专利名称：微处理器用智能热管式半导体散热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及计算机微处理器用散热器，特别涉及计算机微处理器用智能热管式半导体散热器，属于半导体制冷领域。
背景技术：
目前常用的微处理器用散热器一般由微型轴流风机和铝制散热器组成。散热器的底平面紧贴在微处理器表面，微处理器工作时，热量由高温向低温传导而达到散热器翅片上，并通过微型轴流风机的强迫散热使热量被流动的空气带走，从而达到对微处理器散热的作用。这种散热器本身无制冷功能，只能通过强迫散热来限制微处理器的温升，其范围有限，一般在10-20℃。随着微处理器主频率的提高，工作电流加大，一些微处理器表面温度可达100℃，飘离集成电路设计温度最佳工作点35℃太远，大大影响了微处理器的工作稳定性，有时会出现“死机”现象而影响计算机正常工作。为了解决上述问题，许多厂商开发了很多散热器。这些散热器可分三种类型1，现有商品铝合金散热器的改进型，即在允许的有效空间内，通过增加尺寸，改进形状的方法以增加散热面积，中国专利98206601.5和96201629.2所提供的散热器就属此类。这类散热器形状复杂，机械加工费用高，其所增加的散热能力有限，其性能价格比较低故使其应用受到限制。2，中国专利97206718.3所提供的散热器由微型轴流风机、半导体制冷器、铝合金散热器组成。利用半导体制冷器明显的制冷效果，紧贴微处理器的一面(冷端)迅速冷却吸收微处理器表面热量使其降温，同时半导体制冷器的另一面(热端)迅速变热并将热量传导至与之紧贴铝合金散热器的翅片上，通过微型轴流风机的强迫散热使热量被流动的空气所带走。室内湿度大时，半导体制冷器的冷端容易出现结露现象，一旦结露就容易烧坏微处理器。由于增加了半导体制冷器，加大了铝合金散热器的负载，这对本来散热能力有限的铝合金散热器无疑是雪上加霜。3，申请号为01263515专利所提供的塔型台式电脑CPU芯片相变散热器，我们通常称为热管散热器。热管蒸发段的底面和微处理器的表面紧贴，微处理器的热量传导至热管的蒸发段，使蒸发段内的工质吸热汽化为蒸汽，蒸汽迅速流动到热管的另一端冷凝段，蒸汽在冷凝段释放出热量成为液体，放出的热量由热管的外表面传导至套装在热管外表面的散热翅片上通过微型轴流风机的强迫散热使热量被流动的空气带走。蒸汽冷凝所形成的液体在吸液芯的毛细作用下重回到热管的蒸发段进行下次循环。这种散热器散热功能大，一般不会出现烧坏微处理器的情况。但这种热管尚存在下述缺陷工作介质在同一管内蒸发、冷凝，流动方向相反，加之附着管壁回流，增加了管壁与散热片间的热阻。又管内所增加的毛细吸热芯不但其制造安装工艺复杂使成本加大，而且还减少了汽液流速度，增加了一次循环工作的时间，从而不能使热管的散热功能充分发挥。
发明内容
为解决现有技术中所存在的问题，本实用新型的目的是提供一种微处理器用智能热管式半导体散热器。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
一种微处理器用智能热管式半导体散热器，由导冷块(2)、温控系统(7)、探头(6)、半导体制冷器(1)、环形分离式热管(4)、铝制基座(3)、微型轴流风机(8)和散热翅片(5)组成；导冷块(2)连接半导体制冷器(1)装于铝基座(3)，环形分离式热管(4)安装于基座(3)，散热翅片(5)套装于热管(4)上，微型轴流风机(8)固定在散热翅片(5)上。
环形分离式热管(4)是由横断面是圆形、椭圆形的铜管制成的环形封闭廻路；铜管的内表面可以是光滑的、内螺纹的，或轴向沟槽的；轴向沟槽的横断面可以是三角形、矩形、正梯形和倒梯形。
铝箔散热翅片(403)的形状是方形或长方形的，其表面可以是平面片、波纹片、条形片和双向条形片。
铝制基座(3)有一排光滑孔，其横断面形状是圆形或椭圆形，其底面经机械加工平整光滑，另一面两边各有一个相等断面的开口矩形贯穿孔。
导冷块(2)两面经过机械加工平整光滑，其中一个面有一与底面垂直，从面几何中心到底边的浅槽。
环形分离式热管的数量是1至数根。
当微处理器的温度降到露点温度以上5℃时，温控系统(7)的探头(6)将温度信号传到温控系统(7)，使其减少半导体制冷器(1)的电压，减少半导体制冷器的制冷量。
智能热管式半导体散热器，在被抽成真空后注入一定量工质的铜管制成的环形分离式热管。分离式热管的蒸发段穿过铝制基座并与之紧贴，而冷凝段套有铝箔散热翅片。导冷块由铝板制成，两面平整光滑而与微处理器接触的一面有浅槽，槽内置有温控系统的探头。铝制基座底面光滑平整，另一面左右各有一个安装扣具的开口矩形贯穿孔。
本实用新型与微处理器同步工作。在直流电的作用下，半导体制冷器产生制冷效应，使紧贴其冷端的导冷块迅速降温冷却微处理器的表面，热端发热加热紧贴的铝制基座和环形分离式热管内的工质使其吸热汽化为蒸汽，工质蒸汽通过铜管将热量传至铝箔散热翅片，由微型轴流风机强迫散热使热量被流动的空气带走，工质冷凝后沿管轴线回到蒸发段，进行下次循环，实现对微处理器的散热。温控系统根据微处理器表面温度调整半导体制冷器的电压，使微处理器表面温度在最佳设计工作点附近工作。
图1为微处理器用智能式半导体散热器结构示意图；图2为图1的俯视图；图3为温控原理图。
具体实施方式
如图1图2所示，本实用新型包括有半导体制冷器1、导冷块2、铝制基座3、环形分离式热管4、微型轴流风机8、温控系统7及探头6和铝箔散热翅片5。铝制基座3的底面和导冷块2的两面经过机械加工平整光滑，以便在扣具的弹簧压力下，导冷块2与微处理器的表面，半导体制冷器1的冷端，半导体制冷器的热端与铝制基座3的底面紧贴。导冷块的201端面之浅槽202内置有温控系统的探头6，探头6接温控系统7的电路板。环形分离式热管4为一束抽成真空后并注入一定量工质的圆形断面铜管环型廻路，蒸发段401贯穿了铝制基座3并与之紧贴，而冷凝段403套装有一组铝箔散热翅片5。铝箔散热翅片可以是平面片、波纹片、条形片、双向条纹片，环形分离式热管4的圆形断面铜管的内壁可以是光滑的、内螺纹的、还可以是轴向沟槽的。轴向沟槽的断面可以是三角形、矩形、正梯形和倒梯形。上述各种内面形状的铜管与各种表面的铝箔散热翅片可根据需要而任意组合。一组铝箔散热翅片上固定有微型轴流风机8。导冷块2的两面，半导体制冷器1的冷热端面，铝制基座3的底面都均布薄薄一层导热硅质，以减少相应接触面的热阻。微型轴流风机8和半导体制冷器1分别利用计算机机箱内的12V和5V直流电源，即半导体制冷器1和微型轴流风机8与微处理器同步工作。
微处理器工作时，所产生的热量迅速传给导冷块2，同时半导体制冷器1在直流电的作用下，产生明显的制冷效应，使接触导冷块2的一面(冷端)迅速冷却，吸收微处理器表面的热量。同时半导体制冷器1的另一面(热端)迅速变热，使热量从微处理器向铝制基座3迁移，同时又保持了30℃以上的冷热端温差。热的铝制基座3加热了分离式环形热管4内的工质，使之汽化为蒸汽，蒸汽沿管轴线方向运动到冷凝段403并传导至套装在其上的铝箔散热翅片5，由微型轴流风机8强迫散热使热量被流动的空气带走。蒸汽在冷凝段403冷凝成液体并沿管壁回流到蒸发段继续吸热汽化，如此循环往复，把微处理器所产生的热量散到空气中。当微处理器温度降到露点以上5℃时，温控系统的探头6将温度信号传到温控系统，使其减少半导体制冷器1的电压，减少半导体制冷器的制冷量，以使微处理器在最佳工作点附近工作。
环形分离式热管4在注入工质前已抽真空，在微处理器不工作时，环形分离式热管4内处于真空状态，所以热阻很小，使其蒸发段402所产生的蒸汽很快达到冷凝段403冷凝放热，不会造成微处理器表面热量聚集。
权利要求1.一种微处理器用智能热管式半导体散热器，其特征在于它由导冷块(2)、温控系统(7)、探头(6)、半导体制冷器(1)、环形分离式热管(4)、铝制基座(3)、微型轴流风机(8)和散热翅片(5)组成；导冷块(2)连接半导体制冷器(1)装于铝基座(3)，环形分离式热管(4)安装于基座(3)，散热翅片(5)套装于热管(4)上，微型轴流风机(8)固定在散热翅片(5)上。
2.根据权利要求1所述的微处理器用智能热管式半导体散热器，其特征在于环形分离式热管(4)是由横断面是圆形、椭圆形的铜管制成的环形封闭廻路；铜管的内表面可以是光滑的、内螺纹的，或轴向沟槽的；轴向沟槽的横断面可以是三角形、矩形、正梯形和倒梯形。
3.根据权利要求1所述的微处理器用智能热管式半导体散热器，其特征在于铝箔散热翅片(403)的形状是方形或长方形的，其表面可以是平面片、波纹片、条形片和双向条形片。
4.根据权利要求1所述的微处理器用智能热管式半导体散热器，其特征在于铝制基座(3)有一排光滑孔，其横断面形状是圆形或椭圆形，其底面经机械加工平整光滑，另一面两边各有一个相等断面的开口矩形贯穿孔。
5.根据权利要求1所述的微处理器用智能热管式半导体散热器，其特征在于导冷块(2)两面经过机械加工平整光滑，其中一个面有一与底面垂直，从面几何中心到底边的浅槽。
6.根据权利要求1所述的微处理器用智能热管式半导体散热器，其特征在于环形分离式热管的数量是1至数根。
专利摘要本实用新型涉及一种微处理器用智能热管式半导体散热器，由导冷块、半导体制冷器、环形分离式热管、铝制基座、温控系统、铝箔散热翅片和微型轴流风机组成。半导体制冷器和轴流风机分别利用机箱内的5V和12V直流电源。本实用新型与微处理器同步工作。在直流电的作用下，半导体制冷器产生制冷效应，使紧贴其冷端的导冷块迅速降温冷却微处理器的表面，热端发热加热紧贴的铝制基座和环形分离式热管内的工质使其吸热汽化为蒸汽，工质蒸汽通过铜管将热量传至铝箔散热翅片，由微型轴流风机强迫散热使热量被流动的空气带走，工质冷凝后沿管轴线回到蒸发段，进行下次循环，实现对微处理器的散热。温控系统根据微处理器表面温度调整半导体制冷器的电压，使微处理器表面温度在最佳设计工作点附近工作。
文档编号H01L23/427GK2672871SQ20032010252
公开日2005年1月19日 申请日期2003年11月4日 优先权日2003年11月4日
发明者齐悦, 荆建一, 吴旭刚, 庄怀金, 宋艳华, 房盛 申请人:荆建一, 齐悦, 吴旭刚