一种新型液冷及热管芯片散热器

本技术涉及芯片散热，尤其涉及一种用于芯片散热用的液冷及热管双效散热器。

背景技术：

1、1963年美国los alamos国家实验室的george grover发明了一种称为“热管”的传热元件，它充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质，透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外。

2、随着电子芯片技术不断发展，单位面积芯片上集成的电子元器件越来越多，工作功率越来越大，其单位面积上承受的热流密度急剧增大，散热问题日益严峻，成为制约其高可靠性和高效率工作的一个主要瓶颈。在电路高度集成、散热空间有限、追求小体积高效率的应用场景下，传统的单一热管散热模式已难以满足应用需要，急需发展一种先进和安全的热管理技术来确保其可靠稳定工作。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种液冷及热管双效散热器，它能够满足芯片散热需求，并且能够同时用两种方式将热量带离芯片。

2、有鉴于此，本实用新型提供了一种用于芯片散热的液冷及热管双效散热器，包括液冷模块、热管模块、封装层。

3、所述液冷模块内，在芯片正下方布置芯片托架用于固定芯片，并承托芯片的重量，芯片针脚部分从芯片托架中间镂空部位露出；

4、所述液冷模块两侧有管道作为冷却水通道连接，两条冷却水通道对称布置，环绕芯片托架，冷却水通道之间不交叉、不串联。

5、所述热管模块为中空结构，其内部有毛细结构，所述热管模块内部填充有工质。

6、优选的，所述热管模块为平板设计，使用时热管模块下表面与芯片上表面的导热涂层紧密贴合，导热涂层为硅脂或液态金属。

7、优选的，所述热管内部上顶板为齿尖向下的齿状结构。

8、优选的，所述热管内部吸热工质初始液面高于毛细层结构。

9、优选的，所述热管外表面顶部设有散热鳍片。

10、优选的，所述热管模块和液冷模块组装后，外部涂刷封装涂层。

11、与现有技术相比，本实用新型实施例的优点在于：

12、本实用新型设计了一种新型液冷及热管芯片散热器，凭借液冷和热管组合换热的方式，可以将芯片工作时产生的热量迅速传递出去，避免了传统芯片散热方式单一、效率低的缺点。

13、本实用新型设计的液冷及热管芯片散热器，能够充分利用水比热容大、热管导热效率高的特点，防止出现芯片因温度过高而降低效率的现象。

14、本实用新型设计了平板状热管下表面，能够紧密贴合芯片的表面，并且由于在其与芯片之间涂有一层导热硅脂或是液态金属，大大降低接触了热阻，进一步提高了总体散热效率。

15、本实用新型设计了具有齿状结构的上凝结板，加快了热管内工质的凝结回落，进一步提高热管的散热效率。

16、本实用新型合理设计了热管内初始状态液态工质的液位，能使工质迅速补充到热管底部蒸发面。

技术特征：

1.一种新型液冷及热管芯片散热器，包括齿状上凝结板(101)、外壳(102)、散热鳍片(103)、液态吸热工质(104)、毛细吸收层(105)、芯片托架(205)、设于所述托架内部的冷却水通道(204)，其特征是：所述外壳(102)内顶部开设有齿状上凝结板(101)，所述外壳(102)外顶部设有散热鳍片(103)，所述外壳(102)内底部布置有毛细吸收层(105)，所述毛细吸收层(105)内部空隙中填充有液态吸热工质(104)，所述芯片托架(205)内部对称开设有2条冷却水通道(204)，所述2条冷却水通道同步进水。

2.根据权利要求1所述的一种新型液冷及热管芯片散热器，其特征是：2条冷却水通道(204)环绕芯片托架(205)进行设置，且所述冷却水通道(204)均呈“ω”字形对称设置。

3.根据权利要求1所述的一种新型液冷及热管芯片散热器，其特征是：所述冷却水通道(204)内部冷却水为水平流动。

4.根据权利要求1所述的一种新型液冷及热管芯片散热器，其特征是：所述芯片托架(205)为中间镂空设置。

5.根据权利要求1所述的一种新型液冷及热管芯片散热器，其特征是：还包括设于所述芯片托架(205)上方的热管模块，其特征是：所述热管模块位于导热涂层(202)上方，与芯片托架(205)紧密接触，所述热管模块内自底部往上依次为毛细吸收层(105)、吸热工质(104)、齿状上凝结板(101)。

6.根据权利要求5所述的一种新型液冷及热管芯片散热器，其特征是：所述热管模块与导热涂层(202)紧密接触，并在四周采用封装层(301)包裹。

7.根据权利要求5所述的一种新型液冷及热管芯片散热器，其特征是：热管模块外顶部设置有均匀分布的3列散热鳍片(103)，所述散热鳍片(103)为长方体同外壳一体成型，3列散热鳍片(103)尺寸相同。

技术总结本技术涉及芯片散热技术领域，更具体地说，它涉及一种新型液冷及热管芯片散热器。在使用过程中，经外部交换降温后的液态水通过冷却管道进芯片托架，从另一侧排出，带走芯片工作时产生的热量，再由外部散热后再次进入芯片托架中；同时，位于芯片上方的散热体层将芯片热量传至上层的热管散热组件中，吸热工质吸热后变成气态在热管组件内部上方凝结成液态滴落，不断循环吸收热量，热量由外部鳍片进行散热。两种散热模式的叠加让热交换效率大幅提升，使得工作状态下的芯片温度保持在可靠运行范围内。技术研发人员：李丹,乔方剑,付威,陈巨辉,于秀恒,孙宝伟受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学技术研发日：20231028技术公布日：2024/7/29