一种CPU散热方法和装置与流程

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一种CPU散热方法和装置与流程

本发明涉及计算机加工领域,具体来说,涉及一种CPU散热方法和装置。



背景技术:

常见的计算机大都依靠冷空气给机器降温,而水冷或液冷有两大好处:一是它把冷却剂直接导向热源,而不是像风冷那样间接制冷;二是和风冷相比,每单位体积所传输的热量即散热效率高达3500倍。水冷散热器在2008年左右就出现在市场,惠普、IBM等服务器巨头和其他一些专注数据中心技术的公司都先后推出过水冷散热产品。

蒸发冷却从热学原理上是利用流体沸腾时的汽化潜热带走热量。这种利用流体沸腾时的汽化潜热的冷却方式就叫做“蒸发冷却”。由于流体的汽化潜热要比流体的比热大很多,所以蒸发冷却的冷却效果更为显著。

在直接式液冷系统,即使用制冷剂进行浸泡式冷却时,取消了翅片和风扇,只用制冷剂的相变进行换热来冷却CPU。而换热面积的加工方法、表面粗糙度、材料特性以及新旧程度都能影响沸腾传热的强弱。同一液体在抛光壁面上沸腾传热时,其传热系数比在粗糙面上沸腾传热时低,这主要是由于光洁表面上气化核心较少的缘故。

目前,市面上现有CPU芯片的散热罩(或外罩)表面光滑,不易产生气泡,沸腾性能不够好,因此在开机后CPU的温度上升很快,稳态温度较高,很容易达到CPU的极限温度,使得大多数服务器厂家对于液冷技术望而却步。

针对相关技术中的问题,目前尚未提出有效的解决方案。



技术实现要素:

针对相关技术中的问题,本发明提出一种CPU散热方法和装置,其通过将热管安装在CPU芯片的正上方,同时对该热管的表面进行烧结强化沸腾处理,从而使得沸腾表面的温度场均匀,增加沸腾面积和汽化核心,强化沸腾换热,降低芯片核温,从而解决了现有的表面光滑的散热罩沸腾性能不够好的问题。

本发明的技术方案是这样实现的:

根据本发明的一个方面,提供了一种CPU散热方法。

该CPU散热方法包括:将金属粉末均匀地粘涂在金属片的表面上;在氢气的环境下,对金属片进行烧结处理,以在金属片的表面上形成多孔金属覆盖层;将金属片焊接在热管的表面上。

根据本发明的一个实施例,对金属片进行烧结处理包括:将金属片放置于烧结炉内,并对金属片加热,直至金属片表面的金属粉末融化,然后恒温20分钟。

根据本发明的一个实施例,将金属粉末均匀地粘涂在金属片的表面上包括:在金属片的表面上涂覆粘剂溶液,并将金属粉末均匀地粘涂在金属片的表面上。

根据本发明的一个实施例,在金属片的表面上涂覆粘剂溶液之前包括:将金属片的表面的锈和油垢去除。

根据本发明的一个实施例,多孔金属覆盖层的厚度小于3mm,多孔金属覆盖层的孔隙率为40%~65%。

根据本发明的一个实施例,金属粉末经烧结后形成金属颗粒,金属颗粒选自铜颗粒、银颗粒、金颗粒及其它们的合金颗粒。

根据本发明的一个实施例,热管为平板热管,金属片的尺寸和平板热管的尺寸一致。

根据本发明的一个实施例,通过低温焊接的方法将金属片焊接在热管的表面上。

根据本发明的另一方面,提供了一种CPU散热装置。

该CPU散热装置包括:CPU散热装置包括CPU和散热罩,CPU设置在散热罩内部,以及平板热管,设置在散热罩上方,并与散热罩对齐;第一金属片,设置在散热罩的上方,第一金属片的表面上设有多孔金属覆盖层。

根据本发明的一个实施例,CPU散热装置还包括:第二金属片,设置在CPU和散热罩之间,第二金属片的表面上设有多孔金属覆盖层。

根据本发明的一个实施例,第一金属片的尺寸与平板热管的尺寸一致,同时第二金属片的尺寸与平板热管的尺寸一致。

本发明的有益技术效果在于:

本发明通过将金属粉末均匀地粘涂在金属片的表面上,然后在氢气的环境下,对金属片进行烧结处理,以在金属片的表面上形成多孔金属覆盖层,以及将金属片焊接在热管的表面上,从而将热管安装在CPU芯片的表面上,同时对该热管的表面进行烧结强化沸腾处理,进而使得沸腾表面的温度场均匀,增加沸腾面积和汽化核心,强化沸腾换热,降低芯片核温。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的CPU散热方法的流程图;

图2是根据本发明实施例的CPU散热装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

为了更好的理解本发明,下面对本领域的常用词语进行介绍。

烧结是指把粉状物料转变为致密体,粉体经过成型后,通过烧结得到的致密体是一种多晶材料,其显微结构由晶体、玻璃体和气孔组成。同时,烧结过程直接影响显微结构中的晶粒尺寸、气孔尺寸及晶界形状和分布,进而影响材料的性能。

热管包括外壳及毛细结构,其充分利用了热传导原理与相变介质的快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外,其导热能力超过任何已知金属的导热能力。

根据本发明的实施例,提供了一种CPU散热方法。

如图1所示,根据本发明实施例的CPU散热方法包括:

步骤S101,将金属粉末均匀地粘涂在金属片的表面上;

步骤S103,在氢气的环境下,对金属片进行烧结处理,以在金属片的表面上形成多孔金属覆盖层;

步骤S105,将金属片焊接在热管的表面上。

借助于本发明的上述技术方案,通过将金属粉末均匀地粘涂在金属片的表面上,然后在氢气的环境下,对金属片进行烧结处理,以在金属片的表面上形成多孔金属覆盖层,以及将金属片焊接在热管的表面上,从而将热管安装在CPU芯片的表面上,同时对该热管的表面进行烧结强化沸腾处理,进而使得沸腾表面的温度场均匀,增加沸腾面积和汽化核心,强化沸腾换热,降低芯片核温。

为了更好的理解本发明的上述技术方案,本发明通过具体的实施例对本发明的方案进行详细的描述。

本发明公开了一种CPU散热方法,该方法使用粉末烧结的方法形成多孔表面,具体地:首先,先将金属片表面的锈和油垢去除,然后涂上一层粘剂溶液,将金属粉末均匀地涂粘在基体表面上,当粘结剂溶液风干后,将其放置于烧结炉内,在氢气保护下加热至金属粉末表面有熔化趋势,恒温20min左右,使粘结剂分散挥发,金属粉末烧结成一体并烧结在基体上,这样就在金属基体表面形成一层多孔金属覆盖层。同时,该多孔金属覆盖层的厚度一般小于3mm,孔隙率为40%--65%。当然可以理解,该粘剂溶液选用烧结过程中常使用的粘剂溶液。另外,该多孔表面的方法还在热管的制备过程中实现。

由于现有技术中的CPU设置在散热罩的内部,而CPU罩的材质是铜,表面镀有一层镍,而铜镀铝表面光滑,不利于气化,本发明通过将热管设置在该散热罩的上部,其利用热传导原理与相变介质的快速热传递性质,透过热管将发热物体的热量迅速传递到热源外,优选地,该热管为平板热管,该平板热管能够将热源发出的热量均布在上表面上,从而使得热流分布均匀,消除了热点,增加了换热面积。此外,还在热管的上表面上设置一金属片,从而增加了沸腾面积,增加汽化核心,降低芯片热源的核温,其中,该热管具有上表面和下表面,该下表面是指与散热罩接触的一侧表面,该上表面是与下表面相对的一侧表面。

金属粉末经烧结后形成金属颗粒,金属颗粒选自铜颗粒、银颗粒、金颗粒及其它们的合金颗粒,以增加表面粗糙度,增加微小缝隙及气泡生成点,可有效强化沸腾。

此外,该热管设置在散热罩上方并与散热罩对齐,即其安装在CPU的正上方,从而使得沸腾表面的温度场均匀,增加沸腾面积和汽化核心,强化沸腾换热,降低芯片核温。

根据本发明的实施例,还提供了一种CPU散热装置。

如图2所示,根据本发明实施例的CPU散热装置包括:CPU散热装置包括CPU和散热罩,CPU设置在散热罩内部,以及平板热管,设置在散热罩上方,并与散热罩对齐;第一金属片(或第一烧结层),设置在散热罩的上方,第一金属片的表面上设有多孔金属覆盖层,该第一金属片是通过使用粉末烧结的方法制得。

此外,CPU散热装置还包括:第二金属片(或第二烧结层),设置在CPU和散热罩之间,第二金属片的表面上设有多孔金属覆盖层,该第二金属片也是通过使用粉末烧结的方法制得。

同时,该第一金属片的尺寸与平板热管的尺寸一致,同时第二金属片的尺寸与平板热管的尺寸一致,另外,该平板热管的尺寸也与散热罩的尺寸一致。

综上所述,借助于本发明的上述技术方案,通过将金属粉末均匀地粘涂在金属片的表面上,然后在氢气的环境下,对金属片进行烧结处理,以在金属片的表面上形成多孔金属覆盖层,以及将金属片焊接在热管的表面上,从而将热管安装在CPU芯片的表面上,同时对该热管的表面进行烧结强化沸腾处理,进而使得沸腾表面的温度场均匀,增加沸腾面积和汽化核心,强化沸腾换热,降低芯片核温。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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