再入式流体冷板制造技术

一种用于对电子器件或组件散热进行热管理的流体冷却的再入式冷板。流体离开所述冷板的外周，填充在所述冷板外周和相配的部件/组件之间的密封腔，提供对电子部件的直接冷却，然后再次进入所述冷板。然后再次进入所述冷板。然后再次进入所述冷板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】再入式流体冷板
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求在2019年7月31日提交的第62/880,947号美国临时申请和在2020年2月17日提交的第62/977,552号美国临时申请的优先权。

技术介绍

[0003]电子器件正在推动当今在无线通信、电动汽车和计算机处理领域中的一些最大的创新。许多这些应用中的一个促成因素是在更小的封装尺寸上发展更高性能的电子器件。这增加了器件的功率密度，其对相关的热管理系统来说可能是一个挑战。以前的方案采用大型翅片式热沉和风扇来冷却各个部件或部件组件(例如，印刷电路板或PCB)。虽然这些方案提供了一种具有吸引力的简单性，但它们的适度性能很快就无法满足当今功率密集型器件的需求。
[0004]目前冷却这些类型的器件和组件的方案越来越倾向于流体冷却的冷板。冷板由平板形式的导热材料(通常是金属)组成。部件/组件随后安装到该板上，在二者之间具有热界面材料。冷却剂流体在所述冷板内通过。然后，来自部件/组件的热量通过热界面材料和冷板材料传导，以最终被传递到所述冷却剂流体。此类方案与基于风扇的系统相比提供了更高的性能。然而，它们仍然受到通过热界面材料和板本身的传导的限制。此外，金属板可能较重，因此它在电动汽车、飞机和太空应用中在重量和性能之间存在困难的权衡。
[0005]因此，具有如下的冷板会是有用的：为最热的部件提供更高的性能；使在组件内的不同功率水平的部件之间的热梯度最小化；并且可做得更轻。

技术实现思路

[0006]下面提到的所有示例和特征能够以任何技术上可行的方式组合。
[0007]在一方面，一种用于冷却电子部件的再入式冷板包括：一个或多个内部流体通道；至少一个流体供应入口端口，其流体地联接到内部流体通道；至少一个流体排放出口端口，其流体地联接到内部流体通道；以及井，其位于冷板中并流体地联接到内部流体通道，其中，该井暴露于外部环境。
[0008]一些示例包括以上和/或以下特征之一或其任意组合。在一个示例中，井的至少一侧由冷板的至少一个外表面形成。在一个示例中，井的至少一侧由待冷却的电子部件的表面形成。在一个示例中，井中的流体直接接触待冷却的电子部件的至少一个表面。在一个示例中，仅井位于待冷却的电子部件和冷板之间。
[0009]一些示例包括以上和/或以下特征之一或其任意组合。在一些示例中，冷板还包括喷嘴板以形成射入井中的流体射流。在一个示例中，喷嘴被非均匀地构造，以降低电子部件上的温度梯度。在一个示例中，喷嘴是非均匀分布的。在一个示例中，喷嘴的尺寸是非均匀的。在一个示例中，喷嘴包含用于增强流体流动的几何特征。
[0010]一些示例包括以上和/或以下特征之一或其任意组合。在一个示例中，再入式冷板还包括位于冷板和电子部件之间的不透流体的密封件。在一个示例中，不透流体的密封件
包括弹性O形环或垫圈。在一个示例中，井配置有流体入口和流体出口，流体入口流体地联接到第一内部流体通道，流体出口与流体入口隔开并流体地联接到第二内部流体通道。在一个示例中，流过内部流体通道的所有流体都流过所述井。在一个示例中，在流过内部流体通道的流体中，仅有一些流体流过所述井。
[0011]一些示例包括以上和/或以下特征之一或其任意组合。在一些示例中，再入式冷板包括位于冷板中的多个分开的井。在一个示例中，两个井串接布置，使得流体流过一个井，然后流过第二个井。在一个示例中，两个井平行布置，使得没有流体流过全部两个井。在一个示例中，至少一个其他电子部件远离井安装到冷板并且被配置为由在内部流体通道中的流体冷却。在一个示例中，再入式冷板是通过利用增材制造而制作的。在一个示例中，再入式冷板由非金属材料制成。
[0012]在另一方面，一种用于冷却电子部件的再入式冷板包括：一个或多个内部流体通道；至少一个流体供应入口端口，其流体地联接到内部流体通道；至少一个流体排放出口端口，其流体地联接到内部流体通道；井，其位于冷板中并流体地联接到内部流体通道，其中，井的至少一侧由冷板的至少一个外表面形成，其中，井的至少一侧由待冷却的电子部件的表面形成，其中，在井中的流体直接接触待冷却的电子部件的至少一个表面，并且其中，仅所述井位于待冷却的电子部件和冷板之间；以及不透流体的密封件，其位于冷板和电子部件之间。在一个示例中，冷板还包括喷嘴板以形成射入井中的流体射流。
[0013]在另一方面，一种组件包括：再入式冷板，其外表面中具有井；以及电子器件或电子组件，其暴露于所述井并通过使用穿过冷板以及穿过井的再入流体流来冷却。
附图说明
[0014]为了更好地理解本申请，参考附图，其中：
[0015]图1示出了在冷板上的部件或组件的概念示意图。
[0016]图2示出了被设计为冷却印刷电路板组件的、具有内部流体通道的现有技术的冷板的横截面视图。
[0017]图3示出了被设计为冷却部件和印刷电路板组件的、具有内部流体通道的现有技术冷板的横截面视图。
[0018]图4示出了在现有技术冷板内的内部流体通道的俯视图。
[0019]图5示出了再入式流体冷板的一个实施例的横截面视图，其中，流体离开冷板以接触部件，然后返回冷板。
[0020]图6图示了在没有相配的电子部件或组件的情况下使用再入式流体冷板的不当操作。
[0021]图7A和图7B示出了设置在再入式流体冷板上的部件的横截面视图，进一步图示了流体如何穿过冷板的外周且然后再次进入冷板。
[0022]图8示出了能够冷却部件和组件的组合的再入式流体冷板的横截面视图。
[0023]图9A示出了再入式流体冷板的流体通道的俯视图。图9B示出了沿图9A的线9B
‑
9B截取的横截面。与传统的冷板不同，再入式流体冷板的至少一部分不被局限于板内。
[0024]图10示出了再入式流体冷板的一种配置的横截面视图，其中，高性能的再入部分冷却高功率部件、并且传统的内部特征冷却低功率部件或组件。这种架构有助于使在不同
功率水平的部件之间的热梯度最小化。
[0025]图11示出了具有再入式流体部分和传统部分的再入式流体冷板的流体通道的俯视图。
[0026]图12示出了再入式流体冷板的流体通道的俯视图，图示了用于高功率部件的再入部分和另外的用于低功率部件的传统部分。
[0027]图13示出了具有多个再入式流体部分的再入式流体冷板的横截面视图。
[0028]图14示出了在再入式流体冷板中的流体通道的俯视图，图示了再入式流体部分的平行流动能力，从而降低了总压力降。
[0029]图15示出了再入式流体冷板的一个实施例的横截面视图，其中，微射流喷嘴已被用于增强再入式流体的冷却效率。
[0030]图16示出了图15中的组件的横截面详细视图，图示了再入式流体冷板的微射流喷嘴。
[0031]图17A和17B图示了例如可用于冷却电子部件“热点”的非均匀喷嘴阵列的使用。
[0032]图18A示出了使用具有几何特征的喷嘴来增强流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于冷却电子部件的再入式冷板，包括：一个或多个内部流体通道；至少一个流体供应入口端口，流体地联接到所述内部流体通道；至少一个流体排放出口端口，流体地联接到所述内部流体通道；以及井，位于所述冷板中并且流体地联接到所述内部流体通道，其中，所述井暴露于外部环境。2.根据权利要求1所述的再入式冷板，其中，所述井的至少一侧由所述冷板的至少一个外表面形成。3.根据权利要求1所述的再入式冷板，其中，所述井的至少一侧由待冷却的电子部件的表面形成。4.根据权利要求1所述的再入式冷板，其中，在所述井中的流体直接接触待冷却的电子部件的至少一个表面。5.根据权利要求1所述的再入式冷板，其中，仅所述井位于待冷却的电子部件和所述冷板之间。6.根据权利要求1所述的再入式冷板，其中，所述冷板还包括喷嘴板以形成射入所述井中的流体射流。7.根据权利要求6所述的再入式冷板，其中，所述喷嘴被非均匀地构造，以降低所述电子部件上的温度梯度。8.根据权利要求7所述的再入式冷板，其中，所述喷嘴是非均匀分布的。9.根据权利要求7所述的再入式冷板，其中，所述喷嘴的尺寸是非均匀的。10.根据权利要求6所述的再入式冷板，其中，所述喷嘴包含用于增强流体流动的几何特征。11.根据权利要求10所述的再入式冷板，其中，所述几何特征包括用于降低通过所述喷嘴的压力降的倒角边缘。12.根据权利要求1所述的再入式冷板，还包括位于所述冷板和所述电子部件之间的不透流体的密封件。13.根据权利要求12所述的再入式冷板，其中，所述不透流体的密封件包括弹性O形环或垫圈。14.根据权利要求1所述的再入式冷板，其中，所述井配置有流体入口和流体出口，所述流体入口流体地联接到第一内部流体通道，所述流体出口与所述流体入口隔开并流体地联接到第二内部流体通道。15.根据权利要求14所述的再入式冷板，其中，流...

【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：