[发明专利]一种计算设备及其冷板

说明书

本申请实施例公开了计算设备及其冷板。该冷板的盖板与换热芯围合形成液冷侧的冷却腔，其换热芯通过基板的底面与发热部件适配换热，基板本体上设置有用于容纳相变工质的相变腔，辅以构建相变增强冷板，且该相变腔的下壁面具有毛细结构，该毛细结构至少配置在该下壁面的外周区域部分。如此设置，发热部件工作产生的热量首先传递至换热芯基板，相变腔内的相变工质受热并汽化，携带热量高温的气体充满整个相变腔，与低温的上壁接触快速冷凝并回落至相变腔的底部；在相变腔毛细结构的作用下，将外周相变工质快速吸到相变腔下壁面液量挥发减小的区域，确保该区域的最大换热量，并基于冷却腔与液冷系统建立的液冷循环将热量带走，换热效率较高。

技术领域

本申请实施例涉及计算机硬件领域，尤其涉及一种计算设备及其相变增强型冷板。

背景技术

冷板是液冷系统与热源进行换热的关键部件，例如但不限于可用于计算设备的中央处理器(central processing unit，CPU)散热。具体地，通过换热芯基板与CPU贴合，换热过程中热量自CPU导至换热芯基板，再通过换热芯基板上的换热芯翅片与水进行热交换，并经由液冷循环将热量带走。

由于铜基板横向传热能力比较差，基板尺寸过大或者说其板面尺寸超出相适配的热源尺寸较多的话，则会导致位于基板周边的翅片基本无法参与到上述换热过程中。也就是说，换热芯翅片不能达成其设计换热能力。因此，现有冷板的换热芯基板尺寸大多与芯片尺寸差不多，但直接影响换热芯翅片的可布置区域，进而无法获得良好的散热能力。

特别是，对于小尺寸大功率的发热部件来说，上述问题尤为显著。

发明内容

本申请实施例提供了一种计算设备及其冷板，通过结构优化改善冷板散热能力及散热效率，以支持不同大功率发热部件应用场景的配置。

本申请实施例第一方面提供了一种冷板，包括围合形成冷却腔的盖板和换热芯，该冷却腔具有进液口和出液口的盖板，换热芯包括基板和多个散热翅片，该基板的底面用于与发热部件适配换热，发热部件工作产生的热量首先传递至换热芯基板，各散热翅片位于冷却腔中且间隔设置在基板上，通过液冷循环可将交换至散热翅片的热量带走；本方案中，在基板的本体上设置有用于容纳相变工质的相变腔，且该相变腔的下壁面具有毛细结构，毛细结构至少配置在该下壁面的外周区域部分。如此设置，相变腔内的相变工质受热并汽化，汽化吸收大量的汽化潜热，携带热量高温的气体充满整个相变腔，与低温的上壁接触快速冷凝，形成液态工质回落到相变腔的下壁；该相变过程中，相变腔顶部的基板本体全幅面参与热交换，基板周边的翅片由此可充分参与热交换。与此同时，随着发热部件对应区域液体不断受热挥发并减小，在相变腔下壁面毛细结构的作用下，能够将外周相变工质快速吸到相变腔下壁面液量挥发减小的区域，确保该区域的最大换热量。整体来看，基板本体外周的传热性能通过相变侧的配置得以改善，可充分利用液冷循环的热负载能力，能够有效提高冷板的整体换热能力。

在实际应用中，可在相变腔下壁面的全表面配置有毛细结构。这样，可以形成发热部件所在区域以及全表面的液态工质动态流动转移，能够进一步提升换热效率，

在实际应用中，该相变腔中充有相变工质后抽真空，以形成利于受热相变的真空状态。

基于第一方面，本申请实施例还提供了第一方面的第一种实施方式：毛细结构呈非规则排布状。基于基板底面与发热部件进行基础换热的特点，液态工质始终覆于相变腔的下壁面，也即相变受热工作面上，非规则排布的毛细结构能够在下壁面上形成较为丰富的流动路径，液态相变工质可在毛细结构的作用下流向其幅面内的任一位置，以充分发挥液态相变工质减少区域的换热能力，提高相变工质的汽化效率。

示例性的，相变腔的全部壁面具有毛细结构，在有效提高汽化效率的基础上，接近冷动腔一侧的毛细结构还能够提高冷凝效率。

在实际应用中，可采用烧结工艺在相变腔的下壁面上形成该毛细结构。示例性的，可利用不同形态的铜份，通过控制相应的烧结温度，以形成不同孔隙和渗透率的无序毛细结构。