[发明专利]一种基于PCM鳍片热管集成板与半导体制冷片结合的散热装置及其实现方法

说明书

本发明公开了一种基于PCM鳍片热管集成板与半导体制冷片结合的散热装置，包括风扇、LED灯芯集成灯珠、半导体制冷片和集成板，所述集成板由热管、基板和板盖组成，所述板盖通过导热胶与半导体制冷片热端连接固定；所述LED灯芯集成灯珠通过导热胶与半导体制冷片封装固定；所述基板与板盖密封连接，且基板和板盖内部设有互相连通的凹槽，形成密闭的导热腔；所述基板侧面设有开口，所述热管的蒸发端通过所述开口嵌入基板固定在导热腔内。本装置合理的将半导体制冷散热，相变材料储热散热，热管鳍片散热以及风扇强制风冷散热结合在一起，结构紧凑，安装方便；本装置具有良好的散热能力，高效环保，维护简单，提高LED的工作性能，可靠性和使用寿命。

技术领域

本发明涉及电子设备领域，具体涉及一种基于PCM鳍片热管集成板与半导体制冷片结合的散热装置。

背景技术

随着电子器件向高性能、高集成度的方向发展，其热流密度在逐渐增加。为了保证器件能够处于良好的工作温度环境，需将热量快速散发出去。如果LED 芯片的热量不能散发出去，则会影响LED的工作性能，可靠性，加速芯片的老化甚至失效。

热管是一种利用气液相变的传热元件，由于其传热能力远优于金属材料，因此被广泛应用于电子设备散热领域。半导体制冷片的原理是基于帕尔贴原理，利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端可分别吸收热量和放出热量，实现制冷的目的。鳍片以强制对流和辐射的方式加热周围的空气将热量散发出去。相变材料(PCM)在热能储存和利用上潜力巨大，热管可以利用其高导热的优势弥补相变材料导热系数低的问题，能作为相变材料与散热鳍片良好的热传递媒介。

人们提出了热管鳍片散热装置，半导体制冷片散热装置等，然而当大功率LED 灯连续工作时，会产生大量的热量，上述散热装置如果不能够快速及时的将热量散发出去则会影响LED的寿命和发光效率，形成热堆积。如何有效地解决LED 的散热问题，设计一种满足当前散热需求的装置，是目前本领域技术员人急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种基于PCM鳍片热管集成板与半导体制冷片结合的散热装置，包括风扇、LED灯芯集成灯珠、半导体制冷片和集成板，所述集成板包括热管、基板和板盖，所述板盖通过导热胶与半导体制冷片热端固定连接；所述LED灯芯集成灯珠通过导热胶与半导体制冷片封装固定；所述基板与板盖密封连接，且基板和板盖内部设有互相连通的凹槽，形成密闭的导热腔；所述基板侧面设有开口，所述热管的蒸发端通过所述开口嵌入基板且伸入导热腔内；

所述导热腔中填充有相变材料，所述热管的蒸发端设于导热腔内且被相变材料包覆；

所述热管呈U型结构，热管的冷凝端通过所述开口伸出到集成板外且与基板平行；所述热管的冷凝端固定连接有散热鳍片；

所述鳍片的分布密度呈多级式，沿着远离贴合热管表面方向密度逐渐减小；

所述板盖的凹槽底面设有支撑柱，所述支撑柱与所述基板的凹槽底面接触；

所述基板上设有连接柱，所述风扇固定于连接柱上；

所述相变材料为石蜡、石墨粉和金属粉末的混合物；

所述热管为烧结型铜棒热管；

所述鳍片的材料为铜；

可选地，所述鳍片上的热量通过风扇进行强制风冷；

可选地，所述基板与板盖为可拆装组合，通过方形状的密封圈密封或外周通过焊接成一体，形成密闭导热腔空间；

可选地，所述半导体制冷片根据LED芯片大小选择，集成板的尺寸根据半导体制冷片合理加工；

可选地，所述热管大小以及集成板嵌入的热管数根据实际需求设定；