CN218414556U - 一种芯片降温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种芯片降温装置，涉及集成电路应用技术领域，以解决传统散热风扇需要利用外部电源提供的电能才能实现对芯片的散热的问题。上述芯片降温装置包括半导体温差发电片和散热风扇，半导体温差发电片的热端侧板靠近芯片，半导体温差发电片的冷端侧板远离芯片，且热端侧板和冷端侧板均与散热风扇电连接；散热风扇靠近芯片设置，半导体温差发电片用于在热端侧板的温度高于冷端侧板的温度的情况下，驱动散热风扇工作，以实现对芯片的降温。本实用新型提供的一种芯片降温装置用于提供一种不需要外部电源，即可实现对芯片散热，且在芯片断电后，仍可继续工作，直至芯片温度降低至接近室温的技术方案。

Description

一种芯片降温装置

技术领域

本实用新型涉及集成电路应用技术领域，尤其涉及一种芯片降温装置。

背景技术

随着微电子技术的飞速发展，设备工作功率越来越大，因此，设备的芯片在工作时会产生较多的热量，从而导致其温度升高，若不及时散热，可能会导致芯片的性能降低甚至烧坏。

常见的芯片散热方法是通过散热风扇的风冷方式带走热量，现有技术中，散热风扇设置于芯片一侧，芯片和散热风扇的驱动电机均与外部电源电连接，以利用外部电源驱动散热风扇的驱动电机，从而带动散热风扇叶片转动，以实现对芯片进行风冷散热。

但上述对芯片采用风冷的散热方式中，散热风扇需要连接外部电源进行供电，因此，现有技术中需要利用外部电源提供的电能才能实现对芯片的散热。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种芯片降温装置，用于提供一种不需要外部电源，即可实现对芯片散热，且在芯片断电后，仍可继续工作，直至芯片温度降低至接近室温的技术方案。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种芯片降温装置，包括：半导体温差发电片和散热风扇；

半导体温差发电片的热端侧板靠近芯片，半导体温差发电片的冷端侧板远离芯片，且热端侧板和冷端侧板均与至少一组散热风扇电连接；

热端侧板包括一个或多个第一电极板，当热端侧板包括多个第一电极板时多个第一电极板之间依次电连接；

冷端侧板包括一个或多个第二电极板，当冷端侧板包括多个第二电极板时，多个第二电极板之间依次电连接；

至少一组散热风扇靠近芯片设置，半导体温差发电片用于在热端侧板的温度高于冷端侧板的温度的情况下，驱动至少一组散热风扇工作，以实现对芯片的降温。

基于此，在本实用新型中，当芯片工作产生热量时，热量传导至半导体温差发电片的热端侧板，热端侧板温度升高，而半导体温差发电片的冷端侧板远离芯片，置于室温环境中，此时热端侧板和冷端侧板之间形成温差，半导体温差发电片产生电能，散热风扇与半导体温差发电片电连接，半导体温差发电片产生电能驱动散热风扇开始工作，对芯片进行降温；芯片产生的热量越多，热端侧板温度越高，热端侧板和冷端侧板之间的温差越大，半导体温差发电片所产生的电能越大，驱动散热风扇工作强度越大，对芯片进行降温速度越快；而当芯片停止工作后，芯片温度逐渐下降，热端侧板温度降低，直至热端侧板温度与冷端侧板的温度相同时，热端侧板和冷端侧板之间无温差，半导体温差发电片停止工作，散热风扇亦停止工作；另外，在芯片断电后，若芯片温度还未降低至接近室温，半导体温差发电片的热端侧板和冷端侧板之间仍然存在温差，半导体温差发电片能够继续发电供给散热风扇，直至芯片温度降低至接近室温后，半导体温差发电片停止发电，散热风扇停止工作。基于此，与现有技术相比，本实用新型提供的芯片降温装置在不需要连接芯片降温装置外的额外电源的情况下，通过半导体温差发电片的热端侧板和冷端侧板之间形成温差发电，驱动散热风扇实现对芯片散热，在芯片断电后，芯片的余热仍可促使半导体温差发电片发电，继续带动散热风扇工作，直至芯片温度降低至接近室温；而且能够根据芯片温度调节散热风扇工作强度，芯片温度越高，散热风扇工作强度越大，散热能力越强。

可选地，上述的芯片降温装置中，芯片降温装置还包括导热胶层；热端侧板和芯片通过导热胶层粘接贴合。

可选地，上述的芯片降温装置中，导热胶层为石墨导热双面胶或导热硅胶。

可选地，上述的芯片降温装置中，导热胶层的厚度为0.25mm至2mm。

可选地，上述的芯片降温装置中，第一电极板的材料为铜或铝。

可选地，上述的芯片降温装置中，第二电极板的材料为铜或铝。

可选地，上述的芯片降温装置中，当散热风扇为多组时，每组散热风扇靠近芯片设置，且均与半导体温差发电片电连接。

可选地，上述的芯片降温装置中，芯片降温装置还包括支撑箱体，支撑箱体的一侧具有开口，支撑箱体盖设与热端侧板上，支撑箱体的开口朝向热端侧板，散热风扇固定连接于支撑箱体内，冷端侧板与支撑箱体远离芯片的一侧固定连接。

可选地，上述的芯片降温装置中，支撑箱体上设置有通风孔组，通风孔组设置于支撑箱体远离芯片的一侧上，用于配合散热风扇将热量排出。

可选地，上述的芯片降温装置中，通风孔组至少包括与散热风扇的数目相同的通风孔，每个通风孔与对应的每个散热风扇在垂直于芯片表面的方向上的投影至少部分重叠。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的一种芯片降温装置。

附图标记：

1-芯片；2-导热胶层；3-半导体温差发电片；31-热端侧板；32-冷端侧板；4-散热风扇；5-支撑箱体；51-通风孔组。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

传统的芯片散热方法是通过风扇的风冷方式带走热量，即通过风扇促进空气的循环流动，达到降温的目的，但该方式需要芯片降温装置外的额外电源提供电能，能源利用率低。

为了解决上述问题，如图1所示，本实用新型实施例提供了一种芯片降温装置，包括半导体温差发电片3和散热风扇4；半导体温差发电片3的热端侧板31靠近芯片1，半导体温差发电片3的冷端侧板32远离芯片1，且热端侧板31和冷端侧板32均与散热风扇4电连接；热端侧板包括一个或多个第一电极板，当热端侧板包括多个第一电极板时多个第一电极板之间依次电连接；冷端侧板包括一个或多个第二电极板，当冷端侧板包括多个第二电极板时，多个第二电极板之间依次电连接，散热风扇4靠近芯片1设置，半导体温差发电片3用于在热端侧板31的温度高于冷端侧板32的温度的情况下，驱动散热风扇4工作，以实现对芯片1的降温。

在具体实施过程中，当芯片1工作产生热量时，热量传导至半导体温差发电片3的热端侧板31，热端侧板31温度升高，而半导体温差发电片3的冷端侧板32远离芯片1，置于室温环境中，此时热端侧板31和冷端侧板32之间形成温差，半导体温差发电片3产生电能，散热风扇4与半导体温差发电片3电连接，半导体温差发电片3产生电能驱动散热风扇4开始工作，对芯片1进行降温；芯片1产生的热量越多，热端侧板31温度越高，热端侧板31和冷端侧板32之间的温差越大，半导体温差发电片3所产生的电能越大，驱动散热风扇4工作强度越大，对芯片1进行降温速度越快；而当芯片1停止工作后，芯片1温度逐渐下降，热端侧板31温度降低，直至热端侧板31温度与冷端侧板32的温度相同时，热端侧板31和冷端侧板32无温差，半导体温差发电片3停止工作，散热风扇4停止工作；另外，当芯片断电后，若芯片温度还未降低至接近室温，半导体温差发电片3的热端侧板31和冷端侧板32之间仍然存在温差，半导体温差发电片3能够继续发电供给散热风扇4，直至芯片温度降低至接近室温后，半导体温差发电片3停止发电，散热风扇4停止工作。而且当热端侧板31包括一个第一电极板或冷端侧板32包括一个第二电极板时，装置简单，制作难度低；当热端侧板31包括多个第一电极板或冷端侧板32包括多个第二电极板时，半导体温差发电片3可以在相同的温差下，产生的电能更多，散热效果更好。

通过上述芯片降温装置的结构和具体实施过程可知，本实用新型提供的芯片降温装置在不需要连接芯片降温装置外的额外电源的情况下，通过半导体温差发电片3的热端侧板31和冷端侧板32之间形成温差发电，驱动散热风扇4实现对芯片1散热，在芯片1断电后，芯片1的余热仍可促使半导体温差发电片3发电，继续带动散热风扇4工作，直至芯片1温度降低至接近室温；而且，上述的芯片降温装置还能够根据芯片1温度调节散热风扇4工作强度，芯片1温度越高，散热风扇4工作强度越大，散热能力越强。

具体地，上述的芯片降温装置中，芯片降温装置还包括导热胶层2；热端侧板31和芯片1通过导热胶层2粘接贴合。基于此，不仅可以防止热端侧板31和芯片1脱离，保证导热散热效果，而且导热胶层2具有良好导热性，可以将芯片1热量传递至热端侧板31，使半导体温差发电片3产生电能带动散热风扇4工作。

具体地，上述的芯片降温装置中，导热胶层2为石墨导热双面胶或导热硅胶。石墨导热双面胶和导热硅胶的导热效果好、粘性稳定且使用寿命较长，能够保证芯片降温装置工作稳定性。

具体地，上述的芯片降温装置中，导热胶层2的厚度为0.25mm至2mm，示例性地，导热胶层2的厚度可以为0.25mm、0.5mm、1mm、1.5mm或2mm。如此设置，在保证粘接强度的前提下，导热效率较高，加快半导体温差发电片3发电速度。

具体地，上述的芯片降温装置中，第一电极板的材料为铜或铝，且第二电极板的材料为铜或铝。铜和铝的导电性能好，使用铜或铝质电极的半导体温差发电片3发电效率更好。

具体地，上述的芯片降温装置中，散热风扇4为多组，每组散热风扇4靠近芯片1设置，且均与半导体温差发电片3电连接。如此设置，利用多组散热风扇4快速将芯片1的热量传导出来并吹到附近的空气中去，散热效果更好。

具体地，上述的芯片降温装置中，芯片降温装置还包括支撑箱体5，支撑箱体5一侧为开口，支撑箱体5盖设与热端侧板31上，支撑箱体5的开口朝向热端侧板31，散热风扇4固定连接于支撑箱体5内，冷端侧板32与支撑箱体5远离芯片1的一侧固定连接。将散热风扇4固定连接于支撑箱体5内，保护散热风扇4不被压坏，保证芯片降温装置整体结构的稳定性。

具体地，上述的芯片降温装置中，支撑箱体5上设置有通风孔组51，通风孔组51设置于支撑箱体5远离芯片1的一侧上，用于配合散热风扇4将热量排出。如此设置，散热风扇4能够将支撑箱体5内的热空气通过通风孔组51顺利排出，达到对芯片1降温的目的。

具体地，上述的芯片降温装置中，通风孔组51至少包括与散热风扇4的数目相同的通风孔，每个通风孔与对应的每个散热风扇4在垂直于芯片1表面的方向上的投影至少部分重叠。每个散热风扇4对应位置均设置有通风孔，保证每个风扇所带动的热空气均能顺利排出，提高散热风扇4对芯片1散热的效率。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种芯片降温装置，其特征在于，包括：半导体温差发电片和至少一组散热风扇；

所述半导体温差发电片的热端侧板靠近所述芯片，所述半导体温差发电片的冷端侧板远离所述芯片，且所述热端侧板和所述冷端侧板均与所述至少一组散热风扇电连接；

所述热端侧板包括一个或多个第一电极板，当所述热端侧板包括多个第一电极板时，所述多个第一电极板之间依次电连接；

所述冷端侧板包括一个或多个第二电极板，当所述冷端侧板包括多个第二电极板时，所述多个第二电极板之间依次电连接；

所述至少一组散热风扇靠近所述芯片设置，所述半导体温差发电片用于在所述热端侧板的温度高于所述冷端侧板的温度的情况下，驱动所述至少一组散热风扇工作，以实现对所述芯片的降温。

2.根据权利要求1所述的芯片降温装置，其特征在于，所述芯片降温装置还包括导热胶层；

所述热端侧板和所述芯片通过所述导热胶层粘接贴合。

3.根据权利要求2所述的芯片降温装置，其特征在于，所述导热胶层为石墨导热双面胶或导热硅胶。

4.根据权利要求2所述的芯片降温装置，其特征在于，所述导热胶层的厚度为0.25mm至2mm。

5.根据权利要求1所述的芯片降温装置，其特征在于，所述第一电极板的材料为铜或铝。

6.根据权利要求1所述的芯片降温装置，其特征在于，所述第二电极板的材料为铜或铝。

7.根据权利要求1所述的芯片降温装置，其特征在于，当所述散热风扇为多组时，每组所述散热风扇靠近所述芯片设置，且均与所述半导体温差发电片电连接。

8.根据权利要求1所述的芯片降温装置，其特征在于，所述芯片降温装置还包括支撑箱体，所述支撑箱体的一侧具有开口，所述支撑箱体设置于所述热端侧板上，所述支撑箱体的开口朝向所述热端侧板，所述散热风扇固定连接于所述支撑箱体内，所述冷端侧板与所述支撑箱体远离所述芯片的一侧固定连接。

9.根据权利要求8所述的芯片降温装置，其特征在于，所述支撑箱体上设置有通风孔组，所述通风孔组设置于所述支撑箱体远离所述芯片的一侧上，用于配合所述散热风扇将热量排出。

10.根据权利要求9所述的芯片降温装置，其特征在于，所述通风孔组至少包括与所述散热风扇的数目相同的通风孔，每个所述通风孔与对应的每个所述散热风扇在垂直于所述芯片表面的方向上的投影至少部分重叠。

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