CN1980558A - 液冷式散热组合和液冷式散热装置 - Google Patents

液冷式散热组合和液冷式散热装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种液冷式散热装置，其包括：一壳体，该壳体包括封装部和围合部，所述封装部形成一凹槽，用于封装发热元件，所述封装部和围合部围合形成散热腔，所述壳体上设有分别与所述散热腔连通的一进液口和一出液口，所述散热腔内容纳有冷却液。所述液冷式散热装置中冷却液可与所述封装部，即发热元件的封装体，直接接触，从而减少发热元件产生的热量传导到冷却液中所经过的部件的数量，大大减少发热元件和冷却液之间的热阻，提高液冷式散热装置的工作效率。

Description

液冷式散热组合和液冷式散热装置
【技术领域】
本发明涉及热传领域，尤其涉及一种液冷式散热组合和液冷式散热装置。
【背景技术】
近年来电子技术迅速发展，电子元件的运行频率和速度不断提升。但是，同时电子元件产生热量越来越多，温度也越来越高，严重威胁电子元件运行时的性能和稳定性，为确保电子元件能正常工作，需对电子元件进行有效散热。目前风冷式散热装置广泛地运用于电子元件散热中，其一般是通过散热鳍片将发热元件产生的热量传导出，再以风扇强迫空气热对流来带走热量。虽然风冷式散热装置结构简单，和目前电子元件兼容性较好，且成本低廉，但因其散热原理为空气热对流，而空气的热传导效率很低，散热能力受到限制，很难满足高频高速电子元件的散热需求。液冷式散热装置以其散热高效、快速等特点，适合解决目前电子器件因性能提升所衍生的散热问题。
请参阅图1，为一种传统液冷式散热装置10，其包括散热腔11和与所述散热腔11连通的进液口12和出液口13。当发热元件50，如中央处理器、集体电路等工作时，其所产生的热量依次通过热界面材料40、封装体30和热界面材料20传导到液冷式散热装置10上，然后由流经散热腔11中的冷却液带走，从而达到对发热元件50散热的效果。然而，所述液冷式散热装置10中热量在由发热元件50到冷却液的传导过程中需通过多个部件和所述部件之间的界面，大大增加了发热元件50和液冷式散热装置10之间的热阻，从而导致发热元件50产生的热量堆积，严重影响发热元件50的工作性能。
【发明内容】
有鉴于此，有必要提供一种热阻较低的液冷式散热组合和液冷式散热装置。
一种液冷式散热组合，其包括：一发热元件和一液冷式散热装置，所述液冷式散热装置包括：一壳体，该壳体包括封装部和围合部，所述封装部形成一凹槽，所述发热元件封装在该凹槽内，所述封装部和围合部围合形成散热腔，所述壳体上分别设有与所述散热腔连通的一进液口和一出液口，所述散热腔内容纳有冷却液。
一种液冷式散热装置，其包括：一壳体，其包括封装部和围合部，所述封装部形成一凹槽，用于封装发热元件，所述封装部和围合部围合形成散热腔，所述壳体上分别设有与所述散热腔连通的一进液口和一出液口，所述散热腔内容纳有冷却液。
相对于现有技术，所述液冷式散热装置具有一用于封装发热元件的封装部，冷却液可和所述封装部，即发热元件的封装体，直接接触，从而可减少发热元件产生的热量传导到冷却液中所经过的部件的数量，大大减少发热元件和冷却液之间的热阻，提高液冷式散热装置的工作效率。
【附图说明】
图1是传统的液冷式散热装置示意图。
图2是本发明的实施例提供的液冷式散热装置示意图。
图3是本发明的实施例提供的液冷式散热装置沿III-III的截面图。
【具体实施方式】
下面将结合附图对本发明作进一步详细说明。
请参阅图2，为本发明的实施例提供的一种液冷式散热组合1，其包括一发热元件300和一液冷式散热装置100。所述液冷式散热装置100包括：一壳体，该壳体包括封装部110和围合部120，所述封装部形成一凹槽，用于封装发热元件300，所述封装部110和围合部120围合形成散热腔130；所述壳体上分别设有与所述散热腔130连通的一进液口140和一出液口150，所述散热腔130容纳有冷却液160。
所述封装部110对发热元件300的封装可采用常见的封装方法，即通过在发热元件300和封装部110间填充热界面材料200，使得发热元件300与封装部110之间保持良好的热传导效率。其中所述封装部110用于封装发热元件300，其为发热元件300封装体的一部分，本实施例中所述封装部110用于对发热元件300的顶面及侧面进行封装。所述封装部110应使用导热性能较好的材料制作，具体可选自金属、陶瓷或碳材中的一种或几种的混合。所述金属可选自银、金、铜、镍、铝中一种或几种的混合。所述陶瓷可选自氧化铝、氧化锌、氮化硼、铝矾土、氮化铝中一种或几种的混合。所述碳材可选自石墨、碳黑、纳米碳管、碳纤维或金刚石中一种或几种的混合。为增大封装部110与冷却液160之间的热交换面积，提高散热效率，可进一步于所述封装部110上形成向散热腔130延伸的多个突起，所述突起可为任意形状。当然也可在所述封装部110侧面形成多个突起，但一般发热元件300的侧面面积较小，因此本实施例中仅在封装部110顶部形成多个突起，所述突起具体为多个鳍片111，优选地，所述鳍片111和封装部110为一体结构。所述一体结构的鳍片111和封装部110的形成方法可采用模铸、电镀或微电铸(Lithographic Galvanic Forming)等方法。为利于冷却液160的流动，所述多个鳍片111的方向应根据冷却液160的流动方向进行设置，具体可使多个鳍片111的方向平行于冷却液160的流动方向，如图3所示。
所述围合部120可根据实际要求设计成各种形状，其和所述封装部110可通过焊接等方法连接。优选地，所述封装部110和围合部120为一体结构，其可采用的制造方法包括模铸、电镀或微电铸等，为利于大量生产，优选地，采用模铸方法。所述冷却液160应为非腐蚀性流体，其具体可采用水或纳米流体等，所述纳米流体是指悬浮有纳米级导热粒子的悬浮液。
相对于现有技术，所述液冷式散热装置具有一用于封装发热元件的封装部，冷却液可和所述封装部，即发热元件的封装体，直接接触，从而可减少发热元件产生的热量传导到冷却液中所经过的部件的数量，大大减少发热元件和冷却液之间的热阻，提高液冷式散热装置的工作效率。
可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种液冷式散热组合，其包括：一发热元件和一液冷式散热装置，所述液冷式散热装置包括：一壳体，该壳体包括封装部和围合部，所述封装部形成一凹槽，所述发热元件封装在该凹槽内，所述封装部和围合部围合形成散热腔，所述壳体上分别设有与所述散热腔连通的进液口和出液口，所述散热腔内容纳有冷却液。
2.如权利要求1所述的液冷式散热组合，其特征在于，所述液冷式散热组合进一步包括一热界面材料，其填充于所述发热元件和封装部之间。
3.如权利要求1所述的液冷式散热组合，其特征在于，所述封装部的材料选自金属、陶瓷或碳材中的一种或几种的混合。
4.如权利要求3所述的液冷式散热组合，其特征在于，所述金属选自银、金、铜、镍、铝中一种或几种的混合。
5.如权利要求3所述的液冷式散热组合，其特征在于，所述陶瓷选自氧化铝、氧化锌、氮化硼、铝矾土、氮化铝中一种或几种的混合。
6.如权利要求3所述的液冷式散热组合，其特征在于，所述碳材选自石墨、碳黑、纳米碳管、碳纤维或金刚石中一种或几种的混合。
7.如权利要求1所述的液冷式散热组合，其特征在于，所述封装部上设有向散热腔延伸的多个鳍片。
8.如权利要求7所述的液冷式散热组合，其特征在于，所述鳍片和所述封装部为一体结构。
9.如权利要求1或8所述的液冷式散热组合，其特征在于，所述封装部和所述围合部为一体结构。
10.如权利要求9所述的液冷式散热组合，其特征在于，所述一体结构的封装部和围合部可采用模铸、电镀或微电铸方法形成。
11.如权利要求1所述的液冷式散热组合，其特征在于，所述冷却液选自水或纳米流体。
12.一种液冷式散热装置，其包括：一壳体，其包括封装部和围合部，所述封装部形成一凹槽，用于封装发热元件，所述封装部和围合部围合形成散热腔，所述壳体上分别设有与所述散热腔连通的进液口和出液口，所述散热腔内容纳有冷却液。
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