一种接触式主动相变冷却结构及被动相变冷却结构的制作方法

本发明属于计算机散热技术领域，具体涉及一种接触式主动相变冷却结构及被动相变冷却结构。

背景技术：

随着电子技术的迅速发展，人们对计算机的要求也愈来愈高。计算机在运行时会产生大量的热，温度过高时会直接烧坏元件，因此对计算机元件散热是计算机正常运行的前提保障。目前在散热领域，常用技术有液冷及风冷技术。液冷的散热效果较明显，但目前液冷技术只能解决主要发热源的散热，且结构复杂，小发热量和不规则形状热源仍需要配合风冷散热方式。对于计算机的散热，风冷散热技术比较成熟，也是市面上常用的散热技术，但是由于空气的比热容较小，散热效果不能够满足计算机散热日益增长的要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种接触式主动相变冷却结构及被动相变冷却结构，解决现有技术中液冷散热及风冷散热各有缺陷、使用效果不佳的问题。

本发明所采用的技术方案是：一种接触式主动相变冷却结构，包括竖直设置且顶端开口的外壳，外壳的顶端开口处密封安装有顶盖，外壳的至少一个外侧部竖直设置至少一个散热翅片；外壳外部安装有与外壳内部相连通的压力表及真空泵，外壳的内侧壁设置有主板，主板上连接有发热芯片，外壳内填充有液体工质，液体工质内通过管道设置有微型液泵，管道的一端位于液体工质内，管道的另一端伸出液体工质外且安装有喷头，喷头正对发热芯片设置。

本发明的特点还在于：

外壳为冲压或焊接工艺一体成型的结构；

液体工质为不导电、无腐蚀、低真空下易相变的工质；液体工质占壳体内部空间的5％-90％。

液体工质占壳体内部空间的30％-50％。

顶盖通过密封螺栓与外壳的顶端开口处密封连接。

外壳的底部设置有至少一个风扇。

外壳的外侧部设置有电源外引线，电源外引线的一端伸出散热翅片外。

本发明所采用的另一个技术方案是：

一种接触式被动相变冷却结构，包括水平设置且一个侧端开口的外壳，外壳的开口处密封安装有顶盖，外壳的顶部外侧安装有至少一个散热翅片，外壳外部安装有与外壳内部相连通的压力表及真空泵，外壳的底部内侧壁设置有主板，主板上连接有发热芯片，外壳内填充有液体工质，液体工质将主板及发热芯片完全覆盖。

本发明另一个技术方案的特点还在于：

外壳为冲压或焊接工艺一体成型的结构；液体工质为不导电、无腐蚀、低真空下易相变的工质。

顶盖通过密封螺栓与外壳的开口处密封连接。

外壳的底部外侧壁设置有电源外引线。

本发明的有益效果是：本发明的一种接触式主动相变冷却结构及被动相变冷却结构，通过以液冷直接接触散热为主，将真空热管传热和风冷散热相结合，使发热元件迅速降温，极大地提高了散热效果。

附图说明

图1为本发明一种接触式主动相变冷却结构的结构示意图；

图2为图1的侧视结构示意图；

图3为本发明一种接触式被动相变冷却结构的结构示意图。

图中，1.外壳，2.散热翅片，3.顶盖，4.密封螺栓，5.压力表，6.真空泵，7.主板，8.发热芯片，9.微型液泵，10.喷头，11.电源外引线，12.液体工质，13.风扇，14.管道。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明的一种接触式主动相变冷却结构，如图1、图2所示，包括竖直设置且顶端开口的外壳1，外壳1的顶端开口处密封安装有顶盖3，外壳1的至少一个外侧部竖直设置至少一个散热翅片2；外壳1外部安装有与外壳1内部相连通的压力表5及真空泵6，外壳1的内侧壁设置有主板7，主板7上连接有发热芯片8，外壳1内填充有液体工质12，液体工质12内通过管道14设置有微型液泵9，管道14的一端位于液体工质12内，管道14的另一端伸出液体工质12外且安装有喷头10，喷头10正对发热芯片8设置。其中，外壳1为冲压或焊接工艺一体成型的结构；液体工质12为不导电、无腐蚀、低真空下易相变的工质；液体工质12占壳体1内部空间的5％-90％，优选为30％-50％；顶盖3通过密封螺栓4与外壳1的顶端开口处密封连接；外壳1的底部设置有至少一个风扇13；外壳1的外侧部设置有电源外引线11，电源外引线11的一端伸出散热翅片2外。

本发明的一种接触式被动相变冷却结构，如图3所示，包括水平设置且一个侧端开口的外壳1，外壳1的开口处密封安装有顶盖3，外壳1的顶部外侧安装有至少一个散热翅片2，外壳1外部安装有与外壳1内部相连通的压力表5及真空泵6，外壳1的底部内侧壁设置有主板7，主板7上连接有发热芯片8，外壳1内填充有液体工质12，液体工质12将主板7及发热芯片8完全覆盖。其中，外壳1为冲压或焊接工艺一体成型的结构；液体工质12为不导电、无腐蚀、低真空下易相变的工质；顶盖3通过密封螺栓4与外壳1的开口处密封连接；外壳1的底部外侧壁设置有电源外引线11。

本发明一种接触式主动相变冷却结构，其中各部分的工艺要求为：

1)外壳1采用冲压或焊接工艺一体成型，制作工艺要求无空隙，确保承载液体后无渗漏现象；

2)散热翅片2分上下两部分，都采用传统的“立式”自然散热方式，在散热面积不够时，靠外壳下方的风扇13增强空气流动(如图2所示)；

3)密封螺栓4用于顶盖3和外壳1的密封；

4)压力表5与真空泵6整体外置安装，用于外壳内的空气抽离，确保真空状态；当压力p≤设定值a时，真空泵6启动；当压力p达到设定值b时，真空泵6停止；

5)主板7紧密贴合外壳1，并与发热芯片8正常安装；

6)喷头10的数量根据外壳内的重点散热区域决定，喷头10的位置安装在发热芯片8的对应位置。

7)液体工质12采用不导电、无腐蚀、低真空下易相变的工质，如氟类、硅油类、超纯水等，充入外壳内的液量达机箱内部空间的1/4。

整机按工艺要求组装好后，压力表5监测内部压力值，真空泵6开始作用，保持内部始终处于真空状态。微型液泵9通电后，将液体打入管道14内，通过喷头10喷到发热量大、需要重点散热的区域。液体受热蒸发带走热量，并顺着主板7流回外壳下端。由于此时的外壳上部分空间处于真空状态，内存的液体工质12基于液体相变的物理因素会蒸发一部分，带走外壳内上半部分芯片区域的热量。由于液体工质12具有相变现象，蒸发的气体遇到外壳内低温度的内壁时，会由气体转化为液体流回机箱底部，同时释放潜热，由机箱外壁上的散热翅片2带走。经过机箱内部的循环相变散热，聚集在内部的热量会通过外壳1的散热片散发出来。在外壳外部的散热面积不足、温度达不到要求时，可以在外壳下方设置风扇13，靠风扇13将堆积的热量全部释放出来。

本发明的一种接触式被动相变冷却结构，如图3所示，其将整机“倒放”，直接将散热工质充入机内，将内部元件浸泡。

将整机“倒放”安装后，使液体工质12将发热芯片8及主板7完全浸泡。同样，真空泵6和压力表5使机箱内部始终保持在真空状态下。机箱内的液体工质12吸收发热元件的热量，达到一定温度后，基于液体相变原理，对发热芯片8进行持续散热。同样，可在散热翅片2外部安放风扇，强制外部空气流动，提高散热效果。

综上所述，本发明具有以下特点：

1)运用液体对发热芯片直接接触相变的冷却方式，改变传统的计算机风冷散热方式，大大提高了散热效率；

2)基于液体相变技术对芯片进行散热，整体结构简单，成本较低；

3)能够有针对性地对主要散热区域进行液体喷淋散热的同时，通过选择合适的喷头，可对微小热源和不规则热源的散热进行有效处理，减少工程量；

4)可在外壳的散热翅片外部安放风扇，强制外部空气流动，加快气体的流速，确保壳体内部热量的正常散热；当热功耗小的时候，风扇可以关闭，依靠自然对流散热，根据热负荷大小，调整开启风扇的数量，实现最大节能；

5)液体工质采用不导电的液体工质，安全系数高。

以上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在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。