冷却装置、电子设备和音响设备、及制造冷却装置的方法制造方法及图纸

一种冷却装置，包括： 冷却单元，能够通过蒸发带有来自一对象的热量的工作介质来冷却所述对象； 冷凝单元，物理上与所述冷却单元相分离，能够冷凝在所述冷却单元中所蒸发的工作介质，并将冷凝的工作介质循环回所述冷却单元； 第一管道，通过其冷凝的工作介质从所述冷凝单元流向所述冷却单元；以及 第二管道，通过其蒸发的工作介质从所述冷却单元流向所述冷凝单元。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于如下应用的冷却装置，比如冷却个人计算机的中央处理单元或冷却音响设备的放大器中所使用的功率晶体管，本专利技术还涉及使用该冷却装置的电子设备和音响设备、以及用于制造该冷却装置的方法。
技术介绍
近些年来，中央处理单元(下文中若需要也称作“CPU”)的性能改善越来越显著。另一方面，CPU性能的显著改善也导致了CPU所产生热量的增加，并且大量的散热最终导致CPU发生错误的问题。传统上使用风扇通过空气冷却来冷却CPU。但是，传统的空气冷却通常不能提供足够的冷却性能，并且具有高冷却性能的风扇比传统的风扇更易造成严重的噪声问题。另外，也可以考虑通过循环冷却介质来冷却CPU。但是，通过该技术并不能获得满意的冷却性能。此外，冷却介质循环系统可能会增加设备结构的尺寸，从而不能将其小型化。这些问题也可能出现于例如包括需要高功率的功率晶体管的音响设备、以及个人计算机中。因此，本专利技术人提出了采用热管(heat pipe)作为冷却这些设备的部件的技术。热管是一种在管的内壁上具有毛细结构的金属管，并且管的内部基本上是真空的，但包括少量的水或CFS的替代物。当热管的一端(蒸发单元)接触热源而被加热，则蒸发包括在热管中的液体，从而将热吸收为潜热(热蒸气)。然后，蒸气以高速(基本上为音速)传输到低温单元(冷凝单元)，并且蒸气冷却再次变为液体，由此散热(通过冷凝潜热来散热)。然后通过毛细结构(或者通过重力)将液体传回其初始位置，由此，热量可以在该系统中高效地连续传输。但是，会产生以下问题。当前使用的热管大多数都很小，由此很难实现一个热管充分冷却较大的器件，如前面提到的消耗大量功率比如50到100W甚至更高的CPU和音响设备。此外，另外一个问题是，由于常用的热管通常具有如下结构，即，液相/气相工作介质的传输通道与蒸发单元和冷凝单元结合在一起，所以当需要冷却特定对象时，或者当使用特定结构的外围器件时，不能高效地实现冷却和散热。
技术实现思路
基于上述情形提出本专利技术，并且本专利技术的目的是提供一种具有改善的冷却性能并能提供高灵活性地选择合适的器件配置的冷却装置，使用该冷却装置的电子设备和音响设备，以及用于制造该冷却装置的方法。为了解决这些问题，根据本专利技术的一个方面，提供一种冷却装置，包括冷却单元，能够通过蒸发带有来自一对象(object)的热量的工作介质来冷却该对象；冷凝单元，物理上与冷却单元相分离，能够冷凝在冷却单元中所蒸发的工作介质，以将冷凝的工作介质循环回冷却单元；第一管道，通过其冷凝的工作介质从冷凝单元流向冷却单元；以及第二管道，通过其蒸发的工作介质从冷却单元流向冷凝单元。根据该结构可以实现高冷却效率，由于对象所产生的热量由冷却介质吸收，并且因所述热量所蒸发的蒸发介质通过管道循环回物理上与冷却单元相分离的冷凝单元，在此将热蒸气释放。此外，由于冷却单元与冷凝单元物理上相分离，可以实现选择器件配置的高灵活性。根据本专利技术的一种结构，冷却单元可以包括第一基板，配置有除了芯(wick)之外的凹槽(groove)；第二基板，由金属或者热传导性与金属相当的材料形成，并至少配置有芯；以及第三基板，具有与第二基板结合在一起的表面，其中第三基板的该表面与第一基板接合在一起。根据该结构，可以实现工作介质的有效蒸发，从而有效地冷却对象。根据本专利技术的一种结构，第二基板可以由铜形成，并且在芯表面上形成一层氧化亚铜(copper I oxide)薄膜。根据该结构，由于芯表面由氧化亚铜形成，改善了所述表面的亲水性，从而改善了毛细管作用。由此，提高蒸发的工作介质总量，从而改善冷却效率。此外，较好的亲水性改善了其耐蚀性能，并且由于改善的耐蚀性能防止了金属材料的腐蚀，因此作为考虑到金属部分的腐蚀而设置的部分，本专利技术的潜在腐蚀部分的厚度可以比传统的潜在腐蚀部分形成的薄。所以，可以实现小型化和较小的轮廓。而且，由于氧化亚铜表面具有抗菌作用，可以使工作介质经常保持清洁，从而防止工作介质变质。根据本专利技术的一种结构，至少第一管道和第二管道中的一个可以由碳氟树脂形成。由于碳氟树脂的柔韧性并可以被灵活地敲弯，所以可以实现冷却单元和冷凝单元的灵活配置。此外，由于碳氟树脂提供较高的气相/液相流动性能，并且由于树脂对蒸气/液体具有较高的抵抗性，从而可以实现工作介质的高效传输。根据本专利技术的一种结构，单元和管道之间的接合点可以使用自粘合碳氟树脂涂覆，其中，所述单元从冷却单元和冷凝单元构成的组中选取，管道从第一管道和第二管道构成的组中选取。根据该结构，改善了接合点的密闭性。具体地说，当管道由碳氟树脂形成时，可以实现高密闭性，这是由于自粘合碳氟树脂的涂覆导致与碳氟树脂管道的聚合。根据本专利技术的一种结构，至少管道与单元的接合点的一个表面可以用等离子体或活性离子腐蚀来处理，其中，所述管道从第一管道和第二管道构成的组中选取，单元从冷却单元和冷凝单元构成的组中选取。该结构提供改善的粘着性能和密闭性。至少管道与单元的所述接合点的一个表面可以用等离子体或活性离子腐蚀来处理，其中，所述管道从所述第一管道和第二管道构成的组中选取，并且所述单元从所述冷却单元和所述冷凝单元构成的组中选取。具体地说，使用氢等离子体的表面处理比采用碱金属离子的湿法腐蚀等具有成本低、高产出率和少排出毒废弃物的优点。根据本专利技术的一种结构，可以在第一管道和第二管道的表面上形成金属薄膜。该结构提供密闭性改善的管道。具体地说，使用氢等离子体的碳氟树脂管道的金属薄膜表面的形成处理在管道和金属薄膜之间提供改善的粘着性能。优选地，金属薄膜包括Cu、Al、Ni、Ti、Au、Pt、Ag、Cr、Fe、Zn、Co、Si、Sn、In以及Pb中的至少一种。形成金属薄膜的方法可以包括真空淀积、喷溅、无电电镀、电解电镀等。根据本专利技术的一种结构，第一管道和第二管道可以包含从硅胶(silicone rubber)、聚亚安酯和聚丙烯构成的组中选择的至少一种。该结构提供改善的粘着性能并提供所喜好的选择用于最佳粘结，从而展现方便的接合。具体地说，硅胶优选地用在用于液相的管道中，由于硅具有更高的亲水性。因此，优选结构可以是，例如将硅用于第一管道，通过其冷凝的工作介质从冷凝单元流向冷却单元，并将具有高抗水性能的TEFLONR聚亚安酯或聚丙烯用于第二管道，通过其蒸发的工作介质从冷却单元流向冷凝单元。根据本专利技术的一种结构，至少第一管道和第二管道的外和内表面的一个可以用碳氟树脂涂覆。例如，管道的外和内表面可以通过使用无电电镀涂覆碳氟树脂。根据该结构，可以改善管道的密闭性。本专利技术的第二方面是一种电子设备，包括中央处理单元；冷却单元，邻近中央处理单元设置，具有芯结构，能够通过蒸发带有来自一对象的热量的工作介质来冷却该对象；冷凝单元，物理上与冷却单元相分离，能够冷凝在冷却单元中所蒸发的工作介质，以将冷凝的工作介质循环回冷却单元；第一管道，通过其冷凝的工作介质从冷凝单元流向冷却单元；以及第二管道，通过其蒸发的工作介质从冷却单元流向冷凝单元。该结构具有小型化的特点和较小的轮廓，而且不会发生电子设备本身的错误操作，这是由于电子设备可以在板上配置具有高冷却性能和灵活的单元配置的冷却装置。根据本专利技术的一种结构，冷却单元可以具有基本上与中央处理单元的区域相等的区域。该结构可以高效冷却具有巨大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷却装置，包括冷却单元，能够通过蒸发带有来自一对象的热量的工作介质来冷却所述对象；冷凝单元，物理上与所述冷却单元相分离，能够冷凝在所述冷却单元中所蒸发的工作介质，并将冷凝的工作介质循环回所述冷却单元；第一管道，通过其冷凝的工作介质从所述冷凝单元流向所述冷却单元；以及第二管道，通过其蒸发的工作介质从所述冷却单元流向所述冷凝单元。2.如权利要求1所述的冷却装置，其中所述冷却单元包括第一基板，配置有除了芯之外的凹槽；第二基板，由金属或者热传导性与金属相当的材料形成，并至少配置有芯；以及第三基板，具有与所述第二基板结合在一起的表面，其中所述第三基板的所述表面与所述第一基板接合在一起。3.如权利要求2所述的冷却装置，其中所述第二基板由铜形成，并且其中在所述芯的表面上形成一层氧化亚铜薄膜。4.如权利要求1所述的冷却装置，其中至少所述第一管道和所述第二管道中的一个由碳氟树脂形成。5.如权利要求4所述的冷却装置，其中至少一个单元和管道之间的接合点使用自粘合碳氟树脂涂覆，其中，所述单元从所述冷却单元和所述冷凝单元构成的组中选取，并且其中所述管道从所述第一管道和所述第二管道构成的组中选取。6.如权利要求5所述的冷却装置，其中管道与单元的所述接合点的至少一个表面用等离子体或活性离子腐蚀来处理，其中，所述管道从所述第一管道和第二管道构成的组中选取，并且其中所述单元从所述冷却单元和所述冷凝单元构成的组中选取。7.如权利要求6所述的冷却装置，其中管道与单元的所述接合点的至少一个表面用等离子体或活性离子腐蚀来处理，其中，所述管道从所述第一管道和第二管道构成的组中选取，并且其中所述单元从所述冷却单元和所述冷凝单元构成的组中选取。8.如权利要求1所述的冷却装置，其中在所述第一管道和所述第二管道的至少一个表面上形成金属薄膜。9.如权利要求8所述的冷却装置，其中所述金属薄膜包括从Cu、Al、Ni、Ti、Au、Pt、Ag、Cr、Fe、Zn、Co、Si、Sn、In以及Pb中选择的至少一种。10.如权利要求1所述的冷却装置，其中所述第一管道和所述第二管道的至少一个包含从硅胶、聚亚安酯和聚丙烯构成的组中选择的至少一种材料。11.如权利要求10所述的冷却装置，其中至少一个所述第一管道和所述第二管道的外和内表面用碳氟树脂涂覆。12.一种电子设备，包括中央处理单元；冷却单元，邻近所述中央处理单元设置，能够通过蒸发带有来自一对象的热量的工作介质来冷却所述对象；冷凝单元，物理上与所述冷却单元相分离，能够冷凝在所述冷却单元中所蒸发的工作介质，并将冷凝的工作介质循环回所述冷却单元；第一管道，通过其冷凝的工作介质从所述冷凝单元流向所述冷却单元；以及第二管道，通过其蒸发的工作介质从所述冷却单元流向所述冷凝单元。13.如权利要求12所述的电子设备，其中所述冷却单元具有基本上与所述中央处理单元的区域相等的区域。14.一种电子设备，具有插槽，通过该插槽具有闪存和驱动器的卡存储器装置能够插入电子设备或从中移除，所述电子设备包括冷却单元，邻近所述插槽设置，能够通过蒸发带有来自一对象的热量的工作介质来冷却所述对象；冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：外崎峰広，加藤豪作，大海元祐，矢島孝，
申请(专利权)人：索尼株式会社，
类型：发明
国别省市：