散热器和设置有散热器的电子设备的制作方法
【专利摘要】一种用于冷却发热构件的散热器，该散热器设置有对发热构件的外周边缘部分进行冷却的第一冷却部件，和对发热构件的中央部分进行冷却的第二冷却部件，该第一冷却部件配备有第一基部构件，该第一基部构件在其顶表面上具有第一翼片并且在其底表面处具有凹槽，该第二冷却部件配备有能够容置在凹槽中的第二基部构件、设置在第二基部构件的顶表面上并且插入设置在凹槽中的通孔的滑动构件、设置在滑动构件的自由端上的第二翼片以及设置在第二基部构件内侧并且供给有冷却水的冷却水通道。本发明还涉及一种包括散热器的电子设备。
【专利说明】散热器和设置有散热器的电子设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年8月3日提交的申请号为2012-172883的日本专利申请的优先权，并且其全部公开内容通过参引并入本文。
【技术领域】
[0003]本申请涉及一种散热器，该散热器放置于发热元件上以防止发热元件的温度上升，并且本申请涉及一种设置有该散热器的电子设备。
【背景技术】
[0004]在过去，设置在电子设备内部的半导体特别是CPU封装在工作期间会产生热并且温度变高，因此附接有散热器以防止温度过度上升。迄今，散热器由铝和具有良好导热性的其他金属材料形成。下述散热器已经成为主流:该散热器包括置于发热构件上基部构件，在该基部构件上，设置了以预定的间隔伸出的大量翼片。
[0005]另一方面，如果电子设备性能变得更高，且由半导体封装产生的热量增加，则将必须提高散热器的散热效率，否则不再能够防止半导体封装温度的上升。为此，出现了如下装置:在该装置中，利用了帕尔贴(Peltier)效应的帕尔贴装置附接至热发生器的基部构件的底部，并且直流(DC)电流流向帕尔贴装置来控制散热器冷却性能。此外，在序列号为2010-232519的日本特许公开公报中公开了下述类型的散热器:该类型的散热器为了检测半导体封装的表面温度在散热器内设置了独立的温度监控器。
[0006]就这一点而言，近年来，随着LSI (大规模集成电路)更高的工作频率，在工作电流中存在更剧烈的瞬时变化(载荷波动)。因此，传统的散热器存的问题在于，半导体封装的温度控制已经不可能。这是因为传统散热器的热阻高并且冷却控制范围窄，因此半导体封装的温度控制已经不可能。此外，如果半导体封装的温度控制是不可能的，则在半导体封装的温度测试时，很难抑制自身发热直至达到装置毁坏温度。进一步地，如果高速温度控制不能实现，则温度测试条件(温度、电压等等)可能易于运行测试，但是问题在于不可能消除后面步骤中的故障率。不可能消除后面步骤中的故障率的原因在于温度测试不能在“系统测试条件”下进行。
【发明内容】
[0007]一方面，考虑到上述【背景技术】，本申请的目的是提供一种结构:该结构可以处理半导体封装或具有大的温度变化的其他这种发热构件处的发热温度，因此使得能够提供具有宽的冷却范围并且能够高速响应冷却需求的散热器。进一步，本发明的目的在于提供一种设置有散热器的电子设备，该散热器具有宽的冷却范围并且能够高速响应冷却需求。
[0008]根据另一方面，提供了一种散热器，该散热器设置有第一冷却部件和第二冷却部件，该第一冷却部件置于发热构件上并设置有:第一基部构件，该第一基部构件吸收发热构件的顶表面侧的外周边缘部的热量；第一翼片，该第一翼片突出地设置在第一基部构件的顶表面上；凹槽，该凹槽形成在第一基部构件的底表面处；和通孔，该通孔形成在该凹槽中并且穿过至顶表面侧，该第二冷却部件可以容置在凹槽中并且设置有:第二基部构件，该第二基部构件吸收发热构件的顶表面的中央部分的热量；滑动构件，该滑动构件突出地设置在第二基部构件上并且穿过该通孔；第二翼片，该第二翼片突出地设置在滑动构件的前端侧上；以及流体路径，该流体路径设置在第二基部构件中并且使得从水冷机构供给的冷却剂循环。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1A是布局图，该布局图示出了承载于载入电子设备的单元处的电路元件的构型，以及本申请的、对形成发热构件的电路元件进行冷却的散热器的布局。
[0010]图1B是示出了由图1A中所示的半导体封装形成的发热构件的内侧结构的一个示例的截面图。
[0011]图2是示出了本申请第一实施方式的散热器的外观和附接有该散热器的发热构件的立体图。
[0012]图3A是示出了本申请的第一实施方式的散热器的构型以及附接至发热构件的位置的分解立体图。
[0013]图3B是示出了图3A所示的第二冷却部件的构型的立体图。
[0014]图4A是示出了在本申请的第一实施方式的散热器附接至发热构件之前的状态的侧视图。
[0015]图4B是示出了在本申请的第一实施方式的散热器附接至发热构件之后的状态的侧视图。
[0016]图5是说明下述环境的系统图示:在该环境中，设置在本申请的第一实施方式的散热器处的第一冷却部件和第二冷却部件处于工作中。
[0017]图6A是示出了图5所示温度控制器关于第二冷却部件所进行的控制的第一实施方式的流程图。
[0018]图6B是示出了图5所示温度控制器关于第二冷却部件所进行的控制的第二实施方式的部分流程图。
[0019]图7是示出了图5所示温度控制器关于第二冷却部件所进行的控制的流程图，其中，在该控制中水冷单元的排量被降低。
[0020]图8是示出了图5所示的温度控制器关于第一冷却部件所进行的控制的流程图。
[0021]图9是示出了图5所示温度控制器关于第一冷却部件所进行的控制的第二实施方式的流程图以及示出了图6B所示温度控制器关于第二冷却部件的所进行的控制的第二实施方式的流程图。
[0022]图10是示出了本申请的第二实施方式的散热器的结构的侧视图。
[0023]图11是示出了本申请的第三实施方式的散热器的结构的俯视图。
【具体实施方式】
[0024]下面，将基于具体示例使用附图来解释本申请的实施方式。
[0025]图1是示出了电路元件和散热器50的布局的布局图，该电路元件安装在单元2上，该单元2安装在电子设备I上，散热器50对形成发热构件8的其中一个电路元件进行冷却。发热构件8例如是半导体封装8。在单元2上，设置有给半导体封装8供给电力的电源3和用于冷却半导体封装8的风扇4。本申请的散热器50包括冷却水循环所通过的流体路径，因此单元2设置有水冷单元6。
[0026]水冷单元6、电源3和温度控制器5也可以设置在单元2的外侧。另外，单元2可以设置有对风扇4和水冷单元6进行控制的温度控制器5。此外，从电源3至半导体封装8的供电电路设置有电流传感器7，该电流传感器7可以对流过电路的电流进行检测。电流传感器7的检测值输入至温度控制器5。电子设备I的类型不做特别限制。
[0027]图1B是示出了图1A所示的半导体封装(发热构件)8的内侧结构的示例的截面图。半导体封装8包括基板80，该基板80上安装有半导体芯片85、电容器84、热敏电阻9等等。这些部件由框架81和盖82覆盖。此外，基板80上的电路通过焊锡球83连接至单元2上的电路。进一步，半导体芯片85的顶表面与盖82的底表面之间设置有热粘合材料86。而且，在该示例中，半导体芯片85具有内置的热敏二极管87。热敏电阻9和热敏二极管87检测半导体封装8的温度。这些温度检测值输入至图1A所示的温度控制器5。
[0028]热敏电阻9和热敏二极管87都检测温度。热敏电阻9可以容易地直接将热阻转换为温度。另一方面，热敏二极管87定位在发热构件附近，因此得到了可靠的温度值，但是得到温度值需要计算公式，而且是不容易的。此外，根据半导体封装，有时同时设置有热敏电阻9和热敏二极管87，而有时省略了热敏电阻9和热敏二极管87中的一者。因此，根据半导体封装的状态，可以使用热敏电阻9和热敏二极管87 二者，或者使用热敏电阻9和热敏二极管87中的任一者。
[0029]首先，将通过利用图2和图3解释散热器50的第一实施方式的构型，该散热器50附接至图1A中所示的半导体封装8。图2是示出了图1A所示的散热器50的当从上方观察时的外观的立体图，图3A是分解了的散热器50的当从下方观察时的分解立体图，以及图3B是示出图3A所示的散热器50的一部分的当从上方观察时的立体图。
[0030]如图2所示，本申请的散热器50设置有第一冷却部件10以及第二冷却部件20，该第一冷却部件10对半导体封装8的外周边缘部分进行冷却，该第二冷却部件20对半导体封装8的中央部分进行冷却。第一冷却部件10包括第一基部构件11，多个第一翼片12突出地设置在该第一基部构件11上。第一翼片12平行于稍后解释的冷却空气的流动方向以预定的间隔设置。第一冷却部件10的中央部分具有没有第一翼片12的部分。该部分处设置有第二冷却部件20。在本实施方式的第一基部构件11的底表面13处设置有凹槽14。凹槽14以与第一翼片12的设置方向相同的方向从第一基部构件11的一个端面延伸至相反侧的端面。凹槽14也可以仅设置在第一基部构件11的底表面13的中央部分处。该示例在图3A中示出。
[0031]在图3A所示的实施方式中，第一基部构件11的底表面13的中央部分设置有凹槽14。该凹槽14具有能够容置第二冷却部件20的第二基部构件21的尺寸。在凹槽14内，设置有穿过第一基部构件11的通孔15和围绕通孔15设置的导孔16。第二冷却部件20附接至通孔15和导孔16。在第一实施方式中，通孔15为矩形形状，而导孔16为圆孔。设置有四个导孔16。
[0032]第二冷却部件20设置有第二基部构件21、滑动构件24和导引构件25，在第二基部构件21的内侧设置有形成冷却水通道27的流体路径，该滑动构件24和该导引构件25设置在第二基部构件21上。滑动构件24定形状为能够插入通过上述通孔15。在滑动构件24的顶表面处，设置有以与第一翼片12相同方向突出的第二翼片22。导引构件25定形状为使其能够插入通过上述导孔16。进一步，四个导引构件25中的两个是管道，冷却水能够通过该管道并且该管道分别连接至设置于第二基部构件21处的冷却水通道27的冷却水的入口部分和出口部分。
[0033]此外，如图3B所示，围绕导引构件25附接有由弹簧26构成的弹性构件。此外，在与设置于第二基部构件21处的冷却水通道27连通的导引构件25处，附接有与在图1A中说明并且承载冷却水的水冷单元6连接的连接管道28。四个导引构件25插入通过设置于凹槽14处的导孔16。连接管道28未连接至的两个导引构件25的前端具有附接于其上的锁定构件29 (参见图10)，该锁定构件29防止导引构件25在插入通过导孔16后从导孔16脱离。附接有连接管道28的导引构件25的前端也可以具有附接于其上的锁定构件。由于这些锁定构件，第二冷却部件20被保持处于从第一基部构件11的凹槽14垂下的状态。
[0034]由画在图3A所示的半导体封装8的盖82上的双点划线所围绕的区域是附接至第二基部构件21的部分，由画在半导体封装8的外侧处的单点划线的所围绕的区域示出了第一基部构件11所定位的部分。应注意的是:在图中，第二基部构件21是以尺寸夸张的方式画出的。由画在半导体封装8的盖82上的双点划线示出的区域是实际上略小的区域。
[0035]如图4A所示，处于从第一基部构件11的凹槽14垂下的状态的第二冷却部件20的第二基部构件21的底表面23在处于附接至半导体封装8之前的状态下从第一基部构件11的底表面13向下突出。这是因为围绕导引构件25附接的弹簧26偏置第二基部构件21，使其从凹槽14移开。应注意的是，图4A所示的散热器50设置有在第一基部构件11内的散热部17。散热部17可以是简单的空间，但是在散热部17中插入将热量传输至另一位置的热管的冷却部分能够提高冷却的效率。由通过容器连接的冷却部件和加热管组成的热管的结构是已知的，因此将省略更详细的说明。
[0036]图4B示出了下述状态:在该状态中，图4A所示的第一实施方式的散热器50附接至半导体封装8上。如果将散热器50放置在半导体封装8上，围绕导引构件25的弹簧26收缩，并且滑动构件24移动穿过通孔，从而第二基部构件21容置在凹槽14内。进一步，在散热器50附接至半导体封装8上时的状态中，第二基部构件21完全容置于凹槽14内，并且第二基部构件21的底表面23变得与第一基部构件11的底表面处于相同平面。即，第二基部构件21的底表面23变成定位在与第一基部构件11的底表面13的相同的平面上。
[0037]图5为说明下述环境的系统图示:在该环境中，设置在第一实施方式的散热器50处的第一冷却部件10和第二冷却部件20处于操作中。图2至图4说明的第一实施方式的散热器50的第一冷却部件10和第二冷却部件20在该图中示意性画出。进一步，位于风扇4那一侧和滑动构件24的相反一侧处的第一翼片12被移除以便于理解第二冷却部件20的存在。此外，为了阐明凹槽14的存在，凹槽14延伸至第一基部构件11的端部。
[0038]第一冷却部件10为使用来自风扇4的冷却空气的空气冷却型冷却部件。风扇4的转速由温度控制器5根据由热敏电阻9或设置在半导体封装8内侧的热敏二极管87检测的半导体封装8内侧的温度来控制。第二冷却部件20是使用来自水冷单元6的冷却水的水冷却型冷却部件。从水冷单元6排出的冷却水的量由温度控制器5根据由电流传感器7检测的、从电源3供给至半导体封装8的电流变化的检测值来控制。
[0039]在半导体封装8中，在设置有半导体芯片85的中央部分附近为高发热表面。外周边缘部分附近的温度没有象高发热表面的温度那样高。而且，与当通过热敏电阻9或热敏二极管87或其他温度传感器检测温度变化相比，当通过电流传感器7检测电源3的操作电流的变化时，可以以更好的响应和更快的速度的对半导体封装8的温度变化进行检测。因此，在当前的应用中，散热器50设置有第一冷却部件10和第二冷却部件20，第一冷却部件10制造成以低的速度冷却半导体封装8的外周边缘部分，而第二冷却部件20制造成以高的速度冷却半导体封装8的中央部分。
[0040]即，第一冷却部件10根据半导体封装8的温度变化控制冷却，而第二冷却部件20根据半导体封装8的工作电流的变化以高于第一冷却部件10的速度(负载波动频率或更高)控制半导体封装8的冷却。例如，低速控制周期为高速控制周期的N倍(N=5至20)。对于该冷却控制，可以使用比例积分微分(PID)控制等等。此外，第一冷却部件10主要通过空气冷却以低速冷却半导体封装8，而第二冷却部件20通过水冷以高速冷却半导体封装8。为此，冷却源之间没有热干扰并且冷却损失可以控制在最小值。
[0041]此处，将利用从图6至图9的流程图对通过图5所示的温度控制器5对散热器50的第一冷却部件10和第二冷却部件20进行的低速冷却控制和高速冷却控制的示例进行说明。应注意，作为冷却控制，例如，将参照用于半导体封装8的温度测试的散热器50的示例进行说明。半导体封装8的温度测试在预定时间内进行，所以当预定时间结束时，冷却控制也结束。
[0042]图6A是示出了由图5所示的温度控制器5对第二冷却部件20执行的高速冷却控制的第一实施方式(高速冷却I)的流程图。首先，在步骤601，指定构成监控值的半导体芯片(LSI)的工作电流的变化率“ik”。在下一个步骤602，判断半导体封装8的温度测试的时间是否结束。如果测试时间结束(是)，此程序结束，但是如果其没有结束(否)，则该程序继续进行至步骤603。
[0043]在步骤603，判断稍后说明的高速冷却标记2是否打开。如果该高速冷却标记2打开(是)，程序返回至步骤602，而如果高速冷却标记2关闭(否)，程序继续进行至步骤604。在步骤604，读取来自电流传感器7的电流监控值并将其设为“i”。另外，在步骤605，判断读取值“i”为设定值“ik”或更大。如果步骤605的判断为(读取值“i”<设定值“ik”)(否)，程序返回至步骤602，而如果(读取值设定值“ik”)(是)，程序继续进行至步骤606。
[0044]在步骤606，水冷单元的排出量增加，并且流过散热器50的第二冷却部件20的冷却水量增加(在步骤606，水冷却泵的输出增大以增加冷却水量)。即，当由电流传感器7检测的电流检测值大时，半导体封装8的温度增加。通过使流过散热器50的第二冷却部件20的冷却水量增加，半导体封装8被有力地冷却。
[0045]图7是流程图，该流程图与图6A所解释的增大水冷单元的排出量的高速冷却I形成对比，解释了使水冷单元的排出量下降的控制(高速冷却2)。首先，在步骤701，判断半导体封装8的温度测试的时间是否结束。如果测试时间结束(是)，则程序终止，而如果其没有结束(否)，程序继续进行至步骤702。
[0046]在步骤702，读取来自电流传感器7的电流监控值并将其设为“t”。进一步，在步骤703，判断是否读取值“t”小于设定值“tk”。如果步骤703的判断为(读取值“t”<设定值“tk”)(是)，程序继续进行至步骤704，而如果(读取值“t”≥设定值“tk”)(否)，程序返回至步骤701。
[0047] 在步骤704，水冷单元的排出量减小，并且流过散热器50的第二冷却部件20的冷却水量减少(在步骤704，水冷却泵的输出减少以减小冷却水量)。即，当通过电流传感器7检测的电流检测值小时，半导体封装8的温度下降。通过减少流过散热器50的第二冷却部件20的冷却水量，半导体封装8的冷却减少。
[0048]图6B是示出了图5所示的温度控制器5关于第二冷却部件20所进行的高速冷却控制的第二实施方式的流程图。第二实施方式与第一实施方式不同之处仅在于在步骤606之后添加了步骤607这点上，因此除步骤607之外的其他部分的描述将被省略。在步骤607，高速冷却标记I被打开，并且程序返回至步骤602。稍后将对该步骤607的控制进行说明，但是其与温度控制器5关于第一冷却部件10所进行的低速冷却控制(低速冷却2)的第二实施方式同时进行。
[0049]图8是示出了图5所示温度控制器5关于第一冷却部件10所进行的低速冷却控制的第一实施方式(低速冷却I)的流程图。首先，在步骤801，指定测量半导体封装的温度的热敏电阻的温度检测值的变化率“tk”，其中，该温度检测值的变化率“tk”形成监控值。在下一步骤802，判断半导体封装8的温度测试时间是否结束。如果测试时间结束(是)，此程序结束，但是，如果其未结束(否)，程序继续进行至步骤803。
[0050]在步骤803，从热敏电阻9读出温度监控值，并且对若干监控值求平均值，而且将结果记为“t”。在下一个步骤804，判断求平均值是否完成。如果完成(是)，程序继续下一步骤805，而如果未完成(否)，程序返回至步骤803，并且步骤803的过程被重复。
[0051]在步骤805，判断读取值(平均值)“t”是否为设定值“tk”或更高。当步骤805的判断为(读取值“t”<设定值“tk”)(否)，程序继续进行至步骤807—在此风扇的流量减少——，然后程序返回至步骤802。另一方面，当步骤805的判断为(读取值“t” ≥设定值“tk”)(是)，程序继续进行至步骤806——在此风扇的流量增加——，然后程序返回至步骤802。
[0052]在温度控制器5关于第一冷却部件10所进行的低速冷却I的控制中，在步骤803对热敏电阻9检测的温度的若干监控值求平均值，并且将结果用做读取值“ t ”。即，风扇的流量不是直接地被改变了热敏电阻9读出的温度监控值。而是，对若干监控值求平均值，并且平均值用于调整风扇的流量。因此，与在第二冷却部件20处的、根据电流传感器的监控值立即调整冷却水量的冷却控制周期相比，在第一冷却部件10处的冷却控制周期较长。在低速冷却控制的第一实施方式中，例如，对10个监控值求平均值，并且平均值用于控制风扇。该风扇以高速冷却的周期的至少10倍的周期进行控制。
[0053]图9是示出了图5所示温度控制器5关于第一冷却部件10所进行的低速冷却控制的第二实施方式(低速冷却2)的流程图。温度控制器5关于第一冷却部件10进行的低速冷却控制(低速冷却2)的第二实施方式与温度控制器5关于第二冷却部件20进行的高速冷却控制的第二实施方式同时进行。
[0054]首先，在步骤901，指定测量半导体封装的温度的热敏电阻的温度检测值的变化率“tk”，其中，该温度检测值的变化量“tk”形成监控值。在下一步骤902，判断半导体封装8的温度测试是否结束。如果测试时间结束(是)，此程序结束，但如果其未结束(否)，程序继续进行至步骤903。
[0055]在步骤903，判断高速冷却标记I是否打开。高速冷却标记I在图6B中所解释的温度控制器5关于第二冷却部件20所进行的高速冷却控制的第二实施方式的步骤607中被打开。此外，当高速冷却控制标记I打开(是)时，程序继续进行至步骤904，但当该标记为未打开(否)时，程序继续进行至步骤800。在步骤800，执行如图8所解释的温度控制器5关于第一冷却部件10所进行的低速冷却控制的第一实施方式(低速冷却I)的控制的步骤803至步骤807，并且程序返回至步骤902。[0056]另一方面，当高速冷却控制标记I打开而使得程序继续进行至步骤904时，读取来自电流传感器7的电流的监控值并且将其用做“i”。进一步，在步骤905，判断读取值“i”是否为设定值“ik”或更小。当步骤905的判断为(读取值“i”>设定值“ik”)(否)，程序继续进行至步骤908，而当其为(读取值“i”设定值“ik”)(是)时，程序继续至步骤906。
[0057]当程序继续进行至步骤906时，来自电流传感器7的电流的监控值“i”为设定值“ik”或更小，并且半导体封装8的温度下降。因此，在这种情况下，在步骤906，风扇的流量减小，并且，在下一步骤907，高速冷却标记I关闭，且程序返回至步骤902。另一方面，当程序继续进行至步骤908，来自电流传感器7的电流的监控值“i”大于设定值“ik”，并且半导体封装8的温度是高的。
[0058]因此，这种情况下，为了防止高速冷却I工作，在步骤908，高速冷却标记2设置为打开状态。在此之后，在步骤909，风扇的流量增加，且程序继续至步骤910。在步骤910，执行图7所示出的高速冷却2。当高速冷却2完成时，程序继续进行至步骤911。在步骤911，高速冷却标志2关闭，然后程序继续进行至步骤907。
[0059]执行该操作是因为，当电流的读取值“i”大于在以高速冷却的周期5至20倍的周期操作的低速冷却时的设定值时，高速冷却中使用的水冷能力(这里，意味着能够被冷却的热量)是不足的。即，当水冷能力不足时，增加能够冷却大量热的风扇的流量以提高总体的冷却能力。在此之后，通过高速周期监控温度，并且调整水冷部件的冷却能力来获得所需的温度。
[0060]在此控制中，通过增大风扇的流量，第二冷却部件20也被来自风扇的大量冷却空气冲击，因此即使减少来自水冷单元6的冷却水的排放量，仍可以在第二冷却部件20处进行高速冷却。
[0061]应当指出的是利用以上所描述的散热器50的第一冷却部件10和第二冷却部件20的低速冷却控制和高速冷却控制的示例仅是一个例子。用于根据半导体封装8的温度上升独立地控制第一冷却部件10和第二冷却部件20的冷却控制不限于本实施方式。
[0062]图10是图示出了本申请的第二实施方式的散热器50A的结构的侧视图。第二实施方式的散热器50A与第一实施方式的不同之处在于下述方面:第一翼片12从第一基部构件11的、处于滑动构件24沿冷却空气流动方向的上游侧和下游侧处的表面移除。第二实施方式的散热器50A的结构的其他部分与第一实施方式的散热器50相同，因此相同的组成构件将以相同的附图标记标示，并且将省略其说明。
[0063]图11是图示出了本申请第三实施方式的散热器50B的结构的平面图。第三实施方式的散热器50B定形状为矩形，其中，当在俯视图中观察时，与第二实施方式的散热器50A相比，该矩形在冷却空气的流动方向上具有较短的长度。此外，在滑动构件24与第一翼片12之间的空间设置有辅助翼片18。这点不同于第二实施方式的散热器50A。第三实施方式的散热器50B的构型的其他部分与第二实施方式的散热器50A相同，因此相同的组成构件以相同的附图标记表示，并且省略其说明。
[0064]如上所述，本发明的散热器其特征在于散热器在结构上由高速冷却部件和低速冷却部件形成，即，两种形式的冷却部件，该两种形式的冷却部件连接至相互不同的冷却源使得能够实现独立冷却控制。由于这种结构，冷却源(运动或释放)之间不在有直接的热干涉，并且热损失可以保持到最小值，因此可以将高速冷却部件与低速冷却部件的能力差保持到最大范围。
[0065]因此，本申请的散热器可以用于冷却具有局部高热部分的发热构件，并且通过高速冷却部件冷却高热部分，从而有效防止发热构件的温度上升，特别是伴随LSI更高工作频率的容易经受载荷瞬间波动影响的半导体封装。即，可以高速地将温度控制在设定温度范围内，而不会达到半导体封装的封装破坏温度。
[0066]另外，高速冷却部件在上述实施方式中描述为利用冷却水的水冷系统和结合空气冷却和水冷却系统的混合冷却系统，但是作为用于高速冷却部件的冷却系统，也存在相变冷却等等。对于低速冷却部件，空气冷却系统是足够的。进一步，低速冷却部件和高速冷却部件的布局可以根据发热构件中的高热部件的位置适当地改变。此外，本申请的散热器能够实现发热电路元件在控制于例如125°C的高温的状态中的测试，因此可以提高发热电路元件的质量。
[0067]尽管上文已经详细描述了本发明的一些示例性实施方式，但是本领域技术人员将容易地理解:在实质上不偏离本发明的新颖教示和优点的情况下，示例性实施方式中可以有许多修改。因此，所有这些修改都意在包括在本发明的范围内。
【权利要求】
1.一种散热器，所述散热器设置有: 第一冷却部件，所述第一冷却部件置于发热构件上，并且所述第一冷却部件设置有:第一基部构件，所述第一基部构件吸收所述发热构件的顶表面侧的外周边缘部分的热量；第一翼片，所述第一翼片突出地设置在所述第一基部构件的所述顶表面上；凹槽，所述凹槽形成在所述第一基部构件的底表面处；以及通孔，所述通孔形成在所述凹槽中且穿过至所述顶表面侧，以及 第二冷却部件，所述第二冷却部件能够容置在所述凹槽中，并且所述第二冷却部件设置有:第二基部构件，所述第二基部构件吸收所述发热构件的所述顶表面的中央部分的热量；滑动构件，所述滑动构件突出地设置在所述第二基部构件上且穿过所述通孔；第二翼片，所述第二翼片突出地设置在所述滑动构件的前端侧上；以及流体路径，所述流体路径设置在所述第二基部构件中并且使得从水冷机构供给的冷却剂循环。
2.根据权利要求1所述的散热器，其中， 所述第二基部构件以能够通过至少两个导引构件相对于所述第一基部构件提升的方式附接，以及 所述导引构件中的两个导引构件的第一端连接至所述流体路径的入口部分和出口部分，并且第二端连接至所述水冷机构。
3.根据权利要求2所述的散热器，其中， 围绕所述导引构件在所述凹槽与所述第二基部构件之间设置有弹性构件，所述弹性构件沿移动离开所述凹槽的方向偏置所述第二基部构件， 当所述散热器置于所述发热构件上时，所述弹性构件收缩并且所述第一基部构件的底表面和所述第二基部构件的底表面变成相同平面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的散热器，其中， 在所述第一基部构件的内侧围绕所述凹槽定位设置有散热部。
5.根据权利要求4所述的散热器，其中， 在所述散热部处设置有热管。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的散热器，其中， 所述发热构件为放置于单元上的半导体封装， 在将电流传送至所述半导体封装的电路处设置有电流传感器，以及控制器根据所述电流传感器的电流检测值改变从所述水冷机构至所述第二基部构件的冷却剂供给量。
7.根据权利要求6所述的散热器，其中， 在所述散热器附近设置有将冷却空气供给至至少所述第一冷却部件的风扇， 在所述半导体封装处设置有对所述半导体封装的温度进行检测的温度传感器，以及 所述控制器根据所述温度传感器的温度检测值驱动所述风扇。
8.根据权利要求7所述的散热器，其中， 在所述控制器处，所述温度传感器的温度检测器的检测周期为所述电流传感器的电流检测周期的10倍或更长。
9.根据权利要求7所述的散热器，其中， 在所述控制器处，所述温度传感器的温度检测器的检测周期为所述电流传感器的电流检测周期的5至20倍或者更长。
10.根据权利要求7所述的散热器，其中， 所述第一翼片和所述第二翼片平行于来自所述风扇的冷却空气的流动方向突出地设置在所述第一基部构件和所述滑动构件上。
11.根据权利要求10所述的散热器，其中， 所述第一基部构件的、位于所述滑动构件的沿所述冷却空气的流动方向的上游侧和下游侧处的表面是平面。
12.一种电子设备，包括内侧容纳有发热构件的单元，所述发热构件包括半导体封装，所述半导体封装具有附接至其上的根`据权利要求1所述的散热器。
【文档编号】H05K7/20GK103582393SQ201310337217
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月5日 优先权日:2012年8月3日
【发明者】冈本智美, 山田博 申请人:富士通株式会社