一种冷却装置、电子设备的制作方法

本申请涉及电子设备技术领域，特别涉及一种冷却装置，本申请还涉及具有上述冷却装置的一种电子设备。

背景技术：

现有的电子设备中，对发热器件进行散热的效果并不是很理想，尤其是在发热器件内部存在局部热点时，对发热器件进行充分的散热存在较大难度。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供了一种冷却装置，其能够更加简单、方便的实现对发热器件的散热。本申请还提供了具有上述冷却装置的一种电子设备。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种冷却装置，包括：

液冷系统，所述液冷系统包括吸热部件；

温度转变部件，与所述吸热部件面接触并能与所述吸热部件实现热传导；

其中，

所述温度转变部件能够将第一侧的第一面积内的第一温度转变为第二侧的第二面积内的第二温度，所述第一面积小于所述第二面积，所述第一温度大于所述第二温度。

优选的，上述冷却装置中，所述吸热部件和所述温度转变部件均为板状件，所述吸热部件的面积最大的板面为第一板面；所述温度转变部件的面积最大的板面为位于所述第一侧的第二板面以及位于所述第二侧的第三板面，所述第一面积位于所述第二板面，所述第二面积位于所述第三板面；

其中，所述第一板面与所述第三板面面接触，发热器件与所述第二板面面接触，所述发热器件产生的热量依次通过所述第二板面、所述第三板面和所述第一板面传导给所述吸热部件。

优选的，上述冷却装置中，所述第一板面和所述第二板面贴合。

优选的，上述冷却装置中，所述吸热部件和所述温度转变部件通过壁板连接，所述壁板既为所述吸热部件的组成部件也为所述温度转变部件的组成部件，所述第一板面和所述第二板面为所述壁板的相对的两个表面。

优选的，上述冷却装置中，所述温度转变部件的尺寸与所述吸热部件的尺寸匹配。

优选的，上述冷却装置中，所述温度转变部件用于与所述吸热部件接触的表面的面积，不小于所述吸热部件用于与所述温度转变部件接触的表面的面积。

优选的，上述冷却装置中，所述温度转变部件的多个表面和所述吸热部件的多个表面一对一贴合。

优选的，上述冷却装置中，所述温度转变部件内设置有传热介质，所述传热介质通过气液转换实现所述第一侧和所述第二侧之间面积和温度的转变。

优选的，上述冷却装置中，所述温度转变部件包括：

平行设置的第一导热壁和第二导热壁，所述第一导热壁和所述第二导热壁分别与所述吸热部件和所述发热器件贴合；

设置在所述第一导热壁内表面上的第一毛细结构层；

设置在所述第二导热壁内表面上的第二毛细结构层，所述第二毛细结构层和所述第一毛细结构层之间具有间隙；

连接所述第一导热壁的第一端和所述第二导热壁的第一端的第一连接壁；

连接所述第一导热壁的第二端和所述第二导热壁的第二端的第二连接壁，所述第一导热壁、所述第一连接壁、所述第二导热壁和所述第二连接壁围成封闭的内腔，所述第一毛细结构层和所述第二毛细结构层位于所述内腔中。

一种电子设备，包括发热器件和能够对所述发热元器件进行冷却的冷却装置，所述冷却装置包括：

液冷系统，所述液冷系统包括吸热部件；

温度转变部件，与所述吸热部件面接触并能与所述吸热部件实现热传导；

其中，

所述温度转变部件能够将第一侧的第一面积内的第一温度转变为第二侧的第二面积内的第二温度，所述第一面积小于所述第二面积，所述第一温度大于所述第二温度。

本申请提供的冷却装置，采用液冷系统对发热器件进行散热，温度转变部件能够将第一侧的第一面积内的第一温度转变为第二侧的第二面积内的第二温度，并且第一面积小于第二面积，第一温度大于第二温度，即，温度转变部件能够将第一侧的小面积内的高温度转变为第二侧的大面积的低温度，当发热器件与温度转变部件的第一侧接触且吸热部件与温度转变部件的第二侧接触时，通过温度转变部件的上述作用，可以将发热器件在局部小面积内的较高温度转变为全部大面积内的较低温度，从而令吸热部件能够在温度转变部件整个第二侧的大面积内更加充分的吸收热量，以达到良好的散热效果，在此基础之上，无需改进液冷系统的结构或令液冷系统的工作状态发生改变，所以能够降低对具有局部热点的发热器件的散热难度，令发热器件的散热可以更加简单、方便的实现。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为采用冷板为芯片进行散热的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的冷却装置对发热器件进行散热的结构示意图；

图3为吸热部件和温度转变部件为分体结构的示意图；

图4为吸热部件和温度转变部件为一体接结构的示意图。

以上图1-图4中：

01-冷板，02-芯片，03-局部热点；

1-吸热部件，2-温度转变部件，3-壁板，4-发热器件；

101-第一板面，201-第三板面，202-第二板面，203-第一导热壁，204-第二导热壁，205-第一毛细结构层，206-第二毛细结构层，207-第一连接壁，208-第二连接壁。

具体实施方式

本申请提供了一种冷却装置，其能够更加简单、方便的实现对发热器件的散热。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

冷板01液冷散热技术是一种重要的间接液冷形式，在使用冷板01对电子设备的发热器件(例如芯片02)进行散热时，芯片02产生的热量会传导到冷板01的底部，经由冷板01内部微小通道的冷却液吸收，并进入外冷循环系统以最终散发到室外。但是当芯片02的瓦数、功率密度变高时，冷板01的散热能力会受到挑战，尤其是芯片02内部发热而出现局部热点03时，如图1所示，往往需要花费很大的液体流量和更低的液体温度来提高冷板01的散热能力，以提升对局部热点03的散热效果，具体可以采取的手段为：增加流经冷板01的冷却液的流量、增加冷板01内部微通道的换热面积或者降低冷却液的进液温度。即，芯片02上存在的局部热点03会影响到整个冷板01的设计。

但是，上述手段存在较大的局限性：如果增加流经冷板01的冷却液流量，则会导致整个系统的供液压力增加，对泵的要求很高；如果增加冷板01内部微通道的换热面积，则需要在冷板01的有限体积内将微小通道进一步压缩，这不仅存在很大困难，而且压缩微小通道会导致流道特别密集，流阻急剧增加，因此也需要提高供液压力，对泵的要求同样很大；如果降低冷却液的进液温度，则会因冷却液温度过低而令抽取冷却液的能源消耗急剧上升，容易出现管道外壁结露的现象，导致机房内出现冷凝水。

因此，通过对冷板01自身进行改进的方式来满足存在局部热点03的芯片02的散热需求，不仅存在较大的难度，而且还存在诸多局限。

基于上述困难，如图2-图4所示，本申请提供了一种新型的冷却装置，该冷却装置包括温度转变部件2和具有吸热部件1的液冷系统，其中，液冷系统为对发热器件4起到散热作用的主要部分，其除了包括用于吸收热量的吸热部件1以外，还包括与外界环境进行换热的换热部件、液化冷却介质的冷凝器、循环导流冷却介质的管路等(液冷系统的工作原理类似于空调的制冷系统)，其中的吸热部件1可以为上述的冷板；温度转变部件2的功能在于能够将其第一侧的第一面积内的第一温度转变为其第二侧的第二面积内的第二温度，其中的第一面积小于第二面积且第一温度大于第二温度，即，即使温度转变部件2的第一侧的局部吸收了较多的热量，此部分热量也能够实现在第二侧全部面积内的分布，由于热量在第二侧实现了更大面积的分布，所以第二侧每个局部内的热量得以减少从而令温度得到了降低，进而当温度转变部件2与吸热部件1(吸热部件1可以为芯片)面接触时，温度转变部件2上的热量就能够通过整个接触面向吸热部件1传导，因此与温度转变部件2接触的发热器件4即使存在局部热点，温度转变部件2也能够在吸收发热器件4产生的全部热量后将其在更大的面积内以更低的温度传导给吸热部件1，以使液冷系统能够充分的对发热器件4进行散热而不受局部热点的影响。

上述的冷却装置，采用了一种新的改进思路，即不再对冷板自身进行改进，而是增设温度转变部件2，通过温度转变部件2实现热量向液冷系统的分散传导，即使发热器件4存在局部热点，则该局部热点产生的较多热量也会被温度转变部件2均匀分散，从而消除了局部热点对发热器件4整体散热的影响，并且也无需再对冷板进行改进(即无需增加流经冷板的冷却液的流量、无需增大冷板内部微通道的换热面积并且也无需降低冷却液的进液温度)，因此，上述的冷却装置在对发热器件4进行良好散热的同时，还能够降低散热难度，令发热器件4的散热可以更加简单、方便的实现。

本实施例中，如图3和图4所示，优选吸热部件1和温度转变部件2均为板状件，吸热部件1的面积最大的板面为第一板面101；温度转变部件2的面积最大的板面为位于第一侧的第二板面201以及位于第二侧的第三板面202，此两个板面优选为相对设置的板面，即第一侧和第二侧优选为相对侧；其中，第一板面101与第三板面201面接触，发热器件4与第二板面202面接触，热量依次通过第二板面202、第三板面201和第一板面101传导给吸热部件1。其中，之所以优选吸热部件1和温度转变部件2均为板状件，是因为板状件在使冷却装置的体积不至于过大的同时，还能够保证吸热部件1和温度转变部件2之间、温度转变部件2和发热器件4之间的面接触，进而保证热量的及时、充分传导，其中的吸热部件1进一步优选为冷板。而令第一板面101为吸热部件1面积最大的板面、第二板面201和第三板面202为温度转变部件2最大的板面，则是为了最大程度的增大吸热部件1和温度转变部件2之间、温度转变部件2和发热器件4之间的接触面积，从而令热量可以更加及时、充分的实现传导。由于第二板面201和第三板面202为两个相对设置的板面，且第一板面101与第二板面201面接触、发热器件4与第三板面202面接触，所以吸热部件1、温度转变部件2和发热器件4的分布方式为：吸热部件1和发热器件4分别位于温度转变部件2的两侧。如此分布，有利于热量的依次传导，且在保证吸热部件1和发热器件4与温度转变部件2具有较大接触面积的前提下，不会导致温度转变部件2的体积过大。

本实施例中，吸热部件1和温度转变部件2的连接方式可以有多种选择，在一种优选的连接方式中，可以令第一板面101和第二板面201贴合，如图3中的双向箭头所示。即令吸热部件1和温度转变部件2为分体结构，此两者为两个独立的部件，两者之间通过第一板面101和第二板面201的贴合以及连接而实现面接触。此种通过组装而实现连接的方式，有利于对单独的吸热部件1或温度转变部件2进行制造、维修。

此外，在另一种优选的连接方式中，可以使吸热部件1和温度转变部件2为一体结构，即令吸热部件1和温度转变部件2通过壁板3连接，如图4所示，此壁板3既为吸热部件1的组成部件也为温度转变部件2的组成部件，第一板面101和第二板面201为壁板3的相对的两个表面。也就是说，令吸热部件1和温度转变部件2共用一个壁板3，从而使两者形成一体，其中壁板3的一个表面为第一板面101，此第一板面101为吸热部件1的内表面，而与第一板面101相对的第二板面201则为温度转变部件2的内表面。其中，壁板3的材质具有良好的导热性，以保证热量在温度转变部件2和吸热部件1之间的及时、充分传导。此种一体的连接方式，能够简化整个冷却装置的结构，并且也能够保证热量在温度转变部件2和吸热部件1之间的良好传导，不会出现因两个板面未充分贴合而影响导热效果的情况，令冷却装置的工作性能得到了进一步的提升。

进一步的，本实施例令温度转变部件2的尺寸与吸热部件1的尺寸匹配，以更好的实现热量在温度转变部件2和吸热部件1之间的传导。具体的，匹配方式包括令温度转变部件的表面不小于吸热部件的表面，或者，温度转变部件2和吸热部件1之间通过多个表面实现贴合，具体为：

如图2-图4所示，温度转变部件2用于与吸热部件1接触的表面的面积，不小于吸热部件1用于与温度转变部件2接触的表面的面积，即，第二板面201的面积不小于第一板面101的面积，以使整个第一板面101能够接收热量。即，为了更好的实现对发热器件4的散热，本实施例中在温度转变部件2能够实现热量均匀分布的基础之上，还令其与吸热部件1之间具有足够大的导热面积，即令第二板面201的面积不小于第一板面101的面积，具体是第二板面201的面积大于或等于第一板面101的面积，从而令吸热部件1能够通过整个第一板面101从温度转变部件2中更加及时、充分的吸收热量，以更加快速的实现对发热器件4的散热；

或者，令温度转变部件2的多个表面和吸热部件1的多个表面一对一贴合。即，在令均温装置和吸热部件1进行配合时，此两者的接触面可以不仅仅包括上述的第一板面101和第二板面201，而是令均温装置和吸热部件1的更多表面一对一贴合，例如，在第一板面101和第二板面201贴合的基础上，令第二板面201的两端具有相对于第二板面201垂直的两个延伸板面，当吸热部件1的第一板面101与第二板面201贴合时，此两个延伸板面与吸热部件1的位于第一板面101两侧的两个侧壁面贴合，从而令整个温度转变部件2呈凹槽状并三面包围吸热部件1，进而令温度转变部件2和吸热部件1之间具有更大的接触面积，以使散热效果得到更加显著的提升。

本实施例中，优选温度转变部件2内设置有传热介质，传热介质通过气态和液体之间的转换实现第一侧和第二侧之间面积和温度的转变，即，温度转变部件2可以为相变超导结构，其具体结构和工作原理如下：

相变超导结构包括：平行设置的第一导热壁203和第二导热壁204，第一导热壁203(此第一导热壁203即为前述的壁板3)和第二导热壁204(此第二导热壁204的外表面即为前述的第三板面202)分别与吸热部件1和发热器件4贴合；设置在第一导热壁203内表面上的第一毛细结构层205，第一毛细结构层205铺满第一导热壁203内的表面；设置在第二导热壁204内表面上的第二毛细结构层206，第二毛细结构层206铺满第一导热壁203的内表面，且第二毛细结构层206和第一毛细结构层205之间具有间隙；连接第一导热壁203的第一端和第二导热壁204的第一端的第一连接壁207；连接第一导热壁203的第二端和第二导热壁204的第二端的第二连接壁208，第一导热壁203、第一连接壁207、第二导热壁204和第二连接壁208围成封闭的内腔，第一毛细结构层205和第二毛细结构层206位于内腔中。此结构中，第一导热壁203、第二导热壁204、第一连接壁207和第二连接壁208围成内腔，内腔中填充有低沸点的传热介质，并且传热介质能够在第一毛细结构层205和第二毛细结构层206内流动，当发热器件4产生的热量通过第二导热壁204传递到内腔中时，传热介质会吸收该热量，并且通过传热介质在第二毛细结构层206中的流动，实现热量在整个第二毛细结构层206内的均匀分布，之后传热介质会因继续吸热而汽化(传热介质的汽化量随吸收热量的多少而变化)，汽化后的传热介质进入到第一毛细结构层205中并均匀分布在第一毛细结构层205中，由于第一毛细结构层205设置在第一导热壁203上，且第一导热壁203与吸热部件1接触，所以第一毛细结构层205的温度较低，汽化后的传热介质进入到第一毛细结构层205内以后会因热量向第一导热壁203以及吸热部件1上传导而被液化，以再次成为液态，并随着第一毛细结构层205内液态传热介质的增多而落回到第二毛细结构层206中以待再次吸热。传热介质通过如此反复流动以实现热量的传递以及热量在内腔中的快速均布。

计算示例：

以205w发热芯片为例，假设局部热点造成芯片表面仅最大3摄氏度的温差，传统冷板需降低整个芯片表面3摄氏度来消除这个局部热点，冷板需要减少的热阻为3c/205w＝0.016c/w，据此需要将冷却液的流量增加约0.08l/min才能达到所需要的热阻水平，对比于预设值0.5l/min而言，流量需要增加15％。而采用本实施例提供的冷却装置，则能够使芯片表面温度提前被均温，冷板在芯片维持205w不变的情况下，无需增加流量。

此外，本实施例还提供了一种电子设备(例如电脑)，包括发热器件4和能够对发热元器件进行冷却的冷却装置，此冷却装置包括：液冷系统，该液冷系统包括吸热部件1；温度转变部件2，与吸热部件1面接触并能与吸热部件1实现热传导；其中，温度转变部件2能够将第一侧的第一面积内的第一温度转变为第二侧的第二面积内的第二温度，第一面积小于第二面积，第一温度大于第二温度。即，电子设备的冷却装置为上述的冷却装置，电子设备由冷却装置带来的有益效果请参见上述内容，在此不再赘述。

本说明书中对各部分结构采用递进的方式描述，每个部分的结构重点说明的都是与现有结构的不同之处，冷却装置的整体及部分结构可通过组合上述多个部分的结构而得到。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。