[发明专利]散热装置及散热方法

说明书

技术领域

本申请涉及散热装置及散热方法。

背景技术

随着超大规模集成电路制造技术的进步，芯片的体积越来越小，而发热 功率却越来越大，导致芯片散热的热通量急剧增大。

根据热力学原理，液体的导热效率大于空气的导热效率。基于这种理论， 水冷等管道散热技术逐步应用于CPU和GPU等大功率器件，但所有这些散热 技术都存在着种种局限性。

发明内容

散热装置的实施方式，包括具有第一部分和第二部分的腔室，紧靠所述 第一部分内表面设置的第一刮刷，其中，所述第一刮刷扫动所述第一部分的 内表面。

散热方法的实施方式包括步骤：在腔室的第一部分内表面形成均匀的冷 却剂液膜；加热冷却剂液膜；由冷却剂液膜形成冷却剂蒸汽；在腔室第二部 分的内表面冷凝冷却剂蒸汽。

上述实施方式中，将液态冷却剂均匀涂布于蒸发部的内表面形成液膜， 使得散热装置的散热能力提高。另外，液态冷却剂在蒸发部的内表面均匀涂 布，使得散热装置的散热均匀性提高。

发明内容部分的描述仅仅是举例说明，不应该用于解释或限制权利要求 的范围。

根据本发明的一个方面，提供了一种散热装置，包括具有第一部分和第 二部分的腔室，紧靠所述第一部分内表面设置的第一刮刷，紧靠所述第二部 分内表面设置的第二刮刷，以及连接所述第一刮刷和第二刮刷的通路，其中， 所述第一刮刷扫动所述第一部分的内表面，并且所述第二刮刷扫动第二部分 的内表面。

根据本发明的另一个方面，提供了一种散热方法，包括：在腔室的第一 部分内表面形成均匀的冷却剂液膜；加热冷却剂液膜；由冷却剂液膜形成冷 却剂蒸汽；在腔室第二部分的内表面冷凝冷却剂蒸汽；扫动第二刮刷，收集 所述第二部分内表面冷凝的冷却剂；以及引导液体冷却剂从第二刮刷至第一 刮刷。

附图说明

图1为散热装置一个实施例的正视剖视示意图；

图2a和图2b分别为两种刮刷实施例的形状示意图；

图3为一个实施例中散热装置的原理示意图；

图4为散热装置另一个实施例俯视剖视示意图；

图5为散热装置又一个实施例俯视剖视示意图；

图6为散热装置一个实施例的正视剖视示意图；

图7为散热方法一个实施例流程图。

具体实施方式

下面以发热体是半导体芯片为例，结合附图对散热装置实施例的结构以 及散热方法实施例的步骤进行详细说明。

图1为一个实施例中散热装置正视剖视图。如图1所示，散热装置100 包括腔室101。腔室101为中空的封闭或基本封闭体，至少能隔绝气体在腔室 101和环境之间的传质。腔室101的外观形状常见为圆柱形，也可以为正方体、 长方体等多面立方体型。相应地，腔室101的中空部分也可以为圆柱形或正 方体、长方体等多面立方体。腔室101一般由导热较好的材料，如金属材料 制造。

腔室101内盛装有冷却剂。冷却剂的装填量可以根据散热装置100的工 作温度和散热功率以及冷却剂本身的物性来决定。作为冷却剂的物质可以是 水、氨以及甲醇等。

腔室101适于与发热单元120，例如电路或半导体芯片，接触的一个或多 个侧壁为蒸发部102。腔室101适于与辅助散热装置(图未示)接触的一个或 多个侧壁为冷凝部103。发热单元120发出的热量通过蒸发部102传递给腔室 101内的冷却剂，冷却剂在蒸发部102的内表面蒸发，吸收从蒸发部102传递 来的热量。吸热后的冷却剂形成冷却剂蒸汽。冷却剂蒸汽通过扩散到达冷凝 部103的内表面，在冷凝部103的内表面放热冷凝，形成液态的冷却剂。从 而完成将热量从蒸发部到冷凝部的转移。在其他实施例中，还可以在冷凝部 103的外表面安装风冷、水冷或翅片等辅助散热装置(图未示)，以加快热量 从冷凝部向外界传递。

腔室101的内部还包括对应于蒸发部102设置的蒸发部刮刷104。蒸发部 刮刷104能够扫过蒸发部102的内表面。在这种扫动的作用下，蒸发部刮刷 104上的液态冷却剂被均匀地涂布到蒸发部102的内表面，使蒸发部刮刷104 扫过的蒸发部102内表面形成冷却剂液膜111。因此，从发热单元120传递至 蒸发部102的热量被均匀地吸走，使得散热装置100的散热均匀性提高。