[发明专利]用于发热的集成电路的集成的散热器和空气静压室

说明书

电子设备包括集成电路和热交换器。该热交换器包括热管以及第一多个冷却片和第二多个冷却片。该热管与集成电路热耦合，具有蒸发器部分和冷凝器部分，其中冷凝器部分远离蒸发器部分延伸。第一多个冷却片附接到冷凝器部分并靠近蒸发部分，当冷却流体以第一速度流过第一多个冷却片时，形成具有第一关联压降的静压室。第二多个冷却片附接到冷凝器部分并远离蒸发部分，当冷却流体以第一速度流过第二多个冷却片时，形成具有第二关联压降的流动路径。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年1月4日提交的、序列号为62/788,659、标题为“用于发热的集成电路的集成的散热器和空气静压室(INTEGRATED HEAT SINK AND AIR PLENUM FOR AHEAT-GENERATING INTEGRATED CIRCUIT)”的美国临时专利申请的优先权权益，并要求2019年8月29日提交的、序列号为16/555,711、标题为“用于发热的集成电路的集成的散热器和空气静压室(INTEGRATED HEAT SINK AND AIR PLENUM FOR A HEAT-GENERATINGINTEGRATED CIRCUIT)”的美国专利申请的优先权权益。这些相关申请的主题在此通过引用并入本文。

发明的背景

技术领域

本发明的实施例总地涉及计算机系统，更具体地，涉及用于发热的集成电路的集成的散热器和空气静压室(air plenum)。

背景技术

在现代计算设备中，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)和其他集成电路(IC)在使用过程中产生大量的热量。为了集成电路和计算设备的正常运行，这些热量需要被移除。例如，单个高功率芯片，诸如CPU或GPU，在运行过程中可产生数百瓦的热量，如果这些热量没有被有效移除，芯片的温度会上升到芯片有被损坏的风险的点。为了防止操作过程中的热损坏，许多系统在处理器的运行温度超过某一阈值时实现时钟速度节流。因此，在这些系统中，高功率芯片的处理速度受到芯片设计和如何有效地从芯片中移除热量的限制。

为了减少热约束对高功率芯片性能的影响，可以采用热交换器，其允许高功率芯片以更高的处理速度运行，产生更大量的热量。众所周知，热交换器将热量从芯片转移到环境空气中，然后空气将热量从芯片带走。热交换器可以包括无源设备，诸如散热器(heatsink)，或更复杂的传热设备，诸如热管。散热器通常包括鳍片(fin)阵列，其增加芯片暴露于环境空气的有效表面积，而热管则依靠相变(例如液体的蒸发)在两个固体界面之间有效地传递热量。在某些情况下，热管与散热器结合使用，以增加可从高功率芯片中移除的热量的量。

尽管使用了热交换器和其他热解决方案，但随着CPU和GPU以及其他集成电路的处理能力的不断提高，这种高功率芯片的处理速度持续受到从这些芯片移除热量的速度的限制。此外，许多现代芯片封装架构在高功率芯片和关联的热交换器之间增加了热阻。例如，一些芯片封装架构现在包括高功率芯片和热交换器之间的结构，诸如保护盖或堆叠在发热芯片上的附加发热芯片。这些介于中间的热阻降低了热交换器的效率。

如前所述，本领域需要更有效的技术来在运行期间从集成电路中移除热量。

发明内容

本发明的一个实施例阐述了一种电子设备，其包括集成电路(IC)和热交换器。热交换器包括至少一个热管以及第一多个冷却片和第二多个冷却片。至少一个热管与集成电路热耦合，并具有蒸发器部分和冷凝器部分，其中冷凝器部分远离蒸发器部分延伸。第一多个冷却片附接到冷凝器部分并靠近蒸发部分，并且当冷却流体以第一速度流过第一多个冷却片时形成具有第一关联压降的静压室(plenum)。第二多个冷却片附接到冷凝器部分且远离蒸发部分，并且当冷却流体以第一速度流过第二多个冷却片时形成具有第二关联压降的流动路径。