冷却装置及其制造方法制造方法及图纸

在使用蒸发冷却方法的冷却装置中，难以不增加制造成本地提高冷却性能，该冷却装置包括：受热部，其接收来自被冷却物体的热；放热部，其通过冷凝/液化由汽化所述受热部中的制冷剂产生的汽相制冷剂来放热；和连接部，其将受热部连接至放热部。受热部设有：与被冷却物体热接触的基底；和与连接部相连的容器。基底设有：作为受热部的外壁的一部分的受热部外壁；和多个突起，所述多个突起被布置在受热部下表面上，所述受热部下表面是接触制冷剂的内壁侧处的下表面。气泡核形成面被设置到由受热部下表面和突起的表面组成的制冷剂接触面。含有汽相制冷剂的汽相制冷剂区域被设置在突起的上端和容器的下表面之间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冷却装置及其制造方法
本专利技术涉及用于半导体装置和电子设备的冷却装置，并且具体涉及一种使用蒸发冷却系统的冷却装置及其制造方法，在该蒸发冷却系统中通过制冷剂的汽化和冷凝循环来执行传热和放热。
技术介绍
近年来，随着半导体装置、电子设备等等中的高性能和高功能性的发展，从其中产生的热量也一直在增大。另一方面，由于便携式装置的普及，半导体装置和电子设备的小型化也一直在向前推进。由于这种背景，所以需要具有高效率和小尺寸的冷却装置。已经预期将使用通过制冷剂的汽化和冷凝循环执行传热和放热的蒸发冷却系统的冷却装置用作用于半导体装置和电子设备等等的冷却装置，这是因为其不需要任何的驱动单元，诸如泵。在专利文件1中描述了一种使用蒸发冷却系统的冷却装置（下文也称为蒸发冷却装置）。专利文件1中所述的蒸发冷却系统包括：制冷剂箱，其内部储存液态制冷剂；和放热部，其与制冷剂箱的内部连通，并且被固定至制冷剂箱的上部。加热元件被布置在制冷剂箱的外部，并且放热部冷凝通过该加热元件的热汽化的制冷剂，并且使其再次返回制冷剂箱。此外，在与制冷剂箱的底壁一起形成的沸腾传热表面上布置多个散热片，以增大加热表面积和加速热扩散。这样构造散热片，即散热片的高度是所释放的气泡直径的1倍以上至3.4倍以下，并且两个相邻散热片之间的散热片间距被设定为所释放气泡直径的2倍或更大。据说上述构造使得能够在不使空气泡的排出特性更差的情况下加速该加热元件的热扩散。在专利文件2中，描述了一种蒸发冷却装置，其包括：蒸发器，其储存液态制冷剂；冷凝器，其冷凝和液化制冷剂蒸汽并且放热；和立方体凸起部分，其由和沸腾表面相同的材料构件，在处于接触蒸发器中的液态制冷剂的内壁一侧处的沸腾表面上制成。并且使用研磨材料，对该凸起部分的顶部表面和横向表面上的所有表面以及除了凸起部分之外的平表面以喷砂处理加工，从而使其变得粗糙。据说，通过所有这些因素，由于提高了沸腾传热系数，所以能够获得具有极好冷却性能的蒸发冷却装置，这是因为可以获得下列效果：将通过喷砂处理加工的面积增大，并且气泡核增大。专利文件1：日本专利申请公开No.2010-050326（第[0026]至[0056]段）专利文件2：日本专利申请公开No.2003-139476（第[0023]至[0049]段）
技术实现思路
本专利技术将解决的问题在专利文件1所述的上述蒸发冷却装置中，为了密闭地密封制冷剂罐和放热部，必需使其作为整体成型。出于该原因存在下列问题，即需要先进的制造工艺，并且制造成本提高。并且也存在下列问题，即如果有意将其小型化，以便在电子装置等等中使用，就难以热分离制冷剂罐和放热部，并且难以从放热部高效地向外部放热。在专利文件2所述的上述蒸发冷却装置中，其被构造成，以喷砂处理加工沸腾表面的所有表面。出于该原因，需要通过部分地覆盖表面以保护不期望的区域不被粗糙化的工艺（掩蔽工艺），因此，存在制造成本增加的问题。如上所述，相关蒸发冷却装置都具有下列问题，即难以不增加制造成本地提高冷却性能。本专利技术的目标是提供一种冷却装置及其制造方法，其解决了上述问题，即在使用蒸发冷却系统的冷却装置中，难以不增加制造成本地提高冷却性能。解决问题的措施根据本专利技术的示例性方面的冷却装置包括：受热部，其储存制冷剂，并且接收来自被冷却物体的热；放热部，其通过冷凝和液化来自在受热部中汽化的制冷剂的汽态制冷剂而放热；和连接部，其将受热部连接至放热部；其中受热部包括与被冷却物体热接触的基底，和被连接至该连接部的容器；该基底包括受热部外壁，其组成受热部的外壁的一部分，和多个突起，其被布置在接触制冷剂的内壁侧处的下表面的受热部下表面上；该基底包括制冷剂接触面上的气泡核形成面，所述制冷剂接触面由受热部下表面和突起的表面组成；并且受热部包括汽态制冷剂区域，该区域在突起的上端和容器的内壁面的与受热部下表面相对的一个内壁面之间含有汽态制冷剂。一种制造根据本专利技术的示例性方面的冷却装置的方法包括下列步骤：形成基底，该基底包括受热部外壁和多个突起，该受热部外部组成受热部的外壁的一部分，所述受热部储存制冷剂并且接收来自被冷却物体的热，所述多个突起被布置在接触制冷剂的内壁侧处的下表面的受热部下表面上；在制冷剂接触面上形成气泡核形成面，所述制冷剂接触面由受热部下表面和突起的表面组成；通过将覆盖基底的容器接合至基底形成受热部；将受热部连接至放热部，该放热部通过冷凝和液化来自在受热部中汽化的制冷剂的汽态制冷剂而放热；和通过将制冷剂注入受热部形成汽态制冷剂区域，该区域在突起的上端和容器的底面之间含有汽态制冷剂。本专利技术的效果根据本专利技术的制冷装置及其制造方法，可获得一种具有蒸发冷却系统的冷却装置，其中在不增加制造成本的情况下提高该蒸发冷却系统的冷却性能。附图说明图1是例示根据本专利技术第一示例性实施例的冷却装置的构造的横截面图。图2A是例示根据本专利技术第一示例性实施例的冷却装置的基底的构造的平面图。图2B是例示根据本专利技术第一示例性实施例的冷却装置的基底的构造的侧视图。图3是例示制造根据本专利技术第一示例性实施例的冷却装置的方法的示意性横截面图。图4是例示根据本专利技术第二示例性实施例的冷却装置的构造的正视图。图5是例示根据本专利技术第二示例性实施例的冷却装置中的受热部的构造的横截面图。图6是例示制造根据本专利技术第二示例性实施例的冷却装置的方法的示意性横截面图。图7A是例示根据本专利技术第二示例性实施例的冷却装置中的受热部的另一构造的垂直横截面图。图7B是例示根据本专利技术第二示例性实施例的冷却装置中的受热部的另一构造的水平横截面图。具体实施方式下文将参考附图描述本专利技术的示例性实施例。[第一示例性实施例]图1是例示根据本专利技术第一示例性实施例的冷却装置100构造的横截面图。本示例性实施例中的冷却装置100包括：受热部110，其储存制冷剂，并且接收来自被冷却物体的热；放热部120，其通过冷凝和液化来自汽化的制冷剂的汽态制冷剂而放热；和连接部130，其将受热部110连接至放热部120。受热部110包括与被冷却物体140热接触的基底111，和被连接至连接部130的容器112。该基底111包括多个突起114，该多个突起114处于接触制冷剂的内壁侧处的下表面的受热部下表面113上。基底111和容器112由介入金属构件的接合装置接合，诸如焊接或铜焊等等，以形成密封结构，该结构在其内部储存制冷剂。连接部130被连接至容器112，并且制冷剂通过连接部130，以汽态或液态在受热部110和放热部120之间循环。图2A和图2B示出根据本示例性实施例的受热部110中的基底111的构造。图2A是平面图，和图2B是侧视图。如图所示，基底111包括在一个方向的两端处组成受热部110的外壁的一部分的受热部外壁115，和多个突起114被布置在受热部下表面113上。并且基底111包括在制冷剂接触面上的气泡核形成面116，该制冷剂接触面由受热部下表面113的至少一部分（图2A中的阴影区）和突起114的表面形成。制冷剂被封闭在受热部1110中，并且通过排出，受热部110内部始终保持在制冷剂的饱和蒸汽压力下，并且制冷剂的沸点变得等于正常温度。因此，当被冷却物体140产生热并且热量通过底座111被传递给制冷剂时，制冷剂汽化并且产生气泡。此时，由于来自被冷却物体140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】2011.02.22 JP 2011-0359381.一种冷却装置，包括：受热部，所述受热部储存制冷剂，并且接收来自被冷却物体的热；放热部，所述放热部通过冷凝和液化来自在所述受热部中汽化的制冷剂的汽态制冷剂而放热；和连接部，所述连接部将所述受热部连接至所述放热部；其中所述受热部包括：与所述被冷却物体热接触的基底；和连接至所述连接部的容器；所述基底包括：受热部外壁，所述受热部外壁组成受热部的外壁的一部分；和多个突起，所述多个突起被布置在接触制冷剂的内壁侧处的下表面的受热部下表面上；所述基底包括仅在制冷剂接触面上的气泡核形成面，所述制冷剂接触面由所述受热部下表面和所述突起的表面组成，多个气泡核形成在所述气泡核形成面上，每一个气泡核均成为制冷剂气泡的源核；并且所述受热部包括汽态制冷剂区域，所述汽态制冷剂区域在所述突起的上端和所述容器的内壁面的与所述受热部下表面相对的一个内壁面之间含有汽态制冷剂，所述基底在不具有气泡核形成面的接合面处接合到所述容器。2.根据权利要求1所述的冷却装置，其中所述受热部外壁的高度等于或大于所述突起的高度的1.05倍，并且等于或小于所述突起的高度的3.0倍。3.根据权利要求1所述的冷却装置，其中所述受热部外壁的高度等于或大于所述突起的高度的1.1倍，并且等于或小于所述突起的高度的3.0倍。4.根据权利要求1所述的冷却装置，其中基底在包括所述基底的上表面和侧表面的接合面处以介入金属构件的方式接合所述容器。5.根据权利要求1所述的冷却装置，其中所述连接部包括将汽态制冷剂从所述受热部输送至所述放热部的第一连接部，和将在所述放热部中冷凝和液化的液态制冷剂从所述放热部输送至所述受热部的第二连接部；并且所述容器包括在所述容器的上表面上与所述第一连接部相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂本仁，吉川实，千叶正树，稻叶贤一，松永有仁，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，
类型：
国别省市：