水冷散熱模組與熱管散熱模組 在致冷晶片之應用

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1 水冷散熱模組與熱管散熱模組 在致冷晶片之應用
研究同學 曾博群 邱偉豪 蕭伯翰

2 摘要 致冷晶片在通電後，由於電化學效應，會使上下兩端產生溫差 晶片溫差有一定限制（約等於60ﾟC）
本實驗利用水冷模組及熱管模組在熱端散熱，達到降低冷端溫度的效果 藉由21X感測器探討兩個模組散熱效果的差異，也透過改變材料及晶片組合方式，達到晶片的最低溫。

3 金字塔型致冷晶片 金字塔型致冷晶片亦即將晶片從大到小依序作排列，如此排列，上面一片的冷端才能完全吸收下面一片熱端的熱量,達到良好的致冷效果，若不做如此排列熱端熱量將會倒流回冷端。 熱端 冷端

4 使用器材 致冷晶片大（50*50*4.8）mm x1 致冷晶片中（40*40*4）mm x1 致冷晶片小（30*30*4）mm x1
21X記錄器 x1 熱電偶溫度感測器 x1 冷卻液 x1 超導散熱膏 x1 電源供應器 x1

5 水冷散熱模組

6 熱管散熱模組

7 21X記錄器與熱電偶溫度感測器

8 冷卻液 NT$600@2007/10 成份 防凍劑、防腐劑、純水 顏色 藍 淨重 580 g 容量 500 cc
SilverStone Thermal Fluid

9 超導散熱膏 NT$125@2007/10 顏色 銀灰色 熱傳導率 > 8.9 W/m/ﾟC 熱阻抗
< ﾟC-in/W 比重 > 2.5 工作溫度範圍 -50 ~ 240 ﾟC 蒸發量 < % 黏度值 76 CPS 淨重 3 g

10 Cooler Master NT$199@2007/10 顏色 銀灰色 熱傳導率 > 4.5 W/m/ﾟC 熱阻抗
< 0.02 ﾟC-in/W 密度 2.63 g/cm3 工作溫度範圍 -50 ~ 240 ﾟC 蒸發量 < 0.35 % 黏度值 1400 P 淨重 3 g

11 實驗結果

12 致冷晶片(大)改良前 熱管VS水冷溫度曲線圖

13 改良後熱管VS水冷用於致冷晶片(大)溫度曲線圖

14 水冷模組應用於致冷晶片(大) (中) (小) 溫度曲線圖

15 熱管模組(室溫27ﾟC）應用於致冷晶片(大)(中)(小) 溫度曲線圖

16 金字塔型致冷晶片(大+中) 熱管散熱之低溫側溫度曲線

17 水冷與熱管模組（室溫27ﾟC）應用於金字塔型致冷晶片(大+小)溫度曲線圖

18 結果探討 水冷及熱管模組散熱效果有何不同? 改良前和改良後有何差別? 致冷晶片的大小和溫度曲線有什麼關係?
金字塔型致冷晶片(大+中)為何崩潰? 金字塔型致冷晶片(大+小)為何可以達到最低溫?

19 Thank you for your attention!