一种CPU/GPU相变式液冷散热器

本发明涉及一种散热器，具体涉及一种cpu/gpu相变式液冷散热器。

背景技术：

1、在微电子技术快速发展的背景下，芯片集成度不断提高、尺寸越来越小的同时，核心发热量的大幅增加以及堆叠积热的存在导致热流密度急剧增加。cpu/gpu芯片的性能对工作温度非常敏感，芯片的热设计越来越受到重视。为了保证各类设备cpu/gpu稳定地工作和寿命，散热技术在cpu/gpu的发展中起着关键性作用。

2、散热器是芯片散热的常见设备，常见的散热器依据散热方式可以分为风冷、热管散热器、液冷、半导体制冷、压缩机制冷等多种类型。其中，液冷散热分为相变式液冷散热和非相变式液冷散热，相变式液冷散热由于散热器紧凑、散热效果好、噪音小成为高发热量芯片的散热优选。

3、然而，一般的液冷装置的冷头由于结构设计上的不足，导致现有液冷散热效果有限、换热效率较低，且使用寿命低、无法持续高功率散热的缺陷，导致其难以满足高热流密度芯片的散热需求。因此，设计新型高效的冷却散热装置成为一个广受关注的话题。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种cpu/gpu相变式液冷散热器，以解决现有技术中cpu/gpu液冷散热器换热效率较低、散热不佳而导致运行不稳定、寿命低和无法长时间高功率运行等问题，实现了对cpu/gpu的高效散热。

2、本发明的目的通过以下技术方案实现：

3、一种cpu/gpu相变式液冷散热器，包括上盖板、挡液板、下盖板和底板，所述的挡液板压合于上盖板与下盖板之间；

4、所述的上盖板设置有一对工质流动口，分别作为散热器的工质流入口和工质流出口；所述的上盖板还开设有一对连通槽，分别与工质流动口相连通；

5、所述的挡液板上对应于连通槽的位置开设有一对通孔；

6、所述的下盖板中部开设有贯通口，所述的挡液板设置于贯通口的一端，所述的底板连接于贯通口的另一端；

7、所述的底板的底板内壁上设置有若干凸起的微小结构，所述的底板的底板外壁设置为贴合于cpu/gpu的散热表面的形状。

8、优选地，所述的上盖板朝向挡液板的表面开设有第一密封槽；所述的第一密封槽内设置有压合于上盖板与挡液板之间的第一密封件；

9、所述的贯通口的内侧边为阶梯结构，分别形成：用于嵌合设置挡液板的凹槽和用于设置第二密封件的第二密封槽；所述的第二密封件压合于下盖板与挡液板之间；

10、所述的底板的底板内壁开设有第三密封槽，所述的第三密封槽内设置有压合于下盖板与底板之间的第三密封件。

11、多层的密封槽与相应的密封件的设计为每一层结构提供密封保护，在散热器安装完成后具有良好的密封保护，降低漏液的可能。

12、更优选地，所述的第一密封件、所述的第二密封件和所述的第三密封件为o型密封圈。

13、优选地，所述的第一密封槽设置有一对，分别环绕设置于连通槽外；所述的第二密封槽为环形结构，围合而成的空间连通通孔；所述的第三密封槽环绕于微小结构设置。

14、优选地，所述的微小结构的几何形状包括棱台、三棱锥、正方体、长方体、蘑菇形、半球、圆锥、圆柱、s形和雨滴形。异形微小结构的设计使得形成的流道是非常规流道，有效增加接触面积、并减少死区的产生。

15、优选地，所述的微小结构为长方体时，其平行于底板内壁的长介于5微米至10毫米，宽介于5微米至10毫米，垂直于底板内壁的高介于5微米至10毫米；所述的微小结构为棱台时：其平行于底板内壁的长介于5微米至10毫米，宽介于5微米至10毫米，垂直于底板内壁的高介于5微米至10毫米；所述的微小结构为圆柱或圆锥时：平行于底板内壁的直径介于5微米至10毫米，垂直于底板内壁的高介于5微米至10毫米；所述的微小结构为半球时：半球的半径介于2微米至5毫米；所述的微小结构为蘑菇形、雨滴形或s形时：平行于底板内壁的任意长、最大直径和宽介于2微米至10毫米，垂直于底板内壁的高介于2微米至10毫米。

16、优选地，所述的底板的底板内壁和所述的微小结构的表面设置有亲水改性层和/或疏水改性层。对微小结构表面进行亲疏水改性，可进一步增加工质沸腾速率，提高热去除效率。对微小结构亲疏水改性的选择是根据具体工况的热流密度来选择的：低热流密度下选择疏水改性具有较好的换热效果，高热流密度下选择亲水改性具有较好的换热效果；这是由于：一般来说，高热流密度下选择亲水表面得到的换热系数大，低热流密度下选择疏水表面得到的换热系数大。疏水改性或亲水改性可以通过在表面负载相应的材料构成，也可以采取激光纹理的方式使得底板的底板内壁达到亲水或疏水的目的。

17、更优选地，疏水层的材料为三甲基硅烷、聚四氟乙烯、聚二甲基硅氧烷等等。

18、优选地，所述的上盖板沿边缘间隔开设第一安装孔，所述的下盖板沿边缘间隔开设第二安装孔；第一安装孔与第二安装孔对应设置。通过第一安装孔和第二安装孔，可将该散热器充分固定于安装有待散热cpu/gpu的主板上(主板预留螺纹安装孔)。

19、优选地，所述的上盖板与所述的下盖板之间通过螺钉穿过所述上盖板的第一固定孔和所述下盖板的第二固定孔连接；所述的下盖板与所述的底板之间通过螺钉穿过底板上的螺纹孔连接。

20、优选地，所述的上盖板、所述的下盖板与所述的底板的材质为铜、铝、铝合金、不锈钢、氮化铝、碳化硅、氮化镓或硅。采用具有高导热及一定强度的材料进行制造，保证散热器具有优异的换热效率和良好的使用寿命。

21、优选地，所述的上盖板中部开设有方形孔，可便于观察散热器内部通过的介质相变时的沸腾状态，此时，挡液板需配合采用透明的亚克力板、玻璃板、石英板等等，或者可采用不透明的铜、铝、铝合金、不锈钢、碳化硅、氮化硅、氮化镓或硅等加工成的挡液板。

22、优选地，所述散热器使用时通入的冷却工质，包括水、醇类、烃类、制冷剂、矿物油、变压器油、氟化液等等。

23、优选地，所述的微小结构的排列方式为顺排或叉排，顺排的设计具有液体工质流过微小结构时受扰动小、流阻小的特点；叉排的设计使得流通扰动大，换热系数增大。

24、本发明的工作原理为：

25、工质流动口、连通槽、通孔、贯通口和底板共同构成了该相变式液冷散热器的工质流道，具体来说：冷工质由工质流入口输入散热器，依次穿过同侧的连通槽、通孔后，在贯通口与底板共同构成的封闭空间中，通过微小结构与底板与cpu/gpu进行换热；热量通过底板和微小结构传至液体工质，使得液体工质由液态相变成气态，换热后的气液混合态的工质再由另一侧的通孔穿过连通槽，并由工质流出口排出该散热器。

26、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

27、通过对上盖板、挡液板和下盖板的结构设计以及底板内侧的微小结构设计与组装，提高了散热器与cpu/gpu的接触面积以及工质与底板的接触面积，提高了散热装置的热交换率和散热效率以及cpu/gpu的工作效率和寿命。

28、1、引入异形微小结构，大大增加工质与表面接触的面积，使得散热效果增加；2、在异形结构表面增加亲水性处理或疏水性处理可以大大改善散热器的换热性能；

29、3、每个模块数量可以根据需要进行定制；

30、4、本散热装置的零部件、易加工、易组装，便于推广应用。