[发明专利]喷射冷却电子元件

说明书

发明领域

本发明一般涉及发热电子元件的冷却，更准确地说涉及一种电路板装置和用来喷射冷却电子元件的装置和方法。

发明背景

象集成电路、多芯片组件(multi-chip modules)、无源元件和功率晶体管这些通常固定到如电路板之类表面上的电子元件，在正常工作期间可能是需要冷却的热源。

通常电子元件通过自然或强制空气对流受到冷却，由于空气具有较小的热容量和传热系数，所以强制空气对流要求使大量空气流过元件或流过装到这些元件上的厚散热片。但是，这种空气冷却过程可能无法对电子元件提供均匀致冷，并可能将不希望有的噪声或诸如灰尘之类的污物引至元件上。

蒸发喷射冷却的特征在于将雾化的液滴直接或间接喷在象电子元件这样的热源表面上。当液滴落到元件表面上时，一层液体薄膜涂在元件上，主要通过液体的蒸发将热量从元件的表面带走。

虽然蒸发喷射冷却是许多电子应用领域中一种优选的散热方法，但是公知的喷射冷却系统一般采用专门设计的装置以向电子元件表面传送流体，并将流体从电子元件的表面去除。通常，这些装置包括多个零件，将它们安装到固定有电子元件的电路板表面上。这样，电路板上的空间可能被喷射冷却装置占用，可能需要在喷射冷却系统工作之前进行彻底的密封，并且可能难以使电子元件免受由电磁辐射所产生的干扰。另外，公知的喷射冷却系统可能无法有效地冷却嵌在诸如电路板之类壳体内部的电子元件。

因此，需要一种用来喷射冷却电子元件的装置与方法，这种装置与方法无需将一独立的装置安装到固定有该电子元件的表面上，零件数目少，可使电子元件免受电磁辐射，并可冷却嵌在电路板内部的电子元件。

发明概述

根据本发明的一个方面，前述需求由一种用来喷射冷却电子元件的装置实现，本装置包括含有空腔的壳体，该空腔的尺寸适于包围一电子元件。该壳体包括含第一孔的第一层和含第二孔的第二层。第二孔与第一孔相通，并与空腔相通。第一孔与第二孔的尺寸适于接纳流体，雾化流体并将雾化的流体释放到空腔内。

根据本发明的另一方面，一种电路板装置，包括形成第一壁的第一多层。第二多层形成第二壁。第二壁配合到第一壁上。第三多层形成第三壁。第三壁也配合到第一壁上。第四多层形成第四壁，第四壁配合到第二壁上并配合到第三壁上。第一、第二、第三与第四壁限定一空腔。在第四多层中的至少一些层中有至少一个孔。这些孔共同构成一喷嘴，该喷嘴的尺寸适于雾化流体且将该流体释放到空腔中。

根据本发明的又一方面，一种用来喷射冷却电子组件的方法，包括提供含有空腔的壳体，该空腔的尺寸适于包围该电子元件。该壳体包括含第一孔的第一层和含第二孔的第二层。第二孔与第一孔相通，并与空腔相通。接着，将流体输送给第一孔。第一孔与第二孔雾化该流体，并将雾化的流体释放到空腔中。

根据以下借助附图表示和说明对本发明优选实施例的详细描述，本发明的优点对本领域的技术人员来说将变得更明显。如将意识到的那样，本发明可有其他和不同的实施例，且其细节可作各方面修改。因此，实质上将附图与描述看作说明性的而不是限制性的。

附图简述

图1是一典型电子元件的透视图。

图2是沿图1所示电子元件的线2-2的主视图，说明将元件固定到一衬底上的典型方式。

图3是一根据本发明优选实施例的装置图，该装置用来容纳和喷射冷却图1和2所示电子元件。

图4表示图3所示喷嘴各个孔的顶视图。

优选实施例详述

参见附图，其中相同的数字代表相同的元件，图1是一典型电子元件10的透视图，该元件10包括：一器件基座或凸缘(flange)12；一些端头14；盖16；以及一或多个模片(dies)(图中未表示)，它们被盖16封装在内。

电子元件10例如可以是NPN硅射频(RF)功率晶体管，可从Motorola买到，序列号为MRF899/D。涉及电子元件10，将被理解为不仅适用于图1所示的元件10，而且还适用于诸如可从Motorola买到的序列号为SRF7016的无凸缘RF功率晶体管之类不同构造的功率晶体管，而且适用于包括无源元件、所有类型的集成电路、多芯片组件和混合电路在内的完全不同的元件，但并不局限于这些。