电子设备中的冷却管制造技术

本发明专利技术的多种实施例能够通过采用具有一定截面形状的管道来减少电子设备中管道爆裂的机会，这些截面形状能够变形为较大的截面面积来适应冷却剂由于凝固而引起的膨胀，而该截面的周长几乎没有增加。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电子领域。更具体地讲，本专利技术涉及降低电子设备中的冷却管爆裂。
技术介绍
由于越来越多的晶体管被组装到每个新一代集成电路(IC)芯片之中，所以电子设备中的部件持续变得更小并变得更快速。这些部件能够产生大量的热，而且热量随部件变得更小和更快而有增加的趋势。但是，为了正常工作，这些部件不能变得太热。过去，大多数电子设备都采用散热片和风扇而完全靠空气冷却。但是，流体冷却的系统正越来越多地得到使用。在典型的流体冷却系统中，流体冷却剂在热交换器和电子设备的一个或多个部件之间通过管道循环。该流体能够从这些部件吸收热量并在该热交换器中散发热量。流体冷却系统与空气冷却系统相比有多种优越性。举例来说，流体冷却系统可以比空气冷却系统消散大得多的热量。而且，因为热交换器可以远离发热部件，所以流体冷却系统通常允许电子设备的大小和尺寸具有更大的灵活性，相反，散热片和风扇通常需要置于非常靠近发热部件的位置。流体冷却系统的一个潜在缺点是可能发生管道爆裂。电子设备可能经受很低的、冷却剂也许会凝固的环境温度。如果冷却剂是某种凝固时膨胀的物质，譬如水，膨胀就可能使管道爆裂。附图说明本专利技术的示例在附图中加以说明。但是，这些附图并不限制本专利技术的范围。附图中相似的参考标号代表相似的元件。图1表示电子设备的一个实施例。图2表示冷却管的一个实施例。图3表示冷却管横截面的各种实施例。具体实施例方式在下面的详细说明中，为了提供对本专利技术的透彻理解而提出了许多特定的细节。不过，本领域人员将会理解，本专利技术可以不采用这些特定细节来实施，本专利技术不限于所述的多种实施例，本专利技术可以按照各种其他实施例来实施。在其他情况下，众所周知的方法、程序、部件和电路尚未被详细说明。该说明的各个部分将采用本领域人员常用的术语加以陈述以便将它们的工作的实质传达给本领域的其他人员。各种操作将以有助于理解本专利技术的方式被描述成依次执行的多个不连续的步骤。但是，该描述顺序不能被认为它意味着这些操作必须按照叙述的顺序执行，也不意味着它依赖于顺序。最后，被反复使用的短语“在一个实施例中”也不一定是指同一个实施例，尽管它可以是同一个实施例。本专利技术的多种实施例通过采用具有一定截面形状的管道来减少电子设备中管道爆裂的机会，这些形状能够被变形为较大的截面面积来适应由于凝固所引起的冷却剂膨胀，而该截面的周长几乎没有相应的增加。图1表示电子设备100的一个实施例，在该设备中可以使用本专利技术的实施例。电子设备100包括印刷电路板(PCB)110，处理器120、热交换器130和泵150固定在该印刷电路板(PCB)110上。流体冷却剂可以借助泵150在处理器120和热交换器130之间通过冷却管140循环。电子设备100是要代表各种各样的电子设备，举例来说，它包括其中可以采用流体冷却的台式计算机、膝上型计算机、书写板计算机、个人数据助理(PDA)、电话以及任何其他类型的电子设备。处理器120是要代表各种各样的、可以对其采用流体冷却的发热电子部件，举例来说，它包括数字信号处理器(DSP)、多芯处理器等等。热交换器130是要代表多种热交换设备中任意一种，举例来说，它包括具有散热片和/或风扇的散热器。电子设备100的其他实施例可以包括附加的部件、附加的热交换器以及/或者附加的冷却管，而且所有这些部件都可以按照多种方式之中的任何方式排列和连接。在另一些实施例中，该冷却管可以是热管道。在这种情况下，因为能够通过加热和冷却该冷却剂本身而使冷却剂通过热管道循环，所以不需要泵。在图示的实施例中，流体冷却系统可以是单相系统。就是说，该冷却剂在正常运行过程中一直保持为液体形态。另一种情况是，该系统可以是两相系统，其中该冷却剂在正常运行过程中随着它吸收热量而蒸发或部分蒸发，但当它散发热量时又变回为液体。可以采用许多冷却剂之中的任何一种。但是，凝固时膨胀的冷却剂，譬如水和某些液态金属，在任一种系统中都可能会引起管道爆裂。在两相系统中，因为液体冷却剂通常不充满这些管道，从而具有供凝固时膨胀的空间，所以不常碰到管道爆裂。单相系统在管道中填充的容积往往要满得多，这就使膨胀更成为问题。但是，即使在两相系统中，管道的一些部分也可能基本上充满了冷却剂。在这种情况下，不均匀凝固可能阻挡该冷却剂并导致爆裂。由于冷却剂平均温度的升高和降低，这两种冷却系统在正常环境下都可能在变化的压力下运行。在这种情况下，冷却管140通常相当坚固，以便在运行中基本维持该冷却系统的总体积。但是当冷却剂凝固时，施加到管道上的膨胀压力可能相对比较高。许多冷却剂在凝固时都会膨胀。譬如说，水在结冰时膨胀大约8％。本专利技术的多种实施例采用具有非圆形截面的管道来应对这种体积变化。这些管道可以在凝固引起的高膨胀压力下变形为较大的截面形状，并同时基本保持管道的周长不变。这样，在凝固时就能够在管壁上导致总体较低的应力。图2按照两种不同的状态表示所专利技术的冷却管140的一个实施例。管道140具有由管壁220形成的流体通道210。当流体通道210包含液体冷却剂240时，管壁220就处于松弛状态230，它具有椭圆截面形状。另一方面，当流体通道210充满凝固的冷却剂250时，管壁220可以变形为膨胀状态260。在该示例性实施例中，管壁220在膨胀状态260时基本为圆形。即使该截面形状的周长在从状态230变到状态260时没有变化，面积也会由于截面变得更圆而增加。假设该冷却剂是水而且面积可以增加至少8％，那么冷却管140就不会由于结冰而爆裂。管道140可以采用包括塑料和金属的多种材料中的任何一种来制造。在某些实施例中，该材料可以坚固得足以在正常工作压力下维持它的形状，而在由于凝固引起的膨胀压力下变形。在该示例性实施例中，管壁220包括弹性材料，从而使管道140能够在冷却剂融化时返回松弛状态230。如果该材料在弹性范围内变形，管道140就能够在若干个状态之间多次转换而不会爆裂。另一些实施例可以使用各种各样的非圆形截面。图3表示几种可行的方案。左侧的第一类截面形状310处于松弛状态，包括正方形、长方形、三角形和梯形截面。右侧的第二类截面形状320表示每种形状在膨胀状态下如何变形。在每种情况下，各个侧边凸出，各个角缩进，所以即使松弛状态的周长仍然基本等于膨胀状态的周长，最终也会引起从松弛面积350到膨胀面积360的总体增加。以上说明了减少电子设备中冷却管爆裂的问题。尽管本领域人员在阅读了前述说明后能够领会本专利技术的许多变化和修改，但应当理解，通过说明所展示和描述的各特定实施例决不应被认为是限制性的。所以，引用各特定实施例的细节并不是要限制权利要求的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子设备中使用的冷却管，该冷却管包括：运载冷却该电子设备的冷却剂的流体通道；以及形成该流体通道的管壁，上述管壁在松弛状态时具有第一截面形状，在膨胀状态时具有第二截面形状，该第二截面形状具有比该第一截面形状更大的面积。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-6-29 10/881,3071.一种电子设备中使用的冷却管，该冷却管包括运载冷却该电子设备的冷却剂的流体通道；以及形成该流体通道的管壁，上述管壁在松弛状态时具有第一截面形状，在膨胀状态时具有第二截面形状，该第二截面形状具有比该第一截面形状更大的面积。2.如权利要求1的冷却管，其中该冷却剂包括水或液态金属之中的一种。3.如权利要求1的冷却管，其中该电子设备包括处理器。4.如权利要求1的冷却管，其中该第一截面形状是非圆形。5.如权利要求1的冷却管，其中该第二截面形状比该第一截面形状更接近圆形。6.如权利要求1的冷却管，其中该第一截面形状是椭圆形、正方形、长方形、三角形或梯形之中的一种。7.如权利要求1的冷却管，其中该第一截面形状的面积和该第二截面形状的面积的差至少为8％。8.如权利要求1的冷却管，其中该第一截面形状的周长基本等于该第二截面形状的周长。9.如权利要求1的冷却管，其中该管壁在弹性范围内工作以便在该第一截面形状和该第二截面...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉吉夫K蒙贾，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]