用于冷却电子装置的系统和方法制造方法及图纸

公开了一种用于冷却电子装置的设备。在一个方面，所述设备包含与所述电子装置的发热部件耦合的蒸汽室。在一个方面，所述蒸汽室与所述电子装置的外盖的内表面耦合，并且与所述外盖的所述内表面的形状共形。在另一方面，所述蒸汽室形成所述电子装置的所述外盖。所述蒸汽室包括密封容器、安置在所述密封容器的内表面上的芯结构，以及容纳在所述密封容器中的流体，其中，当热量被施加到与所述发热部件耦合的所述密封容器的蒸发器侧时，所述流体在所述密封容器的与所述蒸发器侧相对的冷凝器侧汽化，并通过所述芯结构返回到所述蒸发器侧。

Systems and methods for cooling electronics

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于冷却电子装置的系统和方法
本公开的各个方面涉及用于冷却电子装置的系统和方法。
技术介绍
由于电路系统密度的增加，微处理器的性能随着时间推移有了显著提高。具体地，可以在更小的芯片尺寸上制造越来越多的晶体管。这进而导致了芯片封装功率密度的指数级上升，并且预计这一趋势将持续到可预见的未来。芯片封装所消耗的电能几乎全部以热量形式释放到周围环境中，这对冷却装置和冷却封装造成很大负担。现有的冷却装置通常利用空气或水将热量从芯片封装中带走。散热器和/或热管是常用的空气冷却装置，而冷板在水冷却中是最主要的。这些冷却装置通过导热界面附接到芯片封装上。“冷却封装”可包含冷却装置、位于冷却封装和芯片封装之间的导热界面以及芯片封装。应当注意，“芯片封装”在本文中也可以称为集成电路、处理器、微处理器、微芯片，或在诸如硅的半导体材料的片(“芯片”)上制造的任何其它组的电子电路。
技术实现思路
以下呈现涉及本文所公开的一或多个方面的简要概述。因此，不应将以下概述视为与所有预期方面相关的广泛综述，且不应将以下概述视为识别与所有预期方面相关的关键或重要元件或描述与任何特定方面相关联的范围。因此，以下概述的唯一目的是在下文详细描述之前，以简化的形式呈现与涉及本文所公开的机制的一或多个方面相关的某些概念。在一个方面，一种用于冷却电子装置的设备包含与所述电子装置的发热部件耦合的蒸汽室，所述蒸汽室包括具有蒸发器侧和与所述蒸发器侧相对的冷凝器侧的密封容器、安置在所述密封容器的内表面上的芯结构，以及容纳在所述密封容器中的流体，其中：所述密封容器的蒸发器侧与所述发热部件耦合，所述密封容器的冷凝器侧与所述电子装置的外盖的内表面耦合，所述密封容器的冷凝器侧与所述电子装置的外盖的内表面的形状共形，且当所述发热部件产生热量时，所述流体在所述密封容器的冷凝器侧汽化并且通过所述芯结构返回到所述密封容器的所述蒸发器侧。在一个方面，一种用于冷却电子装置的设备包含与所述电子装置的发热部件耦合的蒸汽室，所述蒸汽室包括具有蒸发器侧和与所述蒸发器侧相对的冷凝器侧的密封容器、安置在所述密封容器的内表面上的芯结构，以及容纳在所述密封容器中的流体，其中：所述蒸汽室形成所述电子装置的外盖，所述密封容器的所述蒸发器侧与所述发热部件耦合，当所述发热部件产生热量时，所述流体在所述密封容器的所述冷凝器侧汽化，并通过所述芯结构返回到所述密封容器的所述蒸发器侧。在一个方面，一种用于冷却电子装置的设备包含与所述电子装置的发热装置耦合的冷却装置，其中，所述冷却装置包括具有蒸发器侧和与所述蒸发器侧相对的冷凝器侧的密封容器、安置在所述密封容器的内表面上的芯吸装置，以及容纳在所述密封容器中的流体，其中：所述密封容器的蒸发器侧与所述发热装置耦合，所述密封容器的所述冷凝器侧与所述电子装置的外盖的内表面耦合，所述密封容器的所述冷凝器侧与所述电子装置的所述外盖的所述内表面的形状共形，且当所述发热装置产生热量时，所述流体在所述密封容器的冷凝器侧汽化并且通过所述芯吸装置返回到所述密封容器的所述蒸发器侧。在一个方面，一种用于冷却电子装置的设备包含与所述电子装置的发热装置耦合的冷却装置，其中，所述冷却装置包括具有蒸发器侧和与所述蒸发器侧相对的冷凝器侧的密封容器、安置在所述密封容器的内表面上的芯吸装置，以及容纳在所述密封容器中的流体，其中：所述冷却装置形成所述电子装置的外盖，所述密封容器的所述蒸发器侧与所述发热装置耦合，当所述发热装置产生热量时，所述流体在所述密封容器的所述冷凝器侧汽化，并通过所述芯结构返回到所述密封容器的所述蒸发器侧。基于附图和详细描述，与本文所公开的各个方面相关联的其它目的和优点对于本领域技术人员而言是显而易见的。附图说明当结合仅用于说明而非限制本公开的附图考虑时，通过参考以下详细说明将容易获得对本公开的各个方面的更完整理解，同时变得更好理解，其中：图1是根据本公开的一个方面的示范性蒸汽室的横截面侧视图。图2A是根据本公开的一个方面的包含蒸汽室的示范性电子装置的横截面侧视图。图2B是根据本专利技术的一个方面的图2A的电子装置的底视图。图3是根据本公开的一个方面的包含蒸汽室的示范性电子装置的横截面侧视图。图4是根据本公开的一个方面的包含蒸汽室的示范性电子装置的横截面侧视图。具体实施方式公开了一种用于冷却电子装置的设备。在一个方面，所述设备包含与所述电子装置的发热部件耦合的蒸汽室。在一个方面，所述蒸汽室与所述电子装置的外盖的内表面耦合，并且与所述电子装置的外盖的内表面的形状共形。在另一方面，所述蒸汽室形成所述电子装置的外盖。所述蒸汽室包括密封容器、安置在所述密封容器的内表面上的芯结构，以及容纳在所述密封容器中的流体，其中，当热量被施加到与所述电子装置的所述发热部件耦合的所述密封容器的蒸发器侧时，所述流体在所述密封容器的与所述蒸发器侧相对的冷凝器侧汽化，并且通过所述芯结构返回到所述密封容器的所述蒸发器侧。在针对本公开的特定方面的以下描述和相关附图中公开了本公开的这些和其它方面。可在不脱离本公开的范围的情况下设计替代方面。另外，将不详细描述或将省略本公开的公知要素，以免混淆本公开的相关细节。本文中使用词语“示范性”和/或“实例”来表示“作为实例、例子或说明”。本文描述为“示范性”和/或“实例”的任何方面不必被解释为比其它方面优选或有利。同样，术语“本公开的各个方面”不要求本公开的所有方面包含所论述的特征、优点或操作模式。如上所述，由于电路系统密度的增加，微处理器的性能随着时间推移有了显著提高。具体地，可以在更小的芯片尺寸上制造越来越多的晶体管。这进而导致了芯片封装功率密度的指数级上升，并且预计这一趋势将持续到可预见的未来。芯片封装所消耗的电能几乎全部以热量形式释放到周围环境中，这对冷却装置和冷却封装造成很大负担。例如，预期现代的安全摄像机以很高的分辨率持续运行，从而产生大量的热量。冷却安全摄像机和类似的小型装置(例如可佩戴式摄像机、智能电话、平板电脑等)的挑战在于通常只有非常小的表面积用于热冷却。如果此类装置“过热”，那么它可以被编程以关闭或降低功能性。例如，再次参考安全摄像机的实例，安全摄像机的设计可能仅允许摄像机外壳的温度和芯片封装的温度之间存在10℃的差异。此外，裸片上结温可以比芯片封装的温度高10°。因此，如果最大可允许的外壳温度为52℃，那么芯片封装将只允许达到62℃的温度，并且裸片上结的温度将被限制为72℃。然后，当芯片封装的温度接近62℃时，摄像机可以降低记录时的分辨率和/或帧速率，以减少由芯片封装产生的热量，并且当达到62℃时，摄像机可能会关闭。现有的冷却装置通常利用空气或水将热量从芯片封装中带走。散热器和/或热管是常用的空气冷却装置，而冷板在水冷却中是最主要的。这些冷却装置通过导热界面附接到芯片封装上。然而，在诸如安全摄像机、可佩戴摄像机等小型装置的情况下，仅有少量表面积可用于冷却芯片封装，且因此，典型的冷却装置可能不足以将芯片封装的温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于冷却电子装置的设备，其包括：/n与所述电子装置的发热部件耦合的蒸汽室，所述蒸汽室包括：/n具有蒸发器侧和与所述蒸发器侧相对的冷凝器侧的密封容器；/n安置在所述密封容器的内表面上的芯结构；以及/n容纳在所述密封容器中的流体，其中：/n所述密封容器的所述蒸发器侧与所述发热部件耦合；/n所述密封容器的所述冷凝器侧与所述电子装置的外盖的内表面耦合；/n所述密封容器的所述冷凝器侧与所述电子装置的所述外盖的所述内表面的形状共形；且/n当所述发热部件产生热量时，所述流体在所述密封容器的所述冷凝器侧汽化，并且通过所述芯结构返回到所述密封容器的所述蒸发器侧。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170728 US 15/663,6801.一种用于冷却电子装置的设备，其包括：
与所述电子装置的发热部件耦合的蒸汽室，所述蒸汽室包括：
具有蒸发器侧和与所述蒸发器侧相对的冷凝器侧的密封容器；
安置在所述密封容器的内表面上的芯结构；以及
容纳在所述密封容器中的流体，其中：
所述密封容器的所述蒸发器侧与所述发热部件耦合；
所述密封容器的所述冷凝器侧与所述电子装置的外盖的内表面耦合；
所述密封容器的所述冷凝器侧与所述电子装置的所述外盖的所述内表面的形状共形；且
当所述发热部件产生热量时，所述流体在所述密封容器的所述冷凝器侧汽化，并且通过所述芯结构返回到所述密封容器的所述蒸发器侧。


2.根据权利要求1所述的设备，其中所述蒸汽室与所述电子装置的所述外盖的所述内表面热耦合。


3.根据权利要求1所述的设备，其中所述蒸汽室与所述电子装置的所述外盖的少于整个所述内表面耦合。


4.根据权利要求1所述的设备，其中所述蒸汽室与所述电子装置的所述外盖的整个所述内表面耦合。


5.根据权利要求1所述的设备，其中所述密封容器的所述冷凝器侧是所述蒸汽室与所述电子装置的所述外盖的所述内表面耦合的侧。


6.根据权利要求1所述的设备，其中所述密封容器为铝或铜，且所述电子装置的所述外盖为聚合物。


7.根据权利要求1所述的设备，其中所述发热部件包括芯片封装、成像传感器或功率放大器。


8.根据权利要求1所述的设备，其中所述流体包括水、乙醇或甲醇。


9.根据权利要求1所述的设备，其中所述电子装置包括摄像机、手机、可穿戴装置或物联网IoT装置。


10.根据权利要求1所述的设备，其中所述芯结构包括烧结铜粉、纤维材料、碳纤维、铜或铝网，或者在所述密封容器的所述内表面上的凹槽。


11.根据权利要求1所述的设备，其中所述发热部件与所述蒸汽室热耦合。


12.根据权利要求1所述的设备，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·帕贾帕蒂，王淑娟，王鹏，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US