一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于大功率電子元件散熱領(lǐng)域，主要涉及一種利用半導(dǎo)體制冷和液冷散熱結(jié)合的冷卻方法，可以為大功率電子元件提供良好的冷卻效果。
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明專利基于以下背景:
[0003]全球信息化時代的發(fā)展，電子設(shè)備的使用越來越廣泛。大功率電子元件運行的同時也會產(chǎn)生大量的熱，而電子元件長期在高溫環(huán)境中運行會降低其工作效率和使用壽命，選擇電子元件合理的散熱方式能大大提高其性能。
[0004]常用的大功率電子元件冷卻方法有，自然對流冷卻、強制對流冷卻、液體冷卻、制冷方式的冷卻或冷卻過程中的能量疏導(dǎo)等方式。
[0005]半導(dǎo)體制冷屬于制冷方式的冷卻，其工作原理是基于帕爾帖原理，即利用當兩種不同的導(dǎo)體A和B組成的電路且通有直流電時，在接頭處除焦耳熱以外還會釋放出某種其它的熱量，而另一個接頭處則吸收熱量。
[0006]二十世紀五十年代隨著半導(dǎo)體材料的迅猛發(fā)展，半導(dǎo)體制冷器才逐漸從實驗室走向工程實踐，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活等領(lǐng)域獲得應(yīng)用。
[0007]半導(dǎo)體制冷器的尺寸小，重量輕，微型制冷器往往能夠小到只有幾克或幾十克。無機械傳動部分，工作中無噪音，無液、氣工作介質(zhì)，因而不污染環(huán)境。制冷參數(shù)不受空間方向以及重力影響，在大的機械過載條件下，也能夠正常地工作。通過調(diào)節(jié)工作電流的大小，可方便調(diào)節(jié)制冷速率，作用速度快，使用壽命長，且易于控制。
[0008]液體冷卻是利用栗，使散熱管中的冷卻液循環(huán)并進行冷卻。液冷板用于從大功率電子元件上吸收熱量，再把熱量通過冷卻液傳遞到液冷散熱器排到機器外部。
[0009]液體冷卻一直以來都被廣泛應(yīng)用于工業(yè)途徑，如汽車，飛機引擎的散熱，是一種成熟的冷卻技術(shù)。
[0010]液體冷卻最大的優(yōu)點是由于液體對流換熱能力遠遠大于空氣，因此液冷散熱器往往具備不錯的冷卻效果，同時在噪音方面也能得到很好的控制。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]本發(fā)明的內(nèi)容是一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，利用半導(dǎo)體制冷獲得可以用于大功率電子元件冷卻的冷源，利用液冷散熱帶走半導(dǎo)體制冷裝置熱端的熱量，從而滿足電子元件適宜的溫度工況。
[0012]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取的具體技術(shù)方案如下:
[0013]上述一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，其裝置主要由半導(dǎo)體制冷裝置、隔熱材料、進出水管、小型水栗、液冷板、液冷散熱器及散熱風扇等構(gòu)成。
[0014]上述一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，該裝置是利用半導(dǎo)體制冷裝置冷端獲得的冷量來冷卻大功率電子元件，以滿足大功率電子元件需要的溫度工況。
[0015]上述一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，電子元件發(fā)熱面通過輔助導(dǎo)熱材料和半導(dǎo)體制冷裝置的冷端相接觸，因為半導(dǎo)體制冷裝置的冷端一般都要比電子元件大，需要用輔助導(dǎo)熱材料把熱從電子元件的核心傳導(dǎo)到半導(dǎo)體制冷裝置的冷端，有利于充分利用半導(dǎo)體制冷裝置的冷制效果。
[0016]上述一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，大功率電子元件和半導(dǎo)體制冷裝置用隔熱材料封裝，避免和外界空氣直接接觸，防止結(jié)霜使電子元件受潮。
[0017]上述一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，可以通過調(diào)節(jié)半導(dǎo)體制冷裝置的功率來控制冷端的制冷量，從而滿足不同的電子元件的散熱要求。
[0018]上述一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，半導(dǎo)體制冷裝置的熱端涂上導(dǎo)熱膠后直接和液冷板相接觸，液冷板的大小應(yīng)和半導(dǎo)體熱端的大小相一致。
[0019]上述一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，液冷散熱裝置采用小型水栗驅(qū)動，把通過液冷板溫度上升后的冷卻液送到液冷散熱器中進行冷卻。
[0020]上述一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，液冷散熱裝置中的冷卻液可以采用水、乙二醇或丙三醇溶液。
[0021]上述一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，可以通過調(diào)節(jié)液冷散熱裝置中小型水栗的功率來控制冷卻液的流量，從而滿足不同的電子元件的散熱要求。
[0022]上述一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，可以通過調(diào)節(jié)液冷散熱裝置中液冷散熱器端的散熱風扇的轉(zhuǎn)速來控制液冷散熱器的散熱效果，從而滿足不同的電子元件的散熱要求。
[0023]上述一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，液冷散熱裝置中液冷散熱器可以采用不同的結(jié)構(gòu)形式來滿足不同的散熱要求，常見的是肋片加散熱風扇的結(jié)構(gòu)形式。
[0024]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可調(diào)性強，能滿足大功率電子元件散熱的要求。
[0025]為實現(xiàn)本發(fā)明之目的，采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0026]一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，包括:半導(dǎo)體制冷裝置，隔熱材料，進、出水管，小型水栗，液冷板，液冷散熱器及散熱風扇，其中:
[0027]隔熱材料用于封裝半導(dǎo)體制冷裝置；
[0028]液冷板安裝在半導(dǎo)體制冷裝置上，進水管和出水管的一端分別連接液冷板，另一端連接液冷散熱器，且出水管通過小型水栗連接液冷散熱器；
[0029]散熱風扇安裝于液冷散熱器上。
[0030]所述的一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，其特征在于:通過半導(dǎo)體制冷裝置的冷端給大功率電子元件冷卻降溫，半導(dǎo)體制冷裝置的熱端通過液冷裝置冷卻降溫。
[0031]所述的一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，其特征在于:大功率電子元件的發(fā)熱面通過輔助導(dǎo)熱材料和半導(dǎo)體制冷裝置的冷端相連接。
[0032]所述的一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，其特征在于:大功率電子元件與半導(dǎo)體制冷裝置用隔熱材料封裝，避免和外界空氣直接接觸。
[0033]所述的一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，其特征在于:半導(dǎo)體制冷裝置的熱端通過導(dǎo)熱膠和液冷板相連接。
[0034]所述的一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，其特征在于:液冷板的進、出水管分別與液冷散熱器和小型水栗相連接。
[0035]所述的一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，其特征在于:液冷裝置中的冷卻液采用水、乙二醇或丙三醇溶液。
[0036]所述的一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，其特征在于:液冷散熱末端包括肋片，肋片上設(shè)置小型風扇。
【附圖說明】
[0037]圖1為一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置示意圖。
[0038]圖中各部件名稱如下:1隔熱材料；2大功率電子元件；3導(dǎo)熱膠；4輔助導(dǎo)熱材料；5半導(dǎo)體制冷裝置；6液冷板；7出水管；8進水管；9小型水栗；10液冷散熱器；11散熱風扇。
【具體實施方式】
[0039]結(jié)合【附圖說明】如下:
[0040]本說明所舉的具體例子只用于解釋說明而不用于限制本發(fā)明的保護范圍。
[0041]所述大功率電子元件2正常工作產(chǎn)生熱量，同時所述半導(dǎo)體制冷裝置5正常工作，冷端產(chǎn)生冷量，熱端產(chǎn)生熱量。所述半導(dǎo)體制冷裝置5產(chǎn)生的冷量通過所述輔助導(dǎo)熱材料4到達所述大功率電子元件2，使其溫度下降。所述半導(dǎo)體制冷裝置的熱端的熱量通過所述導(dǎo)熱膠3傳到所述液冷板6中，熱量通過在所述液冷板6中的對流換熱，使所述液冷板6中的冷卻液溫度上升。在所述小型水栗9的作用下，溫度上升后的冷卻液通過所述出水管7，到達所述液冷散熱器10。在所述液冷散熱器10和所述散熱風扇11共同作用下，冷卻液溫度下降，通過所述進水管8回到液冷板，完成整個循環(huán)。
[0042]本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，可調(diào)性強，能滿足大功率電子元件散熱的要求。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出的是，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，包括:半導(dǎo)體制冷裝置，隔熱材料，進、出水管，小型水栗，液冷板，液冷散熱器及散熱風扇，其中: 隔熱材料用于封裝半導(dǎo)體制冷裝置；液冷板安裝在半導(dǎo)體制冷裝置上，進水管和出水管的一端分別連接該液冷板，另一端連接液冷散熱器，且出水管通過小型水栗連接液冷散熱器；散熱風扇安裝在液冷散熱器上。2.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，其特征在于:通過半導(dǎo)體制冷裝置的冷端給大功率電子元件冷卻降溫，半導(dǎo)體制冷裝置的熱端通過液冷裝置冷卻降溫。3.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，其特征在于:大功率電子元件的發(fā)熱面通過輔助導(dǎo)熱材料和半導(dǎo)體制冷裝置的冷端相連接。4.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，其特征在于:大功率電子元件與半導(dǎo)體制冷裝置用隔熱材料封裝，避免和外界空氣直接接觸。5.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，其特征在于:半導(dǎo)體制冷裝置的熱端通過導(dǎo)熱膠和液冷板相連接。6.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，其特征在于:液冷板的進、出水管分別與液冷散熱器和小型水栗相連接。7.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，其特征在于:液冷裝置中的冷卻液采用水、乙二醇或丙三醇溶液。8.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體液冷散熱裝置，其特征在于:液冷散熱器末端包括肋片，肋片上設(shè)置小型風扇。
【專利摘要】本發(fā)明屬于電子元件散熱領(lǐng)域，提供一種散熱裝置，主要由半導(dǎo)體制冷裝置、小型水泵、液冷板、液冷散熱器以及水管等構(gòu)成。其主要利用半導(dǎo)體制冷技術(shù)冷卻大功率電子元件，并通過液體冷卻裝置來冷卻半導(dǎo)體制冷裝置的熱端，以滿足大功率電子設(shè)備冷卻的需求。
【IPC分類】H01L23/38, H01L23/473
【公開號】CN105097734
【申請?zhí)枴緾N201510527291
【發(fā)明人】呂靜, 李昶, 王太晟, 常明濤, 李寧, 趙琦昊
【申請人】上海理工大學(xué)
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月25日