具有集成蒸汽室的散热器制造技术

公开了具有集成蒸汽室的散热器。提供了用于耗散来自处理器的热量的冷却子系统。冷却子系统包括散热器，其包括具有形成在其中的多个翅片的上部以及固定到上部的基部以在上部和基部之间形成以封闭体积的蒸汽室。

【技术实现步骤摘要】
具有集成蒸汽室的散热器
本专利技术涉及冷却系统，并且更具体地，涉及电子系统中的散热器。
技术介绍
诸如中央处理单元和图形处理单元的高功率电子部件在运行期间生成大量热量。热量需要被耗散以避免将部件过度加热。常规冷却解决方案包括将散热器或热管与部件的表面接触放置，其经由传导将热量引离电子部件。热量随后通过对流得到耗散，这可能结合一个或多个迫使空气通过散热器或热管的风扇。最近使用的一种特定散热器技术实现具有焊接到其的经堆叠的翅片组件的散热器。散热器的基座可以或可以不包括集成在其中的热管。散热器的基座也可以在基座内侧包含蒸汽室，所述蒸汽室高效地转移基座的底面和与经堆叠的翅片组件的底面相接触的基座的顶面之间的热量。高效的冷却解决方案使电子部件能够以较高速度运行，从而使整个系统更高效。如果散热器效率得到增加从而更有效地冷却处理器，那么处理器可以在产生较高性能的情况中运行。然而，常规散热器设计受材料的传热性质以及设计的其它方面限制。因此，存在对于解决与现有技术相关联的该问题和/或其它问题的需要。
技术实现思路
提供了用于耗散来自处理器的热量的冷却子系统。冷却子系统包括散热器，其包括具有形成在其中的多个翅片的上部以及固定到上部的基部以在上部和基部之间形成以封闭体积的蒸汽室。【附图说明】图1A和IB示出根据一个实施例的、包括包括在冷却子系统中的散热器的系统；图2示出根据现有技术的、具有集成蒸汽室的散热器；图3示出根据一个实施例的、具有集成蒸汽室的散热器；图4A示出根据另一个实施例的、具有集成蒸汽室的散热器；图4B示出根据又一个实施例的、具有集成蒸汽室的散热器；以及图5示出在其中可实现各先前实施例的各架构和/或功能性的示例性系统。【具体实施方式】图1A和IB示出根据一个实施例的、包括包括在冷却子系统中的散热器120的系统100。如图1A所示，系统100包括利用耦连到其的一个或多个电子部件诸如处理器101填充的印刷电路板(PCB) 110。在本描述的环境中，电子部件可以包括中央处理单元、图形处理单元、片上系统(SoC)、专用集成电路(ASIC)或一些其它类型的高功率器件。应该注意的是，尽管本文联系系统100阐述了各可选特征，但是这类特征仅出于示例性目的而阐述并且不应被视为以任何方式加以限制。例如，在图1A示出的示例性实施例的环境中，系统100可以或可以不包括耦连到处理器101的一个或多个存储器模块104。将理解的是，填充在PCBllO上的电子部件是可选的并且可以包括其它部件来补充或取代图1A示出的部件。例如，PCBllO可以包括电压调节器、协处理器、附加的存储器模块、电容器、电阻器以及接口诸如JTAG (联合测试行动组)接口、USB (通用串行总线)接口或PCIe (高速外围部件互连)接口。为了耗散来自处理器101或其它器件的热量，散热器120放置在处理器101上面。散热器120由铝、铜或具有良好传热性质的其它材料制成。散热器120可以包括翅片或其它结构，其增加散热器120的表面积以虑及由于对流的较好传热。散热器120可以包括增加散热器120的表面上的空气流动的集成风扇组件(未不出)。如图1B所示，处理器101包括在塑料封装中并且经由位于封装的底面上的球形网格阵列(BGA)连接到PCB110。此外，存储器模块104也经由BGA连接到PCB110。尽管图1B示出的连接经由BGA类型封装实现，但是将理解的是，连接到PCB100的电部件可以经由其它技术进行连接，诸如通孔技术、双列封装(例如小外廓集成电路或SOIC ;薄小外廓封装或TSOP等)、四列封装(例如，低外形四面扁平封装或LQFP ;塑料引线芯片载体或PLCC等)以及网格阵列(例如插针网格阵列或PGA ;细间距球形网格阵列等)等等。在一个实施例中，系统100可以实现为构造为与个人计算机(PC)或膝上型电脑中的主板的槽接合的插卡。例如，系统100可以是包括图形处理单元和图形存储器的图形卡。图形卡可以渲染要显示在连接到PC的显示设备上的高质量3D图形。图形卡可以包括冷却子系统，其包括散热器120和风扇。图2示出根据现有技术的、具有集成蒸汽室230的散热器200。如图2所示，散热器200包括基部210和上部220。典型地，基部210与上部220分开制造，然后上部220经焊接或以其它方式与基部210配合，使得上部210中的翅片与包括蒸汽室230的基部分开并且与其相异。基部210和上部220可以由金属材料制造，诸如铜、铝、铜合金、铝合金或具有良好传热性质的一些其它类型的材料。上部220包括形成在其中的多个翅片221以增加散热器200的有效性。翅片221增加散热器200的上部220的表面积，其经由对流增加上部220与周围空气之间的传热的有效性。散热器200的基部210包括形成在其中的蒸汽室230。蒸汽室230是包含液体池232的、基部210内侧的封闭体积。液体池232可以是蒸馏水、异丙醇、冷却剂或包括一种或多种液体和/或一种或多种可溶性固体的溶液的一些其它类型的液体。如本领域公知的，随着处理器101加热基部210的底面，液体被加热并且从液体变成蒸汽。蒸汽上升到蒸汽室230的顶部，在该处蒸汽通过与蒸汽室230的顶面接触得到冷却。由于散热器200的上部220中的翅片221的热耗散，所以蒸汽室230的顶面可以比液体的沸点更冷。经冷却的蒸汽凝结回到液体并且返回到液体池232以由处理器101所生成的热量对其进行重新加热。蒸汽室230有效地将热量跨散热器200的基部210的整个体积进行分布。只要液体的至少一部分处于液态中，则基部210将保持在液体池232的沸腾温度处或以下。此外，由已经沸腾的液体池232的一部分所形成的蒸汽将来自处理器101的热量跨基部210的体积均匀地进行分布，使得基部210的温度大致一致。在没有集成蒸汽室的常规散热器中，散热器的体积将经历从热源的接触面处的高温度到离接触面较远的较低温度的温度梯度。因为由于对流的传热的效率取决于表面与空气之间的温度梯度，所以散热器的翅片中的温度越高，散热器在耗散热能方面越高效。因为跨散热器200的基部存在小温度梯度，所以蒸汽室230有效地升高散热器的翅片处的温度。图3示出根据一个实施例的、具有集成蒸汽室330的散热器300。散热器300可以取代散热器120而使用在图1的系统100中，并且可以或可以不包括构造为迫使空气通过散热器300中的多个翅片321的集成风扇组件。如图3所示，散热器300包括基部310和上部320。基部310可以与上部320分开制造，然后上部320经焊接或以其它方式围绕基部310的周边与基部310配合，从而在基部310和上部320之间形成蒸汽室330。基部310和上部320可以由金属材料制造，诸如铜、铝、铜合金、铝合金或具有良好传热性质的一些其它类型的材料。上部320包括形成在其中的多个翅片321以增加散热器300的有效性。翅片321增加散热器300的上部320的表面积，使得更多热量可以经由对流转移到周围的空气。尽管未明确示出，但是散热器300可以包括沿基座310的较低边缘的凸缘(flange)，其具有形成在其中的多个孔以将散热器安装到印刷电路板110。凸缘还可以提供在其上可以按压夹子(clip)以将散热器安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种散热器，包括：上部，其具有形成在其中的多个翅片；以及基部，其固定到所述上部以在所述上部和所述基部之间形成以封闭体积的蒸汽室。

【技术特征摘要】
2013.02.26 US 13/778,0531.一种散热器，包括: 上部，其具有形成在其中的多个翅片；以及 基部，其固定到所述上部以在所述上部和所述基部之间形成以封闭体积的蒸汽室。2.根据权利要求1所述的散热器，其中所述蒸汽室包括所述多个翅片中的翅片中的至少一个的内部体积。3.根据权利要求1所述的散热器，进一步包括包含在所述蒸汽室内的液体池。4.根据权利要求3所述的散热器，其中所述液体池包括选自以下组中的液体:水、乙醇、甲醇以及氨。5.根据权利要求1所述的散热器，其中所述上部和所述基部由铜或铜合金形成。6.根据权利要求1所述的散热器，其中所述上部和所述基部由铝或铝合金形成。7.根据权利要求1所述的散热器，进一步包括毛细结构。8.根据权利要求7所述的散热器，其中所述毛细结构包括线网。9.根据权利要求7所述的散热器，其中所述毛细结构包括烧结金属粉。10.根据权利要求7所述的散热器，其中所述毛细结构包括形成在所述翅片的内表面上的多个凹槽。11.一种系统,包括: 处理器；以及 散热器，其包括: 上部，其具有形成在其中的多个翅片，以及 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯里尼瓦桑·拉奥·达马尔阿茹，约瑟夫·瓦尔特，道尔顿·社·奥康纳，
申请(专利权)人：辉达公司，
类型：发明
国别省市：美国;US