冷卻裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種冷卻裝置。尤其涉及一種用于對在電子計算機、工作站、個人計算機等電子設(shè)備內(nèi)使用的各種電子封裝等被冷卻部件進行冷卻的液冷式的冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，強烈期待用于對在電子計算機、工作站、個人計算機等的筐體內(nèi)的基板等上配置的半導(dǎo)體元件(CPU、GPU等)等產(chǎn)生熱的電子部件(被冷卻部件)進行高效地冷卻的小型化、薄型化的冷卻技術(shù)。作為對被冷卻部件進行冷卻的技術(shù)之一，一直以來常使用空冷式的散熱器。
[0003]以往的空冷式的散熱器由受熱部和散熱片形成，且將空氣送入散熱片進行冷卻。另外，以對散熱器整體的熱的擴散為目的，也有向受熱部及散熱片組裝熱管的散熱器。熱管在真空脫氣后的密閉金屬管等容器(Container)的內(nèi)部封入冷凝性的流體作為工作液，由于產(chǎn)生溫度差而自動動作，并通過在高溫部(蒸發(fā)部)蒸發(fā)的工作液向低溫部(冷凝部)流動而進行散熱/冷凝，作為工作液的潛熱進行熱傳遞。
[0004]然而，隨著半導(dǎo)體元件等被冷卻部件的高性能化帶來的發(fā)熱量的增大，由以往的空冷式的散熱器無法獲得充分的散熱性能，從而無法使被冷卻部件的溫度充分地下降。因此，提出了通過加大散熱片的表面積來提高散熱性能的空冷式的散熱器、通過在空冷式的散熱器上設(shè)置冷卻風扇來增加向散熱片的風量而提高散熱性能的冷卻系統(tǒng)等。
[0005]可是，若為了提高散熱性能而加大散熱片的表面積，則會產(chǎn)生占據(jù)龐大的空間的問題，另外，若欲增加冷卻風扇的轉(zhuǎn)速使風量增加來提高散熱性能，則會產(chǎn)生送風造成的噪音增大的問題、及消耗電力增大的問題。
[0006]于是，提出了液冷(水冷)式的冷卻裝置作為解決上述那樣的以往的空冷式的散熱器造成的問題的替代方案(例如專利文獻1、2、3)。作為液冷式的冷卻裝置的一例，有具備冷卻板和散熱器的液冷式的冷卻裝置。冷卻板是通過將液體的熱傳遞介質(zhì)吸入該冷卻板的內(nèi)部而進行溫度管理的散熱用的構(gòu)件，所述液體的熱傳遞介質(zhì)以利用帶溫度調(diào)節(jié)功能的循環(huán)裝置等進行溫度管理的水作為主體。以往的液冷式的冷卻裝置是經(jīng)由散熱器將來自被冷卻部件的熱傳達到冷卻板來進行散熱的結(jié)構(gòu)，所述散熱器形成熱管的一方的端部與被冷卻部件熱連接，且該熱管的另一方的端部與冷卻板熱連接的結(jié)構(gòu)。
[0007]即，在熱管的內(nèi)部設(shè)有成為工作液的流路的空間，收容在該空間內(nèi)的工作液通過蒸發(fā)、冷凝等相變化、移動來進行熱的移動。在熱管的蒸發(fā)部，通過在構(gòu)成熱管的容器的材質(zhì)中進行導(dǎo)熱而傳來的被冷卻部件產(chǎn)生的熱使工作液蒸發(fā)，從而使其蒸氣向熱管的冷凝部移動。在冷凝部，工作液的蒸氣通過由冷卻板冷卻的熱管壁面而冷凝，從而再次回到液相狀態(tài)。在該工作液的冷凝之際放出潛熱。這樣回到液相狀態(tài)的工作液通過設(shè)置在熱管的內(nèi)部且產(chǎn)生毛細管力的管芯而再次向蒸發(fā)部移動(回流)。通過這樣的工作液的相變、移動來進行熱的移動。
[0008]在先技術(shù)文獻
[0009]專利文獻
[0010]專利文獻1:日本特開平5-256588號公報
[0011]專利文獻2:日本實開平6-50356號公報
[0012]專利文獻3:日本實用新型登記第3153906號公報【實用新型內(nèi)容】
[0013]實用新型所要解決的課題
[0014]然而，在以往的液冷式的冷卻裝置中，為了通過冷卻板對熱管的冷凝部進行強制冷卻，在蒸發(fā)部與冷凝部之間始終產(chǎn)生一定的溫度差。因此，在冷凝部及冷凝部附近，與以往型的空冷式的散熱器相比工作液的粘性變大，液化后的工作液變得不易回到蒸發(fā)部。其結(jié)果是，液化后的工作液的毛細管力的再供給量在蒸發(fā)部相對于工作液的蒸發(fā)量不足，從而存在產(chǎn)生工作液的枯竭現(xiàn)象(干涸)的問題。
[0015]于是，本實用新型是為了解決以上那樣的問題點而完成的，其目的在于提供一種無論熱管的散熱部與冷凝部之間的溫度差的大小如何，均能夠進行穩(wěn)定的工作液的移動的具有熱管的液冷式的冷卻裝置。
[0016]用于解決技術(shù)問題的方案
[0017]為了解決上述的以往的問題點而提供下述的實用新型。
[0018]本實用新型的第一方式的冷卻裝置具備冷卻板和散熱器，所述冷卻裝置的特征在于，
[0019]所述散熱器具備:
[0020]受熱構(gòu)件，其與被冷卻部件熱連接；
[0021]散熱構(gòu)件，其與散熱用的構(gòu)件熱連接；以及
[0022]熱管，其具有在內(nèi)部形成有空洞部的容器、被收容在所述容器內(nèi)且產(chǎn)生毛細管力的管芯、以及被封入到所述容器內(nèi)的所述空洞部的工作液，
[0023]所述熱管具有安裝有所述受熱構(gòu)件的蒸發(fā)部和安裝有所述散熱構(gòu)件的冷凝部，
[0024]所述容器內(nèi)的所述管芯至少將槽結(jié)構(gòu)設(shè)置在該容器的內(nèi)壁上，形成所述蒸發(fā)部的所述容器內(nèi)的蒸發(fā)部管芯的毛細管力比所述冷凝部的所述容器內(nèi)的冷凝部管芯的毛細管力大的結(jié)構(gòu)，
[0025]所述散熱器的所述散熱構(gòu)件與所述冷卻板熱連接。
[0026]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，通過增大經(jīng)由受熱構(gòu)件而與被冷卻部件熱連接的熱管的蒸發(fā)部及蒸發(fā)部附近的管芯(蒸發(fā)部管芯)的毛細管力，使得工作液在蒸發(fā)部及蒸發(fā)部附近變得容易停滯。即，蒸發(fā)部及蒸發(fā)部附近的工作液的保水性變大。其結(jié)果是，能夠防止蒸發(fā)部及蒸發(fā)部附近的工作液的枯竭現(xiàn)象(干涸)的發(fā)生。
[0027]另外，通過減小經(jīng)由散熱構(gòu)件而與冷卻板熱連接的熱管的冷凝部及冷凝部附近的管芯(冷凝部管芯)的毛細管力，能夠防止蒸發(fā)部及蒸發(fā)部附近的工作液的枯竭現(xiàn)象(干涸)的發(fā)生。
[0028]本實用新型的第二方式的冷卻裝置根據(jù)上述的本實用新型的第一方式的冷卻裝置，其特征在于，所述容器內(nèi)的所述管芯形成所述蒸發(fā)部管芯的管芯量比所述冷凝部管芯的管芯量多的結(jié)構(gòu)。
[0029]本實用新型的第三方式的冷卻裝置根據(jù)上述的本實用新型的第一方式的冷卻裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)部管芯的結(jié)構(gòu)與所述冷凝部管芯的結(jié)構(gòu)為相同種類的管芯的結(jié)構(gòu)時，
[0030]所述容器內(nèi)的所述管芯在與所述容器的長度方向垂直的剖面上，形成所述蒸發(fā)部管芯的面積比所述冷凝部管芯的面積大的結(jié)構(gòu)。
[0031]在此，相同種類的管芯的結(jié)構(gòu)是指:蒸發(fā)部管芯的結(jié)構(gòu)與冷凝部管芯的結(jié)構(gòu)均為相同的結(jié)構(gòu)體(槽結(jié)構(gòu)、燒結(jié)金屬、網(wǎng)狀金屬等)、或者將上述的結(jié)構(gòu)體組合多個而成的相同的復(fù)合體。
[0032]本實用新型的第四方式的冷卻裝置根據(jù)上述的本實用新型的第一方式的冷卻裝置，其特征在于，所述蒸發(fā)部管芯的結(jié)構(gòu)與所述冷凝部管芯的結(jié)構(gòu)為相同種類的管芯的結(jié)構(gòu)，且在該相同種類的管芯的結(jié)構(gòu)中具有燒結(jié)金屬或網(wǎng)狀金屬時，
[0033]所述容器內(nèi)的所述管芯的結(jié)構(gòu)為，與所述容器的長度方向垂直的剖面上的燒結(jié)金屬的空隙或網(wǎng)狀金屬的網(wǎng)眼形成為所述蒸發(fā)部管芯比所述冷凝部管芯細。
[0034]根據(jù)上述的本實用新型的第二至第四方式的冷卻裝置那樣的結(jié)構(gòu)，即使在經(jīng)由受熱構(gòu)件而熱連接于被冷卻部件的熱管的蒸發(fā)部、與經(jīng)由散熱構(gòu)件而熱連接于冷卻板等的熱管的冷凝部之間的溫度差大的情況下，蒸發(fā)部管芯的毛細管力比冷凝部管芯的毛細管力大，借助蒸發(fā)部及蒸發(fā)部附近的工作液的高保水性、和由于冷凝部及冷凝部附近的低溫化而粘性變大的工作液向蒸發(fā)部的高移動性，防止因蒸發(fā)部及蒸發(fā)部附近的工作液的再供給量不足造成工作液的枯竭現(xiàn)象(干涸)的發(fā)生。其結(jié)果是，能夠穩(wěn)定地進行蒸發(fā)部與冷凝部之間的工作液的移動。
[0035]本實用新型的第五方式的冷卻裝置根據(jù)上述的本實用新型的第一至第四方式中的任一方式的冷卻裝置，其特征在于，所述管芯設(shè)置在所述容器的內(nèi)壁上，
[0036]所述容器在該容器的剖面中央部設(shè)有沒有所述管芯的空間部。
[0037]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在容器的內(nèi)部形成的空間部成為蒸發(fā)后的工作液的流路(蒸發(fā)流路)，能夠使蒸氣流迅速地從熱管的蒸發(fā)部向熱管的冷凝部移動。即，能夠提高最大熱傳遞量。
[0038]本實用新型的第六方式的冷卻裝置根據(jù)上述的本實用新型的第一至第五方式中的任一方式的冷卻裝置，其特征在于，所述管芯的結(jié)構(gòu)是槽結(jié)構(gòu)、將槽結(jié)構(gòu)與燒結(jié)金屬組合而成的復(fù)合體、將槽結(jié)構(gòu)與網(wǎng)狀金屬組合而成的復(fù)合體、或者將槽結(jié)構(gòu)、燒結(jié)金屬及網(wǎng)狀金屬組合而成的復(fù)合體。
[0039]本實用新型的第七方式的冷卻裝置根據(jù)上述的本實用新型的第六方式的冷卻裝置，其特征在于，僅所述蒸發(fā)部管芯的結(jié)構(gòu)是將所述容器的內(nèi)壁的所述槽結(jié)構(gòu)與燒結(jié)金屬組合而成的復(fù)合體、或者將所述容器的內(nèi)壁的所述槽結(jié)構(gòu)與網(wǎng)狀金屬組合而成的復(fù)合體。
[0040]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，冷凝部管芯的結(jié)構(gòu)成為毛細管力低的槽結(jié)構(gòu)，蒸發(fā)部管芯的結(jié)構(gòu)成為將槽結(jié)構(gòu)與毛細管力高的燒結(jié)金屬組合而成的復(fù)合體、或者將槽結(jié)構(gòu)與毛細管力高的網(wǎng)狀金屬組合而成的復(fù)合體。因此，能夠使蒸發(fā)部管芯的毛細管力比冷凝部管芯的毛細管力大，并且能夠確保充分的蒸發(fā)部管芯的毛細管力與冷凝部管芯的毛細管力的差，用于防止蒸發(fā)部及蒸發(fā)部附近的工作液的再供給量不足造成工作液的枯竭現(xiàn)象(干涸)的發(fā)生。其結(jié)果是，能夠更穩(wěn)定地進行蒸發(fā)部與冷凝部之間的工作液的移動。
[0041]本實用新型的第八方式的冷卻裝置根據(jù)上述的本實用新型的第六方式的冷卻裝置，其特征在于，所述容器內(nèi)的除了所述冷凝部管芯以外的部分的所述管芯的結(jié)構(gòu)是將所述容器的內(nèi)壁的所述槽結(jié)構(gòu)與燒結(jié)金屬組合而成的復(fù)合體、或者將所述容器的內(nèi)壁的所述槽結(jié)構(gòu)與網(wǎng)狀金屬組合而成的復(fù)合體。
[0042]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，冷凝部管芯的結(jié)構(gòu)成為毛細管力低的槽結(jié)構(gòu)，容器內(nèi)的除了冷凝部管芯以外的部分的管芯的結(jié)構(gòu)成為將槽結(jié)構(gòu)與毛細管力高的燒結(jié)金屬組合而成的復(fù)合體、或者將槽結(jié)構(gòu)與