芯片直接散热器的制作方法

芯片直接散热器
(一)技术领域
1.本发明涉及散热器件，特别是电子线路中芯片直接利用风扇进行散热的器件。
(二)

背景技术：

2.随着电子芯片性能的提升和尺寸的微型化，电子芯片呈现出越来越高的热流密度。电子芯片的平均热流密度达到500w/cm2，局部热点热流密度超过1000w/cm2，而传统风冷散热已经达到极限(＜1w/cm2)。而芯片温度的控制至关重要，对于稳定持续工作的电子芯片，温度过高会导致芯片损坏。在70～80℃内，单个电子元件的温度每升高1℃，系统可靠性降低5％。大多数的电子设备失效形式都是温度过高引起的。因此，为保证芯片工作的可靠性和稳定性，发展新型高效的散热技术成为迫切需求。
3.为了解决这个问题业界推出了多种芯片散热方法。主要可以分为主动式散热与被动式散热，主动式散热主要包括强制对流散热、蒸汽压缩制冷及热电制冷等，被动式散热主要包括自然对流散热、热管冷却和相变储热散热。
4.被动散热方式，其散热效率偏低，很难适应现代功率芯片散热的需求。主动散热方式中的蒸汽压缩制冷及热电制冷等，因为结构复杂，价格昂贵，只能适应高档芯片的散热需求，并不能一般芯片散热中普及。
5.而一般电子芯片的散热，现在普遍采用风扇直吹散热。风扇直吹散热却存在散热效率不足的局限。
6.针对此局限，业内普遍采用增加散热面积的方法提高散热效率。比如：专利号为：2020114010517的名为《一种强效的芯片散热器》专利。此专利把风扇，固定连接在支撑架的内壁上，导热管将芯片底部的热量传导至散热片组上，启动风扇，外界冷空气在散热片组之间流通，带走散热片组上的热量，从而实现对芯片快速降温。
7.专利号为：2007100750489的名为《电子芯片散热风扇》专利。此专利提出了一种用于电子芯片散热器上的、两级轴流式微型风扇，由一台直流无刷电机驱动两个扇叶，两扇叶之间设置有整流器。采用紧凑结构，在不增大风扇厚度情况下，有效地提高风扇的风压，克服散热器中空气换热肋片紧凑化带来的风阻增高，因而实现有效缩小散热器尺寸体积。
8.以上方法都是风扇气流吹散芯片散热片热量的方法进行散热，这种方法风扇气流并不能完全利用。
(三)

技术实现要素：

9.针对以上不足，本发明把芯片直接嵌入风扇的叶片上，利用叶片的旋转直接把芯片热量带走，利用电子滑环连接芯片管脚与外部电路，利用接口转换电路，把芯片管脚接口与滑环接口对接。
10.本发明的目的就是：利用芯片与风扇叶片的直接接触，增加芯片的传热效率，利用风扇叶片旋转直接把热量散到空气或者液体等介质中。电子滑环以及接口转换电路保证了芯片管脚与外部电路接口的连接。
11.本发明的目的是这样实现的：
12.芯片直接嵌入风扇的叶片连接处；在芯片上，连接接口转换电路；转换电路内接口与芯片管脚相连，外接口与电子滑环转子接口相连；电子滑环定子接口固定在风扇架子上，此接口与外电路相连。
13.芯片功能是通过接口转换电路，电子滑环接口与外电路的连接实现的。芯片的散热则是通过风扇叶片直接在空气等介质中消散。
(四)附图说明
14.本发明的具体结构由以下的实施方式及其附图给出：
15.附图1是本发明的结构轴侧图、附图2是本发明的结构侧视图图。
16.其中(1)风扇架、(2)接口转换电路、(3)连接螺丝、(4)电子滑环、(5)外接口连接线、(6)主芯片、(7)风扇叶片。
17.主芯片(6)散热面镶嵌在风扇叶片(7)上，主芯片(6)管脚面贴装在转换电路板(2)上；接口转换电路(2)通过连接螺丝与风扇叶片(7)连接；电子滑环(4)的定子固定在风扇架(1)上，电子滑环(4)的转子固定在风扇叶片(7)上；电子滑环(4)的转子接口通过接口转换电路(2)与主芯片(6)的管脚连接；电子滑环(4)的定子接口线及风扇电源线、控制线组成外接口连接线。
18.以上附图只是为了叙述方便，采用芯片及接口转换电路裸漏连接在风扇叶片上，实际上可以根据工作要求，采用其他结构方式，例如芯片及转换电路连接在风扇叶片内部，嵌入几个散热芯片等方式。
19.本发明不限于应用在电子电路芯片的散热上，也可应用在制冷，加热，取暖及其他涉及散热的场合。
(五)具体实施方式
20.按照附图及附图说明安装：
21.(1)风扇架、(2)接口转换电路、(3)连接螺丝、(4)电子滑环、(5)外接口连接线、(6)主芯片、(7)风扇叶片。
22.本发明的工作过程如下：
23.1.把本发明外接口连接线(5)与相应接口连接。主芯片(6)运行将会产生热量，此热量通过传热面把热量传导到风扇叶片(7)上。
24.2.风扇叶片(7)高速旋转把热量消散在空气等介质中。
25.3.主芯片(6)的功能通过与接口转换电路(2)、电子滑环(4)、外接口连接线(6)连接实现。
26.本发明和现有风扇散热器相比具有以下特点：
27.1.需要散热的主芯片(6)直接镶嵌在风扇叶片(7)上。
28.2.主芯片(6)的功能通过与接口转换电路(2)、电子滑环(4)、外接口连接线(6)连接实现。
29.3.风扇叶片(7)产生的风能完全用于散热。


技术特征：
1.一种风扇散热器，其特征是该散热器有：风扇架(1)、接口转换电路(2)、连接螺丝(3)、电子滑环(4)、外接口连接线(5)、主芯片(6)、风扇叶片(7)；主芯片(6)散热面镶嵌在风扇叶片(7)上，主芯片(6)管脚面贴装在转换电路板(2)上；接口转换电路(2)通过连接螺丝与风扇叶片(7)连接；电子滑环(4)的定子固定在风扇架(1)上，电子滑环(4)的转子固定在风扇叶片(7)上；电子滑环(4)的转子接口通过接口转换电路(2)与主芯片(6)的管脚连接；电子滑环(4)的定子接口线及风扇电源线、控制线组成外接口连接线。

技术总结
主芯片散热面镶嵌在风扇叶片上，主芯片管脚面贴装在转换电路板上；转换电路通过连接螺丝与风扇叶片连接；电子滑环的定子固定在风扇架上，电子滑环的转子固定在风扇叶片上；电子滑环的转子接口通过接口转换电路与主芯片的管脚连接；电子滑环的定子接口线及风扇电源线、控制线组成外接口连接线。以上结构只是为了叙述方便，实际上可以根据工作要求，采用其他结构方式，例如芯片及转换电路连接在风扇叶片内部，嵌入几个散热芯片等方式。本发明不限于应用在电子电路芯片的散热上，也可应用在制冷，加热，取暖及其他涉及散热的场合。取暖及其他涉及散热的场合。取暖及其他涉及散热的场合。


技术研发人员：郭江峰 韩国立
受保护的技术使用者：北京图力普联科技有限公司
技术研发日：2021.10.18
技术公布日：2021/12/16