基于直接接触流体的冷却模块制造技术

一种流体输送模块，其产生计算机处理器的直接流体接触冷却，同时与常见处理器附件安装规范相匹配。计算机处理器通常被封装和安装在印刷电路板上，流体模块将冷却流体直接输送到处理器封装的至少一个表面。流体模块对处理器封装的表面形成流体密封。通过将流体输送到处理器封装的表面，模块冷却计算机处理器。模块不机械地紧固到处理器。相反，模块紧固到通常熔铸在印刷电路板上的各种处理器附件安装图案。印刷电路板通常搭载处理器。这使处理器封装上的应力最小化，并且允许不同处理器之间的更大模块化。在一个实施方式中，用一体微射流进行流体输送，产生计算机处理器的非常高的热传递冷却。传递冷却。传递冷却。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于直接接触流体的冷却模块
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年4月14日提交的临时专利申请62/833,745的优先权，其全部公开内容通过引用并入本文。


[0003]本公开涉及电子部件的冷却。

技术介绍

[0004]通过数据、机器学习、虚拟现实和人工智能的推升，对处理能力的需求不断增加。现代数据中心例如具有数百或数千个单独处理器(例如CPU、GPU或ASIC)的机架。在这种对更大计算能力的追求中，制造工艺的进步已允许芯片设计者构建具有更高算力密度的更小处理器。随着算力密度的增大，需要除去从这些装置散发出的热。
[0005]当前冷却计算机处理器的方法涉及通过使用热贴片将金属散热器(液体冷却或空气冷却)附接到处理器封装，然后将金属散热器紧固到位于搭载处理器的电路板上的标准安装图案。这些策略是有效的，但是具有不能与处理器算力进展同步的性能。此外，这些解决方案需要大的、笨重的、昂贵的金属散热器来帮助散热。它们的大尺寸和重量能够使处理器封装和电路板受到压力。这些散热器的持续增长进一步限制了数据中心、计算机机箱和专用印刷电路板中的处理器的可达到的封装密度。
[0006]传统的方法还使用热贴片将这些大的散热器热附接。使用热贴片将散热器附接到电子装置产生了一种组件，该组件具有依赖于将散热器连接到处理器封装的热贴片的耐久性和寿命的总体效果。该热贴片随着时间的劣化能够导致性能降低或装置失效。

技术实现思路

[0007]因此，具有如下的处理器散热器是有用的：具有更高的热性能；具有紧凑的包装尺寸；消除了对热贴的需要；并且可与现有和将来的处理器机械安装规范一起使用。
[0008]一方面，基于直接接触的单相流体的冷却模块包括：歧管，其包括与流体出口流体联接的流体入口；以及歧管安装结构，其构造成将所述歧管固定到分离结构，使得所述歧管构造成对电子部件的表面形成流体密封，使得在所述流体和所述电子部件之间建立直接接触。
[0009]一些示例包括上述和/或以下特征之一、或其任意组合。在一个示例中，歧管安装结构位于待冷却的相邻电子部件的范围之外。在一个示例中，流体仅与电子部件的外表面接触。在一个示例中，为了更好的热传递，流体从入口到出口在电子部件内通过。在一些示例中，歧管安装结构构造成将歧管固定到印刷电路板。在一个示例中，歧管安装结构构造成将歧管固定到印刷电路板的处理器附件安装图案。
[0010]一些示例包括上述和/或以下特征之一、或其任意组合。在一个示例中，歧管安装结构包括预加载部件，以在电子部件上产生坚固的密封。在一个示例中，基于直接接触的流
体的冷却模块还包括歧管和电子部件之间的可压缩的密封元件，以促进液密密封。在一个示例中，歧管还包括内部肋或翼片，其增大了歧管暴露于流体的表面积或增强了流体流动，以增强热传递。在一个示例中，入口和出口与流体配件流体连通。在一个示例中，入口和出口与流体管道流体连通。
[0011]一些示例包括上述和/或以下特征之一、或其任意组合。在一些示例中，歧管还包括将入口和出口流体联接的流体充压部(fluid plenum)，并且其中充压部中的流体与电子部件的表面接触。在一个示例中，歧管还包括限定了多个孔的喷嘴板，所述多个孔构造成产生被导向电子部件的表面处的射流。在一个示例中，喷嘴板将流体充压部分成入口充压部和出口充压部，其中在出口充压部中的流体压力低于在入口充压部中的流体压力。在一个示例中，喷嘴板还限定了至少一个出口流体通道，该出口流体通道构造成将流体从歧管的出口充压部引导向流体出口。在一个示例中，能够围绕所述多个孔绘制边界，而不封闭任何出口流体通道。在一些示例中，所述孔在板的表面上包含倒角。在一个示例中，所述孔形成微射流喷嘴。在一个示例中，微射流喷嘴在基本垂直于喷嘴板的表面的方向上引导流体，以产生在垂直方向上具有实质高动量的流体流。在一个示例中，所述孔被构造成非均匀地遍及喷嘴板，以提供用于减小电子部件中的温度梯度的更有效的冷却。
附图说明
[0012]为了更好地理解本公开而参照附图，其中：
[0013]图1示出了布置于CPU并附接到CPU主板的基于直接接触流体的冷却模块的截面图。
[0014]图2示出了布置于CPU并附接到CPU主板的基于直接接触流体的冷却模块的俯视图。
[0015]图3示出了用于将流体输送到CPU封装的表面的基于直接接触流体的冷却模块的一个实施方式的等距视图。
[0016]图4示出了基于直接接触流体的冷却模块的一个实施方式的截面图，其中冷却流体被输送以接触CPU封装的外表面。
[0017]图5示出了基于直接接触流体的冷却模块的一个实施方式的仰视图，其中与CPU封装接触的流体填充腔可以具有冷却或流动增强特征。
[0018]图6示出了基于直接接触流体的冷却模块的另一实施方式的截面图，其中流体被供应到CPU封装用于在CPU封装内输送。
[0019]图7示出了用于处理器的基于直接接触流体的冷却模块的一个实施方式的仰视图，其中供应/接收储液器分开向CPU封装提供冷却剂流体/从CPU封装接收冷却剂流体。
[0020]图8示出了基于直接接触流体的冷却模块的另一实施方式的等距视图，该基于直接接触流体的冷却模块包含内部特征以在CPU封装的外表面上产生高性能微射流冷却。
[0021]图9示出了基于直接接触流体的冷却模块的一个实施方式的分解图，该基于直接接触流体的冷却模块包含内部特征以在CPU封装的外表面上产生高性能微射流冷却。
[0022]图10示出了具有CPU封装的外表面的微射流冷却的基于直接接触流体的冷却模块的一个实施方式的截面图。
[0023]图11示出了可以包括用于处理器的基于直接接触流体的冷却模块的一个部分的
储液器盖。
[0024]图12示出了图11的储液器盖的仰视图，示出了分开的入口和出口流体储液器部分。
[0025]图13示出了可以包括用于处理器的基于直接接触流体的冷却模块的一个部分的微射流安装板的等距视图。
[0026]图14示出了具有微射流冷却特征的微射流安装板的俯视图。
[0027]图15示出了具有微射流冷却特征的微射流安装板的仰视图。
[0028]图16示出了与电子装置和安装板接口连接的微射流直接接触流体模块的等距分解装配视图。
[0029]图17A和图17B以等距视图和仰视图示出了具有内置于储液器盖中的微射流特征的微射流直接接触流体模块的可选实施方式。
[0030]图18示出了在可选的微射流直接接触流体模块实施方式中的储液器盖的沿着图17A中的线18
‑
18截取的截面图。
[0031]图19示出了在可选实施方式中用于附接到安装图案并形成密封的夹持板的等距视图。
[0032]图20示出了可选实施方式的等距分解装配视图。
[0033]图21A和图21B示出了包含微射流的直接接触流体模块的实施方式如何分布以提供不均匀的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种基于直接接触的单相流体的冷却模块，包括：歧管，其包括与流体出口流体联接的流体入口；以及歧管安装结构，其构造成将所述歧管固定到分离结构，使得所述歧管构造成对电子部件的表面形成流体密封，使得在所述流体和所述电子部件之间建立直接接触。2.根据权利要求1所述的基于直接接触流体的冷却模块，其特征在于，所述歧管安装结构位于待冷却的相邻电子部件的范围之外。3.根据权利要求1所述的基于直接接触流体的冷却模块，其特征在于，所述流体仅接触所述电子部件的外表面。4.根据权利要求1所述的基于直接接触流体的冷却模块，其特征在于，为了更好地热传递，所述流体从所述入口至所述出口在所述电子部件内通过。5.根据权利要求1所述的基于直接接触流体的冷却模块，其特征在于，所述歧管安装结构构造成将所述歧管固定到印刷电路板。6.根据权利要求5所述的基于直接接触流体的冷却模块，其特征在于，所述歧管安装结构构造成将所述歧管固定到所述印刷电路板的处理器附件安装图案。7.根据权利要求1所述的基于直接接触流体的冷却模块，其特征在于，所述歧管安装结构包括预加载部件，以在所述电子部件上产生坚固的密封。8.根据权利要求1所述的基于直接接触流体的冷却模块，其特征在于，还包括在所述歧管和所述电子部件之间的可压缩密封元件，以促进流体密封。9.根据权利要求1所述的基于直接接触流体的冷却模块，其特征在于，所述歧管还包括将所述入口和所述出口流体联接的流体充压部，并且所述充压部中的流体接触所述电子部件的表面。10.根据权利要求9所述的基于直接接触流体的冷却模块，其特征在于，所述歧管还包括喷嘴板，所述喷嘴板限定多个孔，所述多个孔构造成产生被导向所述电子部件的表面处的...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：捷控技术有限公司，
类型：发明
国别省市：