專(zhuān)利名稱(chēng)：液冷式散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種散熱裝置，特別是關(guān)于應(yīng)用在電子設(shè)備的電路板中的液冷式散熱裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今電子科技日新月異，各種特定功能的電子元件均向集成電路化發(fā)展，配合納米技術(shù)日驅(qū)成熟，以及人們對(duì)于計(jì)算機(jī)微型化與功能強(qiáng)大的需求，熟知的計(jì)算機(jī)主板及其處理器與各式芯片規(guī)格一再縮小，且運(yùn)算及儲(chǔ)存功能更臻強(qiáng)大，應(yīng)運(yùn)生成刀片式服務(wù)器(Blade Server)。
刀片式服務(wù)器將每個(gè)服務(wù)器單元主板的尺寸大幅縮小，并配置中央處理器(Central Processor Unit，CPU)、芯片組、內(nèi)存與硬盤(pán)，使每個(gè)服務(wù)器單元如同一個(gè)獨(dú)立運(yùn)作、可抽換的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，再將這些服務(wù)器單元以彼此緊鄰并排的方式裝配在機(jī)箱上，并整合主板、電源供應(yīng)器、風(fēng)扇組等設(shè)計(jì)構(gòu)成一刀片式服務(wù)器。盡管刀片式服務(wù)器的架構(gòu)設(shè)計(jì)可節(jié)約空間，然而，當(dāng)機(jī)內(nèi)的這些服務(wù)器單元共同運(yùn)行時(shí)，它在狹小空間的散熱問(wèn)題顯得尤為突出。
為了解決在狹小空間中的散熱問(wèn)題，日立制作所股份有限公司提出一種計(jì)算機(jī)的液冷系統(tǒng)，如中國(guó)臺(tái)灣專(zhuān)利公告第550449號(hào)發(fā)明專(zhuān)利所示，它可應(yīng)用在裝設(shè)有中央處理器(CPU)及芯片組的控制電路基板，或具有上述控制電路基板與硬盤(pán)機(jī)的計(jì)算機(jī)本體部，以及轉(zhuǎn)動(dòng)支撐在上述計(jì)算機(jī)本體部的顯示部，它是在包括上述中央處理器的發(fā)熱部固定一受熱頭，將充滿(mǎn)冷卻液的管路連接在上述受熱頭，而且在上述顯示部的液晶顯示板與顯示部框體之間具有上述管路，蛇行形狀或鋸齒形狀地配置，循環(huán)上述管內(nèi)的冷卻液作為熱傳遞媒體，用上述受熱管或管路的一部分吸收上述發(fā)熱部產(chǎn)生的熱量，其它部分進(jìn)行散熱。
此外，中國(guó)臺(tái)灣專(zhuān)利公告第509349號(hào)實(shí)用新型專(zhuān)利還提出一種液冷式計(jì)算機(jī)元件散熱裝置，它包括一座體及一導(dǎo)體，該座體具有一頂板及一由該頂板周緣向下延伸的壁板，二者相配合界定出一凹孔，該頂板底面至少設(shè)有一朝該凹孔凸設(shè)的隔板，借該隔板可在凹孔中區(qū)隔出可互相連通的一引入道及一引出道，對(duì)稱(chēng)于該引入道及引出道的頂板上又各設(shè)有一可供冷卻液流入的入口及一可供冷卻液流出的出口；該導(dǎo)體以高熱傳導(dǎo)系數(shù)的材質(zhì)制成板塊狀，具有一可封設(shè)在該凹孔開(kāi)口的頂面及一可緊貼在計(jì)算機(jī)元件的底面，該頂面向上凸設(shè)有多個(gè)可伸設(shè)在凹孔中的散熱片，在相鄰二個(gè)散熱用的相對(duì)側(cè)面之間即設(shè)有一槽道，各散熱片上均設(shè)有多個(gè)可貫穿二個(gè)側(cè)面的貫穿部；借此，利用一泵強(qiáng)制將冷卻液經(jīng)入口導(dǎo)入該凹孔內(nèi)部進(jìn)行熱交換時(shí)，可達(dá)到計(jì)算機(jī)元件散熱目的。
上述中國(guó)臺(tái)灣第550449號(hào)及第509349號(hào)專(zhuān)利案雖然均提及液冷式散熱設(shè)計(jì)，然而均只能對(duì)例如中央處理器等功率晶體進(jìn)行散熱，該設(shè)計(jì)可應(yīng)用在例如刀片式服務(wù)器的服務(wù)器單元中，然而，由于各該服務(wù)器單元導(dǎo)出的熱量容易蓄積在刀片式服務(wù)器的主板中，對(duì)此上述專(zhuān)利均無(wú)任何改善方案。若將上述專(zhuān)利案的設(shè)計(jì)應(yīng)用在主板中，則必須針對(duì)主板的各式發(fā)熱元件(如中央處理器、南橋芯片、北橋芯片、硬盤(pán)等)個(gè)別設(shè)置導(dǎo)體(或受熱頭)，如此將占用服務(wù)器機(jī)箱內(nèi)部很大空間，甚至導(dǎo)致服務(wù)器的機(jī)箱必須增大的窘境，不具有產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
業(yè)界為了解決例如服務(wù)器或個(gè)人計(jì)算機(jī)內(nèi)部主板的散熱問(wèn)題，在主板背面裝設(shè)一鋁制背板，請(qǐng)參閱圖1，計(jì)算機(jī)1的主板10產(chǎn)生的熱能通過(guò)其背面9個(gè)螺絲11均勻地傳導(dǎo)到鋁制背板12上，然后借由該鋁制背板12與該機(jī)箱13間的空氣流動(dòng)進(jìn)行擴(kuò)散。對(duì)于刀片式服務(wù)器，機(jī)箱13內(nèi)部的主板10吸收來(lái)自表面電子元件的熱量過(guò)大，且主板10背面與機(jī)箱13間的空間有限，導(dǎo)致空氣流通緩慢，利用這種被動(dòng)式的熱擴(kuò)散，根本不能滿(mǎn)足主板10的散熱需求。
為此，業(yè)界目前只能采用增設(shè)系統(tǒng)風(fēng)扇的方式提供例如服務(wù)器的主板的主動(dòng)散熱效果，然而，這種做法一方面會(huì)極大地增加系統(tǒng)的體積、震動(dòng)與噪聲，另一方面也會(huì)增加系統(tǒng)的電能消耗，不利于能源的節(jié)約。
因此，面對(duì)現(xiàn)今世界資源匱乏的現(xiàn)狀以及人們對(duì)電子產(chǎn)品要求的嚴(yán)苛，尋求一種符合節(jié)約資源及降低噪聲需求的服務(wù)器主板散熱方式，實(shí)已成為業(yè)界亟待解決的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種液冷式散熱裝置，對(duì)電子設(shè)備的電路板進(jìn)行主動(dòng)式的熱交換散熱。
本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種液冷式散熱裝置，避免傳統(tǒng)散熱風(fēng)扇產(chǎn)生過(guò)大噪音的缺點(diǎn)。
本實(shí)用新型的再一目的在于提供一種液冷式散熱裝置，節(jié)省電能。
為實(shí)現(xiàn)上述及其它目的，本實(shí)用新型提供一種液冷式散熱裝置，應(yīng)用在電子設(shè)備電路板的熱交換，該液冷式散熱裝置包括第一夾層，接觸到該電路板的一側(cè)面，內(nèi)部具有流通冷卻液的第一循環(huán)路徑，吸收來(lái)自該電路板的熱能；以及第二夾層，設(shè)置在該電子設(shè)備的外側(cè)面，內(nèi)部具有與該第一循環(huán)路徑相導(dǎo)接以流通冷卻液的第一循環(huán)路徑，將該冷卻液的熱量擴(kuò)散到電子設(shè)備的外部。
上述液冷式散熱裝置中，該電路板表面具有多個(gè)發(fā)熱元件，該第一夾層的第一循環(huán)路徑可盤(pán)繞經(jīng)過(guò)各該發(fā)熱元件，該第一循環(huán)路徑經(jīng)過(guò)各該發(fā)熱元件區(qū)域的盤(pán)繞密度，可高于電路板表面未設(shè)置發(fā)熱元件區(qū)域的盤(pán)繞密度。該第一循環(huán)路徑可由一設(shè)在第一夾層內(nèi)部的熱管(Heat Pipe)構(gòu)成。此外，該電路板可以是一主板，其熱量可通過(guò)多個(gè)螺絲傳導(dǎo)到一金屬板，再借由該金屬板傳導(dǎo)到該第一夾層。
本實(shí)用新型提供的液冷式散熱裝置還可包括一泵，導(dǎo)接在該第一循環(huán)路徑與該第二循環(huán)路徑之間，用以驅(qū)動(dòng)冷卻液。該第二夾層的第二循環(huán)路徑可呈環(huán)狀排列結(jié)構(gòu)，該第二循環(huán)路徑可由一設(shè)在第二夾層內(nèi)部的熱管構(gòu)成。此外，還可設(shè)有一通道導(dǎo)接該第一循環(huán)路徑與該第二循環(huán)路徑；所述的該電子設(shè)備是具有一機(jī)箱側(cè)板，該第一夾層及第一夾層分別設(shè)置在該機(jī)箱側(cè)板的內(nèi)側(cè)面及外側(cè)面。
本實(shí)用新型的液冷式散熱裝置通過(guò)接觸到該電路板的第一夾層吸收來(lái)自該電路板的熱量，并由設(shè)置在電子設(shè)備外側(cè)面的第二夾層將該冷卻液的熱量擴(kuò)散到電子設(shè)備的外部，借此可對(duì)電子設(shè)備的電路板進(jìn)行主動(dòng)式的熱交換散熱功效，不使用散熱風(fēng)扇，可防止產(chǎn)生過(guò)大噪音、震動(dòng)與過(guò)多的電能消耗，提升其產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的主板散熱結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型液冷式散熱裝置應(yīng)用在電子設(shè)備中的示意圖；圖3是本實(shí)用新型液冷式散熱裝置應(yīng)用在電路板發(fā)熱元件的分布示意圖；圖4是本實(shí)用新型液冷式散熱裝置的第一夾層與電路板的接觸關(guān)系示意圖；以及圖5是本實(shí)用新型液冷式散熱裝置的熱量流向示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例圖2是本實(shí)用新型液冷式散熱裝置應(yīng)用在電子設(shè)備中的示意圖。如圖所示，本實(shí)用新型提供的液冷式散熱裝置3，應(yīng)用在一電子設(shè)備2的電路板23中，該液冷式散熱裝置3包括一接觸到該電路板21的第一夾層31、一設(shè)置在該電子設(shè)備3外側(cè)面的第二夾層33以及一驅(qū)動(dòng)冷卻液循環(huán)流動(dòng)到該第一夾層31及第二夾層33的泵35。在本實(shí)施例中，所述的電子設(shè)備2是一服務(wù)器，它具有一機(jī)箱21及一機(jī)箱側(cè)板211，電路板23是一主板，設(shè)置在該機(jī)箱21內(nèi)部鄰近該機(jī)箱側(cè)板211處。應(yīng)注意的是，本實(shí)施例中雖然以應(yīng)用在服務(wù)器2為例，并非用以限制本實(shí)用新型的產(chǎn)品應(yīng)用范圍，凡具有電路板的電子設(shè)備或等效設(shè)備均屬于本實(shí)用新型的應(yīng)用范圍，另外該機(jī)箱側(cè)板211可以是機(jī)箱21的一側(cè)板，也可以是機(jī)箱21的蓋板。
請(qǐng)參閱圖2所示，本實(shí)用新型提供的液冷式散熱裝置3包括第一夾層31、第二夾層33及泵35，該第一夾層31接觸到該電路板23的一側(cè)面，并且由高熱傳導(dǎo)系數(shù)的材質(zhì)，例如鋁或銅等金屬制成，用于吸收來(lái)自該電路板23的熱量，該第二夾層33設(shè)置在該電子設(shè)備2的外側(cè)面。在本實(shí)施例中，該第一夾層31設(shè)置在該機(jī)箱側(cè)板211的內(nèi)側(cè)面，直接或間接接觸到該電路板23的背面，該電路板23若以一主板為例時(shí)，其熱量可通過(guò)多個(gè)螺絲傳導(dǎo)到一金屬板(未標(biāo)出)，再借由該金屬板傳導(dǎo)到該第一夾層31；該第二夾層33則設(shè)置在該機(jī)箱側(cè)板211的外側(cè)面，且該第二夾層33的內(nèi)部具有第二循環(huán)路徑331，該第二循環(huán)路徑331可由一設(shè)在第二夾層33內(nèi)部的熱管(Heat Pipe)構(gòu)成，可呈環(huán)狀排列結(jié)構(gòu)，但非以此為限。
請(qǐng)參閱圖3及圖4所示，該電子設(shè)備2的電路板23表面具有多個(gè)發(fā)熱元件231，例如中央處理器、各式功率晶體、硬盤(pán)或各式擴(kuò)充卡等，該第一夾層31內(nèi)部具有流通冷卻液的第一循環(huán)路徑311，吸收來(lái)自該電路板23的熱量。在本實(shí)施例中，該第一夾層31的第一循環(huán)路徑311可盤(pán)繞經(jīng)過(guò)各該發(fā)熱元件231，且該第一循環(huán)路徑311經(jīng)過(guò)各該發(fā)熱元件231區(qū)域的盤(pán)繞密度，可高于電路板23表面未設(shè)置發(fā)熱元件231區(qū)域的盤(pán)繞密度。所述該第一循環(huán)路徑311可由一設(shè)在第一夾層31內(nèi)部的熱管(Heat Pipe)構(gòu)成，但并非以此為限。此外，還可設(shè)有一通道導(dǎo)接該第一循環(huán)路徑311與該第二循環(huán)路徑331。
該泵35設(shè)置導(dǎo)接在該第一循環(huán)路徑311與該第二循環(huán)路徑331之間，驅(qū)動(dòng)冷卻液循環(huán)流通在該第一夾層31的第一循環(huán)路徑311與該第二夾層33的第二循環(huán)路徑311中，具體而言，可設(shè)置在例如上述導(dǎo)接該第一循環(huán)路徑311與該第二循環(huán)路徑331的通道中。該泵35可例如是一微型泵(mini-pump)，并可通過(guò)調(diào)節(jié)該泵35的轉(zhuǎn)速改變冷卻液的循環(huán)速度，使該其無(wú)論處于何種放置方式的電子設(shè)備，例如臥式服務(wù)器或者立式服務(wù)器，都能達(dá)到理想的散熱效果。
如圖3所示，當(dāng)電子設(shè)備2在工作狀態(tài)中產(chǎn)生的熱量蓄積在該電路板23時(shí)，可通過(guò)熱傳導(dǎo)或熱對(duì)流將該熱量直接或間接地傳導(dǎo)到該本實(shí)用新型液冷式散熱裝置3的第一夾層31，并且借由其內(nèi)部第一循環(huán)路徑311(未標(biāo)出)的冷卻液體吸收該熱量并且持續(xù)循環(huán)使之均勻化，同時(shí)，通過(guò)該泵35將位于第一循環(huán)路徑311中已吸收熱量的冷卻液驅(qū)動(dòng)到該第二循環(huán)路徑331中循環(huán)流通，可借該第二夾層33將該冷卻液的熱量擴(kuò)散到電子設(shè)備2外部。
由于該第二夾層33設(shè)置在電子設(shè)備2外部處于室溫環(huán)境中，可借由與外部室溫空氣的自然熱交換降低其溫度，即使本實(shí)用新型的液冷式散熱裝置3中未設(shè)置一泵35，仍可通過(guò)自然的熱對(duì)流驅(qū)使流通在該第一循環(huán)路徑311內(nèi)部的冷卻液體向第二循環(huán)路徑331流動(dòng)，形成自然的熱對(duì)流循環(huán)效果。因此，本實(shí)用新型的液冷式散熱裝置3不使用電能也可正常工作，降低了電能的消耗，或者縱使本實(shí)用新型的液冷式散熱裝置3設(shè)置一泵35用以驅(qū)動(dòng)冷卻液，驅(qū)動(dòng)該泵35所需的電能也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有技術(shù)中驅(qū)動(dòng)多個(gè)散熱風(fēng)扇組所需的電能，故仍具有節(jié)省電能的功效。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的液冷式散熱裝置通過(guò)接觸到該電路板的第一夾層吸收來(lái)自該電路板的熱量，并由設(shè)置在電子設(shè)備外側(cè)面的第二夾層將該冷卻液的熱量擴(kuò)散到電子設(shè)備外部，對(duì)電子設(shè)備的電路板提供主動(dòng)式的熱交換散熱功效，不使用散熱風(fēng)扇可防止產(chǎn)生過(guò)大噪音、震動(dòng)與過(guò)多的電能消耗，相對(duì)解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題。
權(quán)利要求1.一種液冷式散熱裝置，應(yīng)用在電子設(shè)備的電路板的熱交換，其特征在于，該液冷式散熱裝置包括第一夾層，接觸到該電路板的一側(cè)面，內(nèi)部具有流通冷卻液的第一循環(huán)路徑，吸收來(lái)自該電路板的熱量；以及第二夾層，設(shè)置在該電子設(shè)備的外側(cè)面，內(nèi)部具有與該第一循環(huán)路徑相導(dǎo)接以流通冷卻液的第一循環(huán)路徑，將該冷卻液的熱量擴(kuò)散到電子設(shè)備的外部。
2.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱裝置，其特征在于，該電路板表面具有多個(gè)發(fā)熱元件，該第一夾層的第一循環(huán)路徑盤(pán)繞經(jīng)過(guò)各該發(fā)熱元件。
3.如權(quán)利要求2所述的液冷式散熱裝置，其特征在于，該第一循環(huán)路徑經(jīng)過(guò)各該發(fā)熱元件區(qū)域的盤(pán)繞密度，高于電路板表面未設(shè)置發(fā)熱元件區(qū)域的盤(pán)繞密度。
4.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱裝置，其特征在于，該第一循環(huán)路徑由一設(shè)在第一夾層內(nèi)部的熱管構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱裝置，其特征在于，該電路板是一主板，其熱量通過(guò)多個(gè)螺絲傳導(dǎo)到一金屬板，再借由該金屬板傳導(dǎo)到該第一夾層。
6.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱裝置，其特征在于，該液冷式散熱裝置還包括一泵，導(dǎo)接在該第一循環(huán)路徑與該第二循環(huán)路徑之間，驅(qū)動(dòng)冷卻液。
7.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱裝置，其特征在于，該第二夾層的第二循環(huán)路徑呈環(huán)狀排列結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱裝置，其特征在于，該第二循環(huán)路徑由一設(shè)置在第二夾層內(nèi)部的熱管構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱裝置，其特征在于，該液冷式散熱裝置還設(shè)有一通道導(dǎo)接該第一循環(huán)路徑與該第二循環(huán)路徑。
10.如權(quán)利要求1所述的液冷式散熱裝置，其特征在于，該電子設(shè)備具有一機(jī)箱側(cè)板，該第一夾層及第一夾層是分別設(shè)置在該機(jī)箱側(cè)板的內(nèi)側(cè)面及外側(cè)面。
專(zhuān)利摘要一種液冷式散熱裝置，應(yīng)用在提供電子設(shè)備的電路板的熱交換，該液冷式散熱裝置包括第一夾層，接觸到該電路板的一側(cè)面，內(nèi)部具有流通冷卻液的第一循環(huán)路徑，吸收來(lái)自該電路板的熱能；以及第二夾層，設(shè)置在該電子設(shè)備的外側(cè)面，內(nèi)部具有與該第一循環(huán)路徑相導(dǎo)接以流通冷卻液的第一循環(huán)路徑，將該冷卻液的熱能擴(kuò)散到電子設(shè)備的外部。本實(shí)用新型的液冷式散熱裝置通過(guò)接觸到該電路板的第一夾層吸收來(lái)自該電路板的熱量，并由設(shè)置在電子設(shè)備外側(cè)面的第二夾層將該冷卻液的熱量擴(kuò)散到電子設(shè)備的外部，借此可對(duì)電子設(shè)備的電路板進(jìn)行主動(dòng)式的熱交換散熱功效，不使用散熱風(fēng)扇，可防止產(chǎn)生過(guò)大噪音、震動(dòng)與過(guò)多的電能消耗，提升其產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
文檔編號(hào)G12B15/06GK2867803SQ20052003775
公開(kāi)日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2005年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月30日
發(fā)明者陳立, 陳志豐 申請(qǐng)人:英業(yè)達(dá)股份有限公司