述螺旋件的搅拌效果更佳均匀，液位较高的冷却液和液位较低的冷却液进行热交换，使冷却液带走更多热量，提高散热效率。

进一步，所述第一层散热排水道固定在所述散热排壳体内部并靠近所述第一导热片，所述第二层散热排水道固定在所述散热排壳体内部并靠近第二导热片，所述第一层散热排水道和第二层散热排水道均采用铜制，所述第一层散热排水道和第二层散热排水道均呈S型曲线形状，所述散热排入水口和所述散热排出水口设置在所述散热排壳体的同一个侧面，冷却液通过所述散热排入水口进入所述第一层散热排水道进行一次冷却过程，第一层散热排水道中的冷却液的热量通过所述第一导热片传导至所述第一多级热电制冷器的冷端，所述第二层散热排水道中的冷却液的热量通过所述第二导热片传导至所述第二多级热电制冷器的冷端，和第二多级热电制冷器的冷端进行热量交换，完成二次冷却过程。

进一步，所述第一层散热排水道连接第二层散热排水道，所述第一层散热排水道和第二层散热排水道的大小和形状一致，均水平设置，所述第一层散热排水道设置在所述第二层散热排水道的正上方，所述散热排入水口连接第一层散热排水道，所述散热排入水口通过水管连接所述水泵的出水口，所述散热排出水口通过水管连接所述水冷头的入水口，所述散热排出水口连接所述第二层散热排水道，所述水箱中的吸收了所述水冷头的热量的冷却液，在所述水泵的带动下，从所述水箱出水口流出，依次经过所述水泵入水口、水泵出水口、散热排入水口流入所述第一层散热排水道进行一次冷却过程，完成一次冷却过程的冷却液从所述第一层散热排水道流入所述第二层散热排水道进行二次冷却过程，所述第一多级热电制冷器和第二多级热电制冷器均由4级热电制冷片采用级联方式组成，每一级热电制冷片的冷端面积均小于热端面积，所述第一多级热电制冷器和第二多级热电制冷器的冷端吸收的热量传导至热端进行散热，每一级热电制冷片的热端面积大于冷端面积确保散热效果好。

进一步，所述第一散热片、第二散热片、水冷头和散热排均采用纯铜或紫铜制，纯铜或紫铜的导热系数高，传热效果好。

进一步，所述散热排的上表面和下表面均涂抹导热硅脂，并通过所述导热硅脂分别紧密贴合所述第一导热片和第二导热片，导热硅脂填充所述散热排壳体的上、下表面分别和所述第一导热片、第二导热片贴合时产生的表面缝隙，提高导热效果,导热硅脂的厚度为 0.05-0.15mm,导热硅脂充分填充所述表面缝隙的前提下，导热硅脂的厚度越薄，导热效果越好。

进一步，所述第一导热片和第二导热片的远离所述散热排的一侧的表面均涂有导热硅脂，所述第一导热片通过导热硅脂分别紧密贴合所述散热排和所述第一多级热电制冷器的冷端，所述第二导热片通过导热硅脂分别紧密贴合所述散热排和所述第二多级热电制冷器的冷端，导热硅脂填充所述第一多级热电制冷器的冷端贴合第一导热片产生的表面缝隙，导热硅脂填充所述第二多级热电制冷器的冷端贴合第二导热片产生的表面缝隙，提高导热效果,导热硅脂的厚度为0.05-0.15mm，导热硅脂充分填充所述表面缝隙的前提下，导热硅脂的厚度越薄，导热效果越好。

进一步，所述风扇模块采用塔式侧吹风冷散热器组，塔式侧吹风冷散热器组的风扇轴向方向和所述第一散热片、第二散热片的相邻两个散热片之间的间隙的侧面平行，塔式侧吹风冷散热器组对所述第一散热片、第二散热片进行风冷散热。

进一步，所述石墨烯导热硅脂层的厚度为0.05-0.15mm，石墨烯导热硅脂层均匀润湿所述衰减芯片的上表面和所述水冷头的下表面，减少所述衰减芯片的上表面和所述水冷头的下表面的接触热阻，石墨烯导热硅脂层的厚度在保证充分填充所述衰减芯片的上表面和所述水冷头的下表面贴合时产生的表面缝隙的前提下，石墨烯导热硅脂层的厚度越薄，热阻越小。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定；

图1是本实用新型一种新型衰减芯片散热装置结构示意图。

图2是本实用新型一种新型衰减芯片散热装置的第一层散热排水道俯视图。

图3是本实用新型一种新型衰减芯片散热装置的第二层散热排水道俯视图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

请参考图1到图3，本申请提供了一种新型衰减芯片散热装置，包括：衰减芯片1、石墨烯导热硅脂层2、水冷头3、水箱4、水泵5、散热排6、第一导热片7、第一多级热电制冷器8、第一散热片9、风扇模块10，第二导热片11，第二多级热电制冷器12、第二散热片13，所述衰减芯片1的上表面钢片印刷石墨烯导热硅脂层2，所述衰减芯片1通过所述石墨烯导热硅脂层2贴合所述水冷头3的下端表面，所述水冷头3的出水口通过水管连接所述水箱4 的入水口，所述水箱4的出水口通过水管连接所述水泵5的入水口，所述散热排6的上表面通过所述第一导热片7连接所述第一多级热电制冷器8的冷端，所述散热排6的下表面通过所述第二导热片11连接所述第二多级热电制冷器12的冷端，所述第一多级热电制冷器8的热端通过导热胶紧密贴合所述第一散热片9的底部，所述第二多级热电制冷器12的热端通过导热胶紧密贴合所述第二散热片13的底部，所述风扇模块10分别固定连接所述第一散热片 9和第二散热片13的传热底座，所述石墨烯导热硅脂层2具有高导热率，是高散热性能的热界面材料，所述石墨烯导热硅脂层2通过钢片印刷在所述衰减芯片1的上表面，所述水冷头 3的下端表面涂抹所诉石墨烯导热硅脂层2，所述水冷头3采用机械固定，并通过所述石墨烯导热硅脂层2紧密贴合所述衰减芯片1的上表面，所述衰减芯片1的热量迅速通过所述石墨烯导热硅脂层2导出到所述铜制水冷头3的下端表面，并迅速与所述水冷头3进行热量交换；所述水冷头3的两端分别设置有所述水冷头3出水口和水冷头3入水口，所诉水冷头3内部嵌入的冷却水道的两端分别连接所述水冷头3出水口和水冷头3入水口，所述水冷头3出水口通过水管连接所述水箱4的入水口，所述冷却液在所述冷却水道中吸收所述水冷头3的热量，通过所述水冷头3出水口，在所述水泵5的带动下通过所述水箱4入水口流入所述水箱 4，所述水冷头3入水口连接所述散热排出水口63，经过所述散热排6完成冷却过程的冷却液，通过所述水冷头3入水口进入所述水冷头3内部嵌入的冷却水道，用于吸收所述衰减芯片1传导到所述水冷头3的热量；所述水箱4中的吸收了所述水冷头3的热量的冷却液，在所述水泵5的带动下，从所述水箱4出水口流出，依次经过所述水泵5入水口、水泵5出水口、进入所述散热排6进行冷却，完成冷却的冷却液流出所述散热排6，并经过所述水冷头3 的入水口流入所述水冷头3内部嵌入的冷却水道，吸收所述衰减芯片1传导至所述水冷头3 的热量；所述散热排6的上下表面分别通过第一导热片7和第二导热片11贴合所述第一多级热电制冷器8和第二多级热电制冷器12的冷端，分别和第一多级热电制冷器8、第二多级热电制冷器12和进行热量交换，完成冷却液的冷却过程，所述第一多级热电制冷器8和第二多级热电制冷器12的冷端向热端传导热量，所述第一多级热电制冷器8的热端向所述第一散热片9传导热量，所述第二多级热电制冷器12的热端向所述第二散热片13传导热量；所述第一散热片9和第二散热片13通过风冷散热方式进行散热，所述新型衰减芯片1散热装置往完成一次散热流程。

所述散热排由散热排壳体61、散热排入水口62、散热排出水口63、螺旋件64、第一层散热排水道65、第二层散热排水道66组成，所述螺旋件64固定在所述第一层散热排水道65 和第二层散热排水道66中，所述冷却液在流经固定在所述第一层散热排水道65和第二层散热排水道66的所述螺旋件64时产生涡流，不断搅拌冷却液，所述螺旋件64的轴向前进方向与所述第一层散热排水道65、第二层散热排水道66中的冷却液流向一致，所述螺旋件64的搅拌效果更佳均匀，液位较高的冷却液和液位较低的冷却液进行热交换，使冷却液带走更多热量，提高散热效率。

所述第一层散热排水道65固定在所述散热排壳体61内部并靠近所述第一导热片7，所述第二层散热排水道66固定在所述散热排壳体61内部并靠近第二导热片11，所述第一层散热排水道65和第二层散热排水道66均采用铜制，所述第一层散热排水道65和第二层散热排水道66均呈S型曲线形状，所述散热排入水口62和所述散热排出水口63设置在所述散热排壳体61的同一个侧面，冷却液在所述第一层散热排水道65进行一次冷却过程，第一层散热排水道65中的冷却液的热量通过所述第一导热片7传导至所述第一多级热电制冷器8的冷端，所述第二层散热排水道66中的冷却液的热量通过所述第二导热片11传导至所述第二多级热电制冷器12的冷端，和第二多级热电制冷器12的冷端进行热量交换，完成二次冷却过程。

所述第一层散热排水道65连接第二层散热排水道66，所述第一层散热排水道65和第二层散热排水道66的大小和形状一致，均水平设置，所述第一层散热排水道65设置在所述第二层散热排水道66的正上方，所述散热排入水口62连接第一层散热排水道65，所述散热排入水口62通过水管连接所述水泵5的出水口，所述散热排出水口63通过水管连接所述水冷头3的入水口，所述散热排出水口63连接所述第二层散热排水道66，所述水箱4中的吸收了所述水冷头3的热量的冷却液，在所述水泵5的带动下，从所述水箱4出水口流出，依次经过所述水泵5入水口、水泵5出水口、散热排入水口62流入所述第一层散热排水道65进行一次冷却过程，完成一次冷却过程的冷却液从所述第一层散热排水道6565流入所述第二层散热排水道66进行二次冷却过程，所述第一多级热电制冷器8和第二多级热电制冷器12均由4级热电制冷片采用级联方式组成，每一级热电制冷片的冷端面积均小于热端面积，所述第一多级热电制冷器8和第二多级热电制冷器12的冷端吸收的热量传导至热端进行散热，每一级热电制冷片的热端面积大于冷端面积确保散热效果好。

所述第一散热片9、第二散热片13、水冷头3和散热排6均采用纯铜或紫铜制，纯铜或紫铜的导热系数高，传热效果好。

所述散热排6的上表面和下表面均涂抹导热硅脂，并通过所述导热硅脂分别紧密贴合所述第一导热片7和第二导热片11，导热硅脂填充所述散热排6壳体的上、下表面分别和所述第一导热片7、第二导热片11贴合时产生的表面缝隙，提高导热效果，导热硅脂的厚度为 0.05-0.15mm,导热硅脂充分填充所述表面缝隙的前提下，导热硅脂的厚度越薄，导热效果越好。

所述第一导热片7和第二导热片11的远离所述散热排6的一侧的表面均涂有导热硅脂，所述第一导热片7通过导热硅脂分别紧密贴合所述散热排壳体61和所述第一多级热电制冷器 8的冷端，所述第二导热片11通过导热硅脂分别紧密贴合所述散热排壳体61和所述第二多级热电制冷器12的冷端，导热硅脂填充所述第一多级热电制冷器8的冷端贴合第一导热片7 产生的表面缝隙，导热硅脂填充所述第二多级热电制冷器12的冷端贴合第二导热片11产生的表面缝隙，提高导热效果，导热硅脂的厚度为0.05-0.15mm,导热硅脂充分填充所述表面缝隙的前提下，导热硅脂的厚度越薄，导热效果越好。

所述风扇模块10采用塔式侧吹风冷散热器组，塔式侧吹风冷散热器组的风扇轴向方向和所述第一散热片9、第二散热片13的相邻两个散热片之间的间隙的侧面平行，塔式侧吹风冷散热器组对所述第一散热片9、第二散热片13进行风冷散热。

所述石墨烯导热硅脂层2的厚度为0.05-0.15mm，石墨烯导热硅脂层2均匀润湿所述衰减芯片1的上表面和所述水冷头3的下表面，减少所述衰减芯片1的上表面和所述水冷头3 的下表面的接触热阻，石墨烯导热硅脂层2的厚度在保证充分填充所述衰减芯片1的上表面和所述水冷头3的下表面贴合时产生的表面缝隙的前提下，石墨烯导热硅脂层2的厚度越薄，热阻越小。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

1.本实用新型基于散热器设备技术领域，水道内的螺旋件对冷却剂搅拌，具有冷却剂热交换均匀，散热性能高的优点。

2.本实用新型基于散热器设备技术领域，散热排的上下两端嵌入两层铜制散热排水道，对吸收了衰减芯片热量的冷却剂进行两次冷却散热，具有散热效果好的优点。

3.本实用新型基于散热器设备技术领域，采用4级制冷片组成的热电制冷器，具有节约空间，制冷速度快，不受空间方向和重力影响的优点。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种新型衰减芯片散热装置，其特征在于，包括：衰减芯片(1)、石墨烯导热硅脂层(2)、水冷头(3)、水箱(4)、水泵(5)、散热排(6)、第一导热片(7)、第一多级热电制冷器(8)、第一散热片(9)、风扇模块(10)、第二导热片(11)、第二多级热电制冷器(12)、第二散热片(13)，所述衰减芯片(1)的上表面采用钢片印刷方式印刷石墨烯导热硅脂层(2)，所述衰减芯片(1)通过所述石墨烯导热硅脂层(2)贴合所述水冷头(3)的下端表面，所述水冷头(3)的出水口通过水管连接所述水箱(4)的入水口，所述水箱(4)的出水口通过水管连接所述水泵(5)的入水口，所述散热排(6)的上表面通过所述第一导热片(7)连接所述第一多级热电制冷器(8)的冷端，所述散热排(6)的下表面通过所述第二导热片(11)连接所述第二多级热电制冷器(12)的冷端，所述第一多级热电制冷器(8)的热端通过导热胶紧密贴合所述第一散热片(9)的底部，所述第二多级热电制冷器(12)的热端通过导热胶紧密贴合所述第二散热片(13)的底部，所述风扇模块(10)分别固定连接所述第一散热片(9)和第二散热片(13)的传热底座。

2.根据权利要求1所述的新型衰减芯片散热装置，其特征在于：所述散热排(6)由散热排壳体(61)、散热排入水口(62)、散热排出水口(63)、螺旋件(64)、第一层散热排水道(65)、第二层散热排水道(66)组成，所述螺旋件(64)固定在所述第一层散热排水道(65)和第二层散热排水道(66)中，所述螺旋件(64)的轴向前进方向与所述第一层散热排水道(65)、第二层散热排水道(66)中的冷却液流向一致。

3.根据权利要求2所述的新型衰减芯片散热装置，其特征在于：所述第一层散热排水道(65)固定在所述散热排壳体(61)内部并靠近所述第一导热片(7)，所述第二层散热排水道(66)固定在所述散热排壳体(61)内部并靠近第二导热片(11)；所述第一层散热排水道(65)和第二层散热排水道(66)均采用铜制，所述第一层散热排水道(65)和第二层散热排水道(66)均呈S型曲线形状，所述散热排入水口(62)和所述散热排出水口(63)设置在所述散热排壳体(61)的同一个侧面。

4.根据权利要求2所述的新型衰减芯片散热装置，其特征在于：所述第一层散热排水道(65)连接第二层散热排水道(66)，所述第一层散热排水道(65)和第二层散热排水道(66)的大小和形状一致，均水平设置，所述第一层散热排水道(65)设置在所述第二层散热排水道(66)的正上方，所述散热排入水口(62)连接第一层散热排水道(65)，所述散热排入水口(62)通过水管连接所述水泵(5)的出水口，所述散热排出水口(63)通过水管连接所述水冷头(3)的入水口，所述散热排出水口(63)连接所述第二层散热排水道(66)；所述第一多级热电制冷器(8)和第二多级热电制冷器(12)均由4级热电制冷片采用级联方式组成，每一级热电制冷片的冷端面积均小于热端面积。

5.根据权利要求1所述的新型衰减芯片散热装置，其特征在于：所述第一散热片(9)、第二散热片(13)、水冷头(3)和所述散热排(6)均采用纯铜或紫铜制。

6.根据权利要求1所述的新型衰减芯片散热装置，其特征在于：所述散热排(6)的上表面和下表面均涂抹导热硅脂，并通过所述导热硅脂分别紧密贴合所述第一导热片(7)和第二导热片(11)，导热硅脂的厚度为0.05-0.15mm。

7.根据权利要求1所述的新型衰减芯片散热装置，其特征在于：所述第一导热片(7)和第二导热片(11)的远离所述散热排(6)的一侧的表面均涂有导热硅脂，所述第一导热片(7)通过导热硅脂分别紧密贴合所述散热排(6)和所述第一多级热电制冷器(8)的冷端，所述第二导热片(11)通过导热硅脂分别紧密贴合所述散热排(6)和所述第二多级热电制冷器(12)的冷端,导热硅脂的厚度为0.05-0.15mm。

8.根据权利要求1所述的新型衰减芯片散热装置，其特征在于：所述风扇模块(10)采用塔式侧吹风冷散热器组。

9.根据权利要求1所述的新型衰减芯片散热装置，其特征在于：所述石墨烯导热硅脂层(2)的厚度为0.05-0.15mm。

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