[发明专利]一种风冷和相变材料相结合的计算机CPU散热系统

说明书

本发明公开了种风冷和相变材料相结合的计算机CPU散热系统，包括导热板、铜棒、散热体、半导体制冷模块组和风扇，采用风冷对散热体进行散热，采用相变材料对导热板进行散热，从而实现与导热板相连的计算机CPU散热；所述相变材料包括以下材料：石蜡100份、纳米氮化硼10‑15份、硬脂酸20‑30份、碳纳米管5‑10份。该系统将相变材料封装于导热板中，通过相变材料的相转变，有效带走大量热量，再通过风冷系统将相变材料的热量带走，保证了其长期稳定运行。

技术领域

本发明属于计算机CPU散热技术领域，具体涉及一种风冷和相变材料相结合的计算机CPU散热系统。

背景技术

近些年，科技发展迅速，各种电子产品都朝着高集成化、高智能化及小型化的方向发展，如掌上电脑等，伴随着功能上面不断的进步，于此同时，大规模集成化电路的普遍推广并应用，导致单位体积内机器的内部发热量进一步的增长，大量的热难以在较为封闭的空间内及时散出去，会对机器产生非常大的负面影响，比如烧坏元件等，计算机的CPU芯片正面临着这样的考验。CPU芯片连年的更新换代，使其内部晶体管的数量也随之倍增，从最初的2300根，到后来300万根的奔腾Ⅰ和950万根的奔腾Ⅲ，而最新的CORE系列，其数量已达到5.8亿根，为实现数量如此庞大的晶体管排布，增加布线层数是解决的办法，但是密集程度大大增加，伴随着的负面影响是更高的发热量。而且已有结论表明，超过55％的电子设备出现故障的原因是由过热引起的。

当计算机处于超负荷运行状态时，处于较小面积的CPU会产生更多的热量，从而引发电子迁移现象。所谓电子迁移就是电子的高速流动使得金属原子发生迁移。这种电子的迁移对芯片的作用是慢性的，日积月累的作用最终会导致整个电路短路。有相关研究表明，通常CPU的温度值需要被尽可能的控制在70℃左右，最高不能超过135℃。当CPU的内核温度超过70℃时，CPU功耗自动调控系统通过自动降低频率和电压等方式可以实现CPU热量的降低，从而表现出自身的一种散热能力。但是，随着人们对高性能CPU更新迭代需求极其迫切，仅仅依靠这种控制电路远不能满足日益增加的CPU散热量。目前CPU散热器主要有两种：风冷散热器和水冷散热器。风冷散热器通过热管将热量传递给翅片，利用强制风冷带走热量。水冷则是在与CPU接触的导体中通入冷却水，通过水的流动，将CPU散发的热量带进布有毛细管的散热片中，进而通过散热片外侧的强制风冷进行散热。

中国专利申请CN201610067053公开了一种基于金属相变材料和热管的一体化散热器，该装置中的金属相变材料和热管嵌合在一起，且热管的吸热端穿过容纳相变材料的腔体，使得腔体密封不严实，导致金属相变材料容易泄露。中国专利申请CN108776527B公开了一种相变材料和液冷相结合的计算机中央处理器散热装置，该装置通过将相变材料放入容纳空腔内，相变材料负责实现对电子元件最高温度的限制，冷却液系统负责及时高效的从相变材料和电子元件上带走热量，控温效果明显，虽然其相变材料是封装在空腔内，可以防止泄露，但是由于冷却液是直接流过散热片的，且其密封材料均为橡胶，在长期热环境的使用下，橡胶出现老化收缩，从而导致冷却液泄露，可能导致计算机的损坏。

因此，本领域需要一种高效低成本、结构简单、运行安全可靠的计算机CPU散热系统。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种风冷和相变材料相结合的计算机CPU散热系统，该系统将相变材料封装于导热板中，通过相变材料的相转变，有效带走大量热量，再通过风冷系统将相变材料传入散热体的热量带走，且该系统中无外接的循环液体流动，所以不会产生泄露，保证了其长期稳定运行。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种风冷和相变材料相结合的计算机CPU散热系统，包括导热板、铜棒、散热体、半导体制冷模块组和风扇，采用风冷对散热体进行散热，采用相变材料对导热板进行散热，从而实现与导热板相连的计算机CPU散热；

其中，以重量份计，所述相变材料由以下原料制成：石蜡90-120份、纳米氮化硼10-15份、硬脂酸20-30份、碳纳米管5-10份。