[发明专利]具有低阻流道强化换热上盖的液冷芯片散热器

说明书

本发明公开了一种具有低阻流道强化换热上盖的液冷芯片散热器，散热器由上盖和底托构成。上盖设有一个进水两个出水口，换热腔体位于上盖的中央，靠近进水口一侧设有分水池。出水口与换热腔体的集水池相通，分水池与集水池分隔开，分水池框架的外侧空间与集水池连通。分水池框架内设有密封垫，密封垫的正中间开有喷水口。上盖水流通道的设计，具有低阻力循环强化散热的作用。尤其是上盖密封垫的面积与微槽道上表面相等，冷流体通过密封垫开口进入微槽道只能从槽道微小翅片的间隙中流出，使得冷流体与微槽道能够充分换热。由于流体在上盖内流动的路径没有死角，所以阻力明显降低。散热器厚度较薄，但换热面积相对较大，非常适用于服务器窄小的空间。

技术领域

本发明属于热能工程强化传热领域，具体涉及一种用于冷却计算机CPU芯片的散热器装置。

背景技术

所有计算机包括手机的芯片都是高热流密度发热器件，一个计算机服务器通常具有几十枚甚至几百枚多核式CPU，在强劲性能的背后，伴随着更高的发热量和热流密度，正因为此CPU芯片的高效冷却问题成为计算机性能进一步提高的桎俈。目前数据中心对于芯片的冷却主要以风冷为主，即在服务器内装风机，通过强迫流动的冷风将热量带走。众所周知，如果采用水冷方式将芯片的热量带走则具有较高的冷却效率，并且目前已有多种水冷散热器。水冷式散热存在的主要问题或研究的焦点是如何提高流体的散热效率，如何带走更多的热量。其中关键的技术就是散热器腔体内的散热单元结构以及封装结构。

目前数据中心采用的液冷散热器一般都是由底托和密封盖两部分组成，合在一起构成换热腔体。底托上设有不同形式的翅柱、微槽道、小翅片等散热单元，通过散热单元与冷却流体进行换热。密封盖结构的设计除了构成密封腔体外，主要起到对流体的合理导流、流体的换热路径等重要作用。目前许多研发机构对散热器研究的重点大多都集中在底托上，为此设计出多种形式的散热单元，而其重点均放在如何提高换热面积等方面。散热单元的形式和结构可以设计成多种多样，目的均是在相同的外形体积下，如何增大换热面积。但由此引发的问题是：换热面积增大的同时冷却水流动的阻力也大幅提高，因此对底托散热单元结构的研究已经显得非常困难。然而人们却忽视了对于水冷散热器密封上盖的研究，上盖的优化设计对于散热器换热效率的提高可以起到事半功倍的作用，上盖内合理的导流、优化的换热路径结构可以相对减小流动阻力，形成低阻的流场，能够大幅提高水(液)冷式散热器的效率及性能。

发明内容

本发明的目的是，提出一种具有低阻流道强化换热上盖的液冷芯片散热器装置，用于计算机CPU芯片的冷却，在减小冷却流体流动阻力的基础上，有效提高CPU的散热性能。

为实现此发明目的而采取的技术方案是：散热器装置由上盖和底托合为一体构成，上盖设有一个进水口和两个出水口，进水口位于上盖的中部，两个出水口位于上盖的上部或下部。换热腔体位于上盖的中央，换热腔体内靠近进水口一侧设有分水池，两个出水口与换热腔体的集水池相通，分水池与集水池分隔开。分水池框架的外侧空间与集水池连通，分水池框架内设有密封垫，密封垫的正中间开有喷水口，上盖换热腔体的四周设有密封槽，用于放置密封圈。

作为一个整体散热器，其底托的结构为：底托上设有长方形微槽道，在微槽道上加工出多个密集的微小翅片，微槽道左右两侧边缘设有45°的斜坡，在微槽道的中央加工有U形进水槽。进水槽的深度,微槽道高度的1/2，整体微槽道的面积与上盖密封垫的面积相等。微槽道的四周设有集水槽，上盖与底托密封合为一体后，集水槽与上盖分水池框架的外侧空间连通。