[发明专利]用于半导体芯片散热的热管换热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体芯片的散热部件，尤其是一种LED芯片或其他电子电器上的半导体芯片的散热部件。

背景技术

现有的半导体芯片，对于小功率的场合，现有的铝型材散热器能利用自然对流进行散热，也可以保证半导体芯片在理想工作温度区间下进行稳定的工作；但是，对于中功率或者高功率的场合，现有的散热器的散热性能显得不足，半导体芯片的工作温度往往会超出理想工作温度区间，导致半导体芯片无法正常工作。

以LED照明灯为例，LED照明因其节能高效、明亮等特点近年发展迅速，成为照明行业升级换代的替代性产品，但制约LED产品发展的是其可靠性和使用寿命，特别是LED芯片节点温度的控制至关重要。目前LED发光芯片的散热主要采用铝型材散热器，利用自然对流进行散热，由于铝型材散热器效率低，在低功率LED上可以勉强使用，但对于大功率LED因其散热能力不佳，导致LED照明度和使用寿命大幅下降，严重影响了LED产品的推广使用。

发明内容

为了克服已有半导体芯片的散热部件的散热能力较差、可靠性较低、成本较高的不足，本发明提供了一种有效提升散热能力、可靠性良好、成本较低的用于半导体芯片散热的热管换热器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于半导体芯片散热的热管换热器，包括基座、中间腔体和外联管路，所述基座的吸热面与待散热的半导体芯片连接，所述基座的散热面与所述中间腔体连接，受热后气化吸热的液态制冷剂位于所述中间腔体内，所述中间腔体开有出气口和回液口，所述出气口与所述外联管路的进口连通，所述外联管路的出口与所述回液口连通。

进一步，所述外联管路包括直管和盘管，所述直管的下端与所述出气口连通，所述直管的上端与所述盘管的上端相接，所述盘管的下端与所述回液口连接。当然，外联管路可以根据安装空间的需要，设计为其他的不同形状；再例如盘管的层数，也可以根据散热性能需要进行不同的设计。

再进一步，所述外联管路的横截面呈圆形、三角形、方形、椭圆形或多孔截面。当然，也可以是其他截面形状。

所述外联管路的外壁设置散热翅片。

或者是：所述外联管路的内壁设置直条。

所述中间腔体的下部敞口位于所述基座的散热面上，所述中间腔体的上部敞口安装端盖。

所述端盖上开有所述出气口，所述中间腔体的中下部侧壁上开有回液口。

所述中间腔体的侧壁上开有用以实现抽真空的封尾管，便于实现冷媒介质的抽真空操作。

所述制冷剂为下列之一或其中两种以上的组合：(1)水、(2)酒精、(3)甲醇、(4)R11、(5)R21、(6)R22、(7)R134a，(8)R407C、(9)R600a、(10)R410a、(11)R290、(12)R1270、(13)丙酮、(14)乙醚、(15)R32。

所述基座的散热面设有气化核心，所述气化核心为粗糙状、锯齿状或多孔材料粘附层。

本发明的技术构思为：开发一种新型结构的小型热管，利用热管传热效率高可实现低温差传热的特性，使半导体芯片(例如LED芯片)工作时产生的热量及时散去，控制半导体芯片节点的温度，从而实现电子电器(例如LED灯)稳定可靠长寿命。另外，随着计算机行业的快速发展，特别是移动互联、运计算的快速发展，机房机站设备中大量的半导体芯片的散热问题成为行业发展的制约瓶颈，同时可用于解决机房机站设备中半导体芯片的温度控制和热量传递。

本发明的有益效果主要表现在：有效提升散热能力、可靠性良好、成本较低。

附图说明

图1是用于半导体芯片散热的热管换热器的立体图。

图2是用于半导体芯片散热的热管换热器的结构图。

图3是外联管路的示意图。

图4是一种外联管路的A-A剖面图。

图5是另一种外联管路的A-A剖面图。

图6是再一种外联管路的A-A剖面图。

图7是外联管路为扁管时和铝箔翅片使用焊接方式结合一起示意图。

图8是外联管路为圆管时和铝箔翅片使用焊接、压延结合示意图。

图9是基座结构示意图。

图10是基座的底面示意图。

图11是基座的顶面示意图。

图12是基座顶面的一种气化核心的结构示意图。

图13是基座顶面的另一种气化核心的结构示意图。

图14是基座顶面的再一种气化核心的结构示意图。

图15是散热过程示意图。

具体实施方式