[发明专利]用于制造流体基冷却元件以及流体基冷却元件

说明书

提供一种用于制造流体基冷却元件(10)的方法。流体基冷却元件(10)构造成对设置在印刷电路板(100)上的生热元件(102)进行冷却。所述方法包括形成基体(12)，所述基体(12)包括板状基体部(11)和与板状基体部(11)一体化形成的内基体部(20)。形成基体(12)的步骤包括：通过压铸形成板状基体部(11)和内基体部(20)。内基体部(20)包括形成于内基体部(20)上侧上的多个突起(22a‑22o、24a‑24o)。突起(22a‑22o、24a‑24o)的间隙尺寸(D)为0.5mm至1.5mm。

本发明涉及用于制造流体基冷却元件的方法，其中，流体基冷却元件构造成对设置在印刷电路板(PCB)上的生热元件进行冷却。此外，本发明涉及对设置在印刷电路板上的生热元件进行冷却的流体基冷却元件。

根于现有技术，用于对计算机以及设置在印刷电路板上的其它生热电子和/或电气部件进行冷却的流体基冷却系统通常设计成类似于常规汽车发动机流体基冷却系统。该流体基系统通常是闭环设置，包括冷板、流体、流体输送管、流体冷却泵和热交换器。

通常，用于流体基冷却系统的高性能冷板(即，液块或水块)由金属基座(通常由铜或铝构成)制备，并且在PCB部件(通常是高功率微处理器)的高热通量区域、带垫圈的密封盖以及入口和出口流体连接器或端口上方具有高密度散热鳍片结构。

传统上，流体基冷却板(即，液块或水块)由高热导率的一个或多个金属原料棒制备、特别是通过将材料去除(切割)成最终形状的一个或多个金属原料棒制备。此处，使用一种或多种材料去除技术，例如，机械加工、刮削、电腐蚀或其它技术。在小批量生产中，已知的冷板几乎完全由材料切割制备，因为该技术不需要任何额外的昂贵工具。

在大批量生产中，原料金属棒通常由压铸、冲压、锻造或挤出的金属型材代替，以提高生产率。这种预成型形状减少了已知冷板的加工时间，因为通常只需要产生一些结构细节，其中最重要和耗时的是制造散热冷却通道。

散热鳍片结构的散热冷却通道最常用小直径高速切割机、轮式切割锯、电腐蚀或鳍片刮削技术制备。以此方式，产生散热鳍片的线性阵列。通常，根据冷板材料和技术，对于切削机械加工的鳍片，散热鳍片间隙尺寸可以制造成宽度薄至0.1mm，对于切割锯机械加工的鳍片，散热鳍片间隙尺寸可以制造成宽度薄至0.2mm。

一般来说，散热鳍片结构或散热鳍片阵列的密度越高，在散热鳍片结构或散热鳍片阵列区域中使用冷板的冷却表面效率越高。最常见的是，高性能冷板使用0.2mm至0.8mm厚的散热鳍片结构。或者，散热鳍片结构或散热鳍片阵列也可以焊接(solder或weld)至冷板的基座。

因此，高密度散热鳍片结构对于实现冷板的良好热性能是重要的，当生热PCB部件达到高达80W/cm²的相对高的热通量时尤为如此。

图5显示现有技术的高密度散热鳍片结构的冷板的基座12’。图5所示的冷板的基座12'通过使用已知的预成型技术制造。随后，散热鳍片结构的散热冷却通道使用小直径高速切割机、轮式切割锯、电腐蚀或鳍片刮削技术制造。

然而，使用该技术使生产时间大幅增加，因为其需要额外的机械加工以及工具/设备成本，并且使生产成本增加。特别是，刚刚提到的任意加工步骤都可能占高达冷板生产成本的一半。

因此，制造高性能冷板的已知方法的常规问题是其不能生产高密度散热鳍片结构以实现良好的热性能，而且同时避免相对耗时、复杂和昂贵的加工步骤。

本发明的目的涉及用于制造流体基冷却元件的方法，其允许以高效、简单且经济的方式生产流体基冷却元件，同时获得良好的性能。

该目的通过具有权利要求1的特征的方法以及通过具有权利要求15的特征的流体基冷却元件来实现。本发明的有利改进在从属权利要求中有所限定。