[实用新型]一种集成压电微泵与热沉的紧凑型散热器

说明书

本实用新型公开一种集成压电微泵与热沉的紧凑型散热器，包括压电微泵、压片、热沉、多条热管和多条连接管，所述热沉的顶部开设交错排列的多条微通道，多条热管沿轴向设于热沉的底部，热管内填充有冷却液，多条连接管分别位于热沉的轴向两侧，连接管的两端分别与热管和微通道连通，热沉设有热源槽，热源槽位于多条微通道和多条热管之间，压电微泵夹持于多条微通道和压片之间。通过将压电微泵、热沉和热管三者的集成至一起，通过热管对热源底部进行散热和热沉对热源顶部进行二次散热，同时冷却液与热源和热沉进行换热后可循环利用，微通道的结构有利于提高冷却液与热沉的换热效率。

技术领域

本实用新型涉及微电子元件散热技术领域，特别涉及一种集成压电微泵与热沉的紧凑型散热器。

背景技术

科学研究表明，电子元器件的使用寿命与其散热能力存在着密切关系，散热不及时与散热不充分会造成电子元器件的性能削弱甚至损坏。半导体的热敏性，晶体管的参数与温度关系密切。温度过高甚至会对电子芯片的电参数偏移产生影响，从而对其性能有极大损害。现如今高集成度的电子芯片，由于其体积易导致热流密度高，极易散热不匀，从而影响了电子芯片正常性能的发挥，这已经成为制约微电子行业发展的一个主要瓶颈。

电子芯片的散热相比大型机械散热有其特有的困难。首先是电子芯片的体积小，热量高度集中，所以相应的热控器件的体积也必须细小和高度集中。例如，目前发光二极管(LED)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)等高功率密度电子器件的热流密度已经普遍达到50～100W/cm²，而某些特殊应用领域中电子器件的热流密度甚至超过500W/cm²。而且大部分电子器件的尺寸均在厘米级别或毫米级别，留给热控部件的安装空间非常小。热控器件必须做到微型化，集成化。同时，由于电子芯片的热量高度集中，所以散热的爆发力非常重要，即要求热控原件必须具有较大的传热系数，能够在短时间内迅速将热量传递出去。

所以，为了改善传统散热器件体积大，热管理不方便的缺点，满足微型电子芯片的工作性能稳定性的需求，急需一种高度集成，散热性能良好的热控器件。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种集成压电微泵与热沉的紧凑型散热器，采用冷却液驱动方式及改进的热沉结构，结构简单、易于集成，使热源散热更加均匀。

本实用新型的技术方案为：一种集成压电微泵与热沉的紧凑型散热器，包括压电微泵、压片、热沉、多条热管和多条连接管，所述热沉的顶部开设交错排列的多条微通道，多条热管沿轴向设于热沉的底部，热管内填充有冷却液，多条连接管分别位于热沉的轴向两侧，连接管的两端分别与热管和微通道连通，热沉设有热源槽，热源槽位于多条微通道和多条热管之间，压电微泵夹持于多条微通道和压片之间。将热源放入热源槽内，热源的热量传导至热管，使热管内的冷却液蒸发形成蒸汽，实现热源的散热，蒸汽在热沉一侧的连接管处液化变回冷却液，启动压电微泵，将连接管处的冷却液泵入多条微通道中，冷却液在微通道中流动与热沉进行换热，实现对热源的二次散热，微通道中的冷却液经热沉另一侧的连接管回到热管中，形成散热循环。

进一步，所述多条微通道包括多个深槽和多个浅槽，多个深槽和多个浅槽分别自热沉的顶面向下凹设形成，深槽的深度大于浅槽的深度，多个深槽与多个浅槽分别相互连通，通过设置深槽和浅槽，增加微通道的表面积，从而增大冷却液与热沉的接触面积，提高热沉的换热效率。

进一步，所述多个深槽和多个浅槽分别沿垂直于轴向的方向开设，多个浅槽位于两个深槽之间，沿垂直于轴向方向上的相邻两个浅槽之间设有凸肋。凸肋进一步增大微通道的表面积，从而进一步增大冷却液与热沉的接触面积，提高热沉的换热效率。

进一步，所述压电微泵包括压电振子和泵膜，压电振子粘接于泵膜上，泵膜覆盖多条微通道，压电振子包括相互粘接的压电陶瓷和黄铜片。

进一步，所述泵膜的材料为硅或聚二甲基硅氧烷，硅和聚二甲基硅氧烷具有较低的杨氏模量和较高的化学稳定性和热稳定性。