專利名稱：一種熱電式計算機(jī)芯片散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱電式計算機(jī)芯片散熱器，屬于溫差發(fā)電和計算機(jī)芯片散熱 技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著計算機(jī)技術(shù)和集成電路制造技術(shù)的快速發(fā)展，計算機(jī)芯片的集成度、性能和 時鐘頻率不斷提高。由于芯片中的晶體管的數(shù)量急劇增加，使芯片的工作電流也不斷增大， 導(dǎo)致芯片單位體積所散出的熱量愈來愈高。如果計算機(jī)芯片持續(xù)在高溫下工作，會造成計 算機(jī)核心內(nèi)部電路短路或斷路，最后徹底損壞計算機(jī)。且溫度越高，徹底破壞計算機(jī)的速度 就越快，計算機(jī)的壽命就越短。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，如果計算機(jī)正常工作時表面溫度超過50°C， 內(nèi)部溫度超過80°C，會因“電子遷移”現(xiàn)象使CPU造成永久的損壞。為避免熱量累積導(dǎo)致溫度過高而損壞計算機(jī)，通常采用散熱技術(shù)來有效降低計算 機(jī)芯片的工作溫度。風(fēng)冷散熱是目前計算機(jī)芯片散熱的主要方式，風(fēng)冷散熱器由散熱片和 風(fēng)扇構(gòu)成，通過散熱片將芯片產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)出來，再通過風(fēng)扇轉(zhuǎn)動產(chǎn)生氣流，通過強(qiáng)制對 流的方式將散熱片蓄積的熱量帶走。風(fēng)冷散熱方式依靠空氣作為導(dǎo)熱媒質(zhì)，散熱效率較低，為了增強(qiáng)熱交換能力，只能 不斷增大散熱器的散熱面積，或提高風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致風(fēng)冷散熱器的體積越來越大，風(fēng)扇的高 速運(yùn)轉(zhuǎn)會對工作環(huán)境產(chǎn)生噪音干擾和電磁干擾。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種熱電式計算機(jī)芯片散熱器，以克服已有技術(shù)中風(fēng)冷 散熱器體積大和噪聲大的缺點(diǎn)，利用計算機(jī)芯片工作廢熱進(jìn)行溫差發(fā)電，然后采用熱電制 冷技術(shù)進(jìn)一步吸熱降溫。本實(shí)用新型提出的熱電式計算機(jī)芯片散熱器，包括上溫差器件、下溫差器件、制冷 板、吸熱板、散熱片和限流電阻；所述的上溫差器件的下表面和下溫差器件的上表面分別 粘接在制冷板的上表面和下表面上，上溫差器件的上表面與所述的散熱片緊密粘接，下溫 差器件的下表面與吸熱板緊密粘接，吸熱板采用導(dǎo)熱硅膠粘接在待散熱計算機(jī)芯片的表面 上，上溫差器件和下溫差器件的兩端分別相連；所述的限流電阻串聯(lián)在上溫差器件和下溫 差器件的之間；所述的上溫差器件和下溫差器件均由多對溫差電偶構(gòu)成，每對溫差電偶包 括一個N型半導(dǎo)體電極和一個P型半導(dǎo)體電極，P型半導(dǎo)體電極和N型半導(dǎo)體電極的一端 分別焊接在一個金屬電極上，P型半導(dǎo)體電極和N型半導(dǎo)體電極的另一端分別焊接在另外 兩個金屬電極上，多對溫差電偶通過金屬電極相互連接后，在上、下兩面用導(dǎo)熱絕緣片夾緊 粘接后成為溫差器件。本實(shí)用新型提出的熱電式計算機(jī)芯片散熱器，其優(yōu)點(diǎn)是，在散熱器中沒有旋轉(zhuǎn)機(jī) 械，因而無噪聲、無震動、無磨損、零耗電、體積小、重量輕，運(yùn)行可靠。本實(shí)用新型提出的熱 電式計算機(jī)芯片散熱器利用CPU芯片產(chǎn)生的熱能進(jìn)行發(fā)電和致冷，不需要其它輔助電源，節(jié)省能源消耗，是一種節(jié)能環(huán)保的計算機(jī)芯片散熱器。
圖1是熱電式計算機(jī)芯片散熱器結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是熱電式計算機(jī)芯片散熱器中的溫差器件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1和圖2中，1是P型半導(dǎo)體電極，2是金屬電極，3是導(dǎo)熱絕緣片，4是散熱片， 5是N型半導(dǎo)體電極，6是限流電阻，7是制冷板，8是吸熱板，9是計算機(jī)芯片，10是導(dǎo)熱硅 膠，11是連接導(dǎo)線。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出的熱電式計算機(jī)芯片散熱器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。包括上溫差器 件、下溫差器件、制冷板7、吸熱板8、散熱片4和限流電阻6。上溫差器件的下表面和下溫差 器件的上表面分別粘接在制冷板7的上表面和下表面上，上溫差器件的上表面與所述的散 熱片4緊密粘接，下溫差器件的下表面與吸熱板8緊密粘接，吸熱板8采用導(dǎo)熱硅膠10粘 接在待散熱計算機(jī)芯片9的表面上，上溫差器件和下溫差器件的兩端分別相連。限流電阻 6串聯(lián)在上溫差器件和下溫差器件的之間。上溫差器件和下溫差器件的結(jié)構(gòu)如圖2所示， 均由多對溫差電偶構(gòu)成，每對溫差電偶包括一個N型半導(dǎo)體電極5和一個P型半導(dǎo)體電極 1，P型半導(dǎo)體電極和N型半導(dǎo)體電極的一端分別焊接在一個金屬電極2上，P型半導(dǎo)體電極 和N型半導(dǎo)體電極的另一端分別焊接在另外兩個金屬電極上，多對溫差電偶通過金屬電極 2相互連接后，在上、下兩面用導(dǎo)熱絕緣片3夾緊粘接后成為溫差器件。本實(shí)用新型提出的熱電式計算機(jī)芯片散熱器中，吸熱板從高溫?zé)嵩?計算機(jī)芯 片)吸收熱量，在溫差發(fā)電器件兩端形成溫差，溫差發(fā)電器件直接將一部分熱能轉(zhuǎn)換成電 能，另一部分熱能則傳遞給低溫冷源(制冷板)；將溫差發(fā)電器件產(chǎn)生的電壓直接施加到溫 差致冷器件上，溫差致冷器件通電后在冷端(制冷板)產(chǎn)生吸熱、在熱端(散熱片)產(chǎn)生放 熱現(xiàn)象，把制冷板從溫差發(fā)電器件吸收的熱量傳到散熱片上，使冷端保持較低溫度，利用制 冷方式不斷吸收計算機(jī)芯片產(chǎn)生的熱量，并將熱量不斷散走。本實(shí)用新型提出的熱電式計算機(jī)芯片散熱器中有兩個溫差器件，其中一個溫差器 件作為溫差發(fā)電器件，利用塞貝克效應(yīng)把CPU熱能轉(zhuǎn)化為電能；另一個溫差器件作為溫差 致冷器件，利用珀耳帖效應(yīng)用電能來傳遞熱量。本實(shí)用新型提出的熱電式計算機(jī)芯片散熱器中，溫差發(fā)電器件和溫差致冷器件分 別粘接在制冷板的兩個表面，溫差發(fā)電器件的另一面與吸熱板頂面緊密粘接，吸熱板底面 用導(dǎo)熱硅膠粘接在計算機(jī)CPU芯片表面上；溫差致冷器件的另一面與散熱片緊密粘接。P型半導(dǎo)體電極1和N型半導(dǎo)體電極5均使用碲化鉍(Bi2Te3)基的固溶體合金材 料，尺寸為2 X 2 X 4mm，吸熱板8和制冷板6均使用尺寸為40 X 40 X 5mm的銅材料，導(dǎo)熱絕緣 片3采用氧化鋁陶瓷片，金屬電極使用銅材料、散熱片4使用鋁合金型材。本實(shí)用新型的一個實(shí)施例中，用金屬電極2將P型半導(dǎo)體電極1和N型半導(dǎo)體電極 5的兩端焊接在一起，形成一對溫差電偶；將127對溫差電偶首尾串聯(lián)，擺放在40X40mm的 面積內(nèi)，然后在上下兩端用導(dǎo)熱絕緣片夾緊粘接后就構(gòu)成溫差發(fā)電器件和溫差致冷器件。將溫差發(fā)電器件和溫差致冷器件按圖1方向分別粘接在制冷板7的兩個表面上，溫差發(fā)電器件的另一面與吸熱板8頂面緊密粘接，吸熱板8底面用導(dǎo)熱硅膠粘接在計算機(jī) 芯片9的表面上；溫差致冷器件的另一面與散熱片4緊密粘接。本實(shí)用新型的熱電式計算機(jī)芯片散熱器的工作原理是吸熱板8從高溫?zé)嵩?計算機(jī)芯片9)吸收熱量，在溫差發(fā)電器件兩端(導(dǎo)熱絕緣 片)形成溫差，溫差發(fā)電器件直接將一部分熱能轉(zhuǎn)換成電能，另一部分熱能則傳遞給低溫 冷源(制冷板7)；將溫差發(fā)電器件產(chǎn)生的電壓通過限流電阻6和連接導(dǎo)線11直接施加到溫 差致冷器件上；溫差致冷器件通電后在冷端(制冷板7)產(chǎn)生吸熱、在熱端(散熱片4)產(chǎn)生 放熱現(xiàn)象，把制冷板6從溫差發(fā)電器件吸收的熱量傳到散熱片4上，使冷端(制冷板7)保 持較低溫度，利用制冷方式不斷吸收CPU芯片9產(chǎn)生的熱量，并將熱量不斷從散熱片4傳導(dǎo) 出來。綜上所述，本實(shí)用新型在設(shè)計上對計算機(jī)芯片散熱技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，首先通過溫 差發(fā)電器件吸收計算機(jī)芯片熱量，并將一部分熱能轉(zhuǎn)換成電能；然后用溫差發(fā)電器件輸出 的電能驅(qū)動溫差致冷器件，利用制冷方式不斷吸收計算機(jī)芯片產(chǎn)生的熱量，并將熱量不斷 從散熱片散走。本實(shí)用新型提出的熱電式計算機(jī)芯片散熱器沒有電動旋轉(zhuǎn)機(jī)械，因而零耗 電、無噪聲、無震動、無磨損、體積小、重量輕，運(yùn)行可靠；本實(shí)用新型提出的熱電式計算機(jī)芯 片散熱器利用計算機(jī)芯片產(chǎn)生的熱能進(jìn)行發(fā)電和致冷，不需要其它輔助電源，節(jié)省能源消 耗，是一種節(jié)能環(huán)保的計算機(jī)芯片散熱器。
權(quán)利要求1. 一種熱電式計算機(jī)芯片散熱器，其特征在于該散熱器包括上溫差器件、下溫差器件、 制冷板、吸熱板、散熱片和限流電阻；所述的上溫差器件的下表面和下溫差器件的上表面分 別粘接在制冷板的上表面和下表面上，上溫差器件的上表面與所述的散熱片緊密粘接，下 溫差器件的下表面與吸熱板緊密粘接，吸熱板采用導(dǎo)熱硅膠粘接在待散熱計算機(jī)芯片的表 面上，上溫差器件和下溫差器件的兩端分別相連；所述的限流電阻串聯(lián)在上溫差器件和下 溫差器件的之間；所述的上溫差器件和下溫差器件均由多對溫差電偶構(gòu)成，每對溫差電偶 包括一個N型半導(dǎo)體電極和一個P型半導(dǎo)體電極，P型半導(dǎo)體電極和N型半導(dǎo)體電極的一 端分別焊接在一個金屬電極上，P型半導(dǎo)體電極和N型半導(dǎo)體電極的另一端分別焊接在另 外兩個金屬電極上，多對溫差電偶通過金屬電極相互連接后，在上、下兩面用導(dǎo)熱絕緣片夾 緊粘接后成為溫差器件。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種熱電式計算機(jī)芯片散熱器，屬于溫差發(fā)電和計算機(jī)芯片散熱技術(shù)領(lǐng)域。包括上溫差器件、下溫差器件、制冷板、吸熱板、散熱片和限流電阻。上溫差器件和下溫差器件分別粘接在制冷板的上、下表面上，上、下溫差器件又分別與散熱片和吸熱板緊密粘接，吸熱板采用導(dǎo)熱硅膠粘接在待散熱計算機(jī)芯片的表面上。本實(shí)用新型的散熱器，沒有旋轉(zhuǎn)機(jī)械，因而無噪聲、無震動、無磨損、零耗電、體積小、重量輕，運(yùn)行可靠。
文檔編號H01L23/34GK201904319SQ20102068117
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月25日
發(fā)明者王慶, 高宏 申請人:紫光股份有限公司