一種基于熱電制冷原理的芯片散熱器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及的是一種散熱器，具體地說是芯片散熱器。
【背景技術】
[0002]隨著科技的進步，電子器件的尺寸越來越小，集成化程度越來越高；根據(jù)著名的摩爾定律:當價格不變時，積體電路上可容納的電晶體數(shù)目，約每隔18個月便會增加一倍，性能也將提升一倍。芯片的集成密度、封裝密度和工作頻率的不斷提高，使芯片的熱流密度不斷提高。研宄表明電子設備的可靠性與溫度緊密相關。有資料表明，電子設備的失效有55%是由溫度引起的。而且，著名的“10°C法則”也指出:半導體器件的溫度每升高10°C，其可靠性就會降低50%。
[0003]熱電制冷是具有熱電能量轉換特性的材料，在通過直流電時具有制冷功能，由于半導體材料具有最佳的熱電能量轉換性能特性，所以人們把熱電制冷稱為半導體制冷。熱電制冷是建立于塞貝克效應、珀爾帖效應、湯姆遜效應、焦耳效應、傅立葉效應共五種熱電效應基礎上的制冷新技術。塞貝克效應:用兩種不同導體組成閉合回路中，當兩個連接點溫度不同時，導體回路就會產(chǎn)生電動勢。珀爾帖效應:珀爾帖效應是塞貝克效應的逆過程。由兩種不同材料構成回路時，回路的一端吸收熱量，另一端則放出熱量。湯姆遜效應:若電流過有溫度梯度的導體，則在導體和周圍環(huán)境之間將進行能量交換。焦耳效應:單位時間內由穩(wěn)定電流產(chǎn)生的熱量等于導體電阻和電流平方的乘積。傅立葉效應:單位時間內經(jīng)過均勻介質沿某一方向傳導的熱量與垂直這個方向的面積和該方向溫度梯度的乘積成正比。

【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型的目的在于提供解決芯片散熱問題的一種基于熱電制冷原理的芯片散熱器。
[0005]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]本實用新型一種基于熱電制冷原理的芯片散熱器，其特征是:包括基座、液體流道、P極半導體、N極半導體、陶瓷散熱片，芯片安裝在基座里，通入食鹽水的液體流道設置在基座上方，P極半導體、N極半導體分別通入到液體流道中，P極半導體、N極半導體上方分別設置負極金屬導流片、正極金屬導流片，負極金屬導流片連接電源負極導線，正極金屬導流片連接電源正極導線，陶瓷散熱片設置在負極金屬導流片和正極金屬導流片上方。
[0007]本實用新型的優(yōu)勢在于:本實用新型利用食鹽水的導電性，用流動的食鹽水代替連接P、N極的金屬導流片，散熱器工作時通入直流電，就會產(chǎn)生溫差和熱量轉移。其中靠近芯片一側為冷端，吸收熱量，遠離芯片一端為熱端，放出熱量。與傳統(tǒng)的芯片熱管散熱器相比，本實用新型所設計的散熱器通過珀爾帖效應吸收一部分芯片散發(fā)的熱量，另一部分熱量由液體流動帶走，散熱效果顯著。
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0009]圖2為本實用新型的剖面圖；
[0010]圖3為本實用新型的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述:
[0012]結合圖1?3，本實用新型包括:陶瓷散熱片1、電源正極導線2、N型半導體3、液體流道4、芯片封裝5、基座6、P型半導體7、電源負極導線8、正極金屬導流條9、負極金屬導流條10、芯片11 ;芯片11及芯片封裝設置在芯片基座6上，芯片封裝上設置有液體流道4，液體流道4上設置有P極半導體7和N極半導體3，兩個半導體通入到液體流道4中。N極半導體3和P極半導體7上設置有金屬導流片9、10，分別連接電源導線的正極2、8和負極。金屬導流片9、10上設置有陶瓷材料的散熱片I。
[0013]具體工作過程如下:散熱器工作時，液體流道內通入固定流量的食鹽水，芯片產(chǎn)生的熱傳導至液體流道，通過水流可以帶走一部分熱量。N型半導體和P型半導體連結成熱電偶，接上直流電源，利用水的導電性形成閉合回路，其中電源正極導線2接電源正極，電源負極導線8接電源負極。電流方向依次為:電源正極導線2，正極金屬導流條9，N型半導體3，水流，P型半導體7，負極金屬導流條10。
[0014]根據(jù)珀爾帖效應，在熱電偶接頭處會產(chǎn)生溫度和熱量的轉移。下面的接頭處為散熱器的冷端，電流方向是N型半導體流向P型半導體，溫度下降并且吸熱。而在上面的接頭處為散熱器熱端，電流方向是P型半導體流向N型半導體，溫度上升并且放熱。此外，本實用新型在散熱器熱端設置有陶瓷材料散熱片，可以加快熱端的放熱。散熱器的工作過程中，芯片產(chǎn)生的熱量一部分由水的流動帶走，一部分通過珀爾帖效應產(chǎn)生的溫度轉移帶走，散熱效果顯著。
[0015]本實用新型的結構包括芯片及芯片封裝、基座、液體流道、P極半導體、N極半導體、金屬導流條、導線、散熱片組成。芯片封裝設置在芯片基座上，芯片封裝上設置有液體流道，液體流道上設置有P極半導體和N極半導體，兩個半導體通入到液體流道中。N極半導體和P極半導體上設置有金屬導流片，分別連接電源導線的正極和負極。金屬導流片上設置有陶瓷材料的散熱片。
【主權項】
1.一種基于熱電制冷原理的芯片散熱器，其特征是:包括基座、液體流道、P極半導體、N極半導體、陶瓷散熱片，芯片安裝在基座里，通入食鹽水的液體流道設置在基座上方，P極半導體、N極半導體分別通入到液體流道中，P極半導體、N極半導體上方分別設置負極金屬導流片、正極金屬導流片，負極金屬導流片連接電源負極導線，正極金屬導流片連接電源正極導線，陶瓷散熱片設置在負極金屬導流片和正極金屬導流片上方。
【專利摘要】本實用新型的目的在于提供一種基于熱電制冷原理的芯片散熱器，包括基座、液體流道、P極半導體、N極半導體、陶瓷散熱片，芯片安裝在基座里，通入食鹽水的液體流道設置在基座上方，P極半導體、N極半導體分別通入到液體流道中，P極半導體、N極半導體上方分別設置負極金屬導流片、正極金屬導流片，負極金屬導流片連接電源負極導線，正極金屬導流片連接電源正極導線，陶瓷散熱片設置在負極金屬導流片和正極金屬導流片上方。本實用新型所設計的散熱器通過珀爾帖效應吸收一部分芯片散發(fā)的熱量，另一部分熱量由液體流動帶走，散熱效果顯著。
【IPC分類】H01L23-473, H01L23-38
【公開號】CN204558452
【申請?zhí)枴緾N201520219900
【發(fā)明人】徐賀, 王鵬, 李臻, 王培元, 于洪鵬, 徐燕, 王文龍, 孫澤明, 寇建華
【申請人】哈爾濱工程大學
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月13日