專利名稱：一種與待冷卻模塊配套使用的冷卻裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種與待冷卻模塊配套使用的冷卻裝置，屬于電子器件冷卻技術領域。
背景技術：
冷板是一種單流體的熱交換器，在電子器件冷卻領域得到了越來越廣泛的應用。現(xiàn)場可更換模塊是系統(tǒng)安裝結構上和功能上相對獨立的各類通用單元的總稱，為保證需要冷卻的現(xiàn)場可更換模塊的可拆卸可維護性，現(xiàn)場可更換模塊往往通過螺紋或鎖緊機構連接在冷板上，這就構成了 一個傳統(tǒng)的冷卻裝置(例如專利200610096619.2、200920106318.2,201020691749.2 中提到的冷卻裝置)。對于這樣的冷卻裝置，冷板與需要冷卻的器件/模塊的接觸界面上往往存在著較大的接觸熱阻，并且接觸界面的溫升會隨著接觸界面的熱流密度的增大而增大，當今可拆卸的高熱流密度器件/模塊與冷卻用的冷板之間的接觸界面的溫升往往達到冷卻介質(zhì)到模塊內(nèi)芯片殼體溫升的50%甚至更高。例如在冷板和模塊的材料均為鋁合金、采用常見的鎖緊條連接的場合，接觸界面的溫升達到了數(shù)十度，并且不同模塊安裝時還會存在一定的接觸熱阻的差異性；當模塊的熱耗加倍時，如果其它條件不變，則接觸界面的溫升也將加倍；當模塊的熱流密度更高時，接觸面的溫升還會更高，這就很可能超過了器件/模塊的耐溫極限，這給相應的熱設計工作帶來了很大的挑戰(zhàn)。雖然在接觸面涂一層導熱硅酯能減小一定的接觸熱阻，但導熱硅酯的壽命一般較短，反復拆裝時容易縮短導熱硅酯的壽命以及帶來污染和其它的一些問題。如能降低甚至去除如此高的接觸熱阻，將可以大大提高用于冷卻現(xiàn)場可更換模塊的冷卻裝置的冷卻效果，降低器件/模塊的工作溫度，降低同時消除多個模塊之間不同安裝帶來的接觸熱阻差異，提高系統(tǒng)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有冷卻裝置用于高熱流密度的現(xiàn)場可更換模塊冷卻時的不足，提供一種新型的與待冷卻模塊配套使用的無接觸熱阻的冷卻裝置，去除高熱流密度的現(xiàn)場可更換模塊與冷板間的接觸熱阻，消除多個現(xiàn)場可更換模塊之間不同安裝帶來的接觸熱阻差異，同時減小傳導熱阻，提高冷卻裝置的冷卻效果。本發(fā)明具體采用以下技術方案解決上述技術問題:
一種與待冷卻模塊配套使用的冷卻裝置，包括冷板，其中冷板兩端設有入口和出口，夕卜部冷卻介質(zhì)通過入口進入冷板后經(jīng)出口流出；所述待冷卻模塊的數(shù)量為個，并且依次排開設置在冷板的表面；所述每個待冷卻模塊上均設置有熱源；在所述冷板的表面上與每個待冷卻模塊上熱源對應位置處至少設有一個槽口，所述槽口的總數(shù)量為《個；所述冷卻介質(zhì)通過槽口與待冷卻模塊的殼體直接接觸，/K 均為自然數(shù)。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案:所述每個待冷卻模塊均可拆卸地設置在冷板的表面。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案:還包括入口自密封快速接頭和出口自密封快速接頭，所述入口自密封快速接頭和出口自密封快速接頭分別設置于冷板兩端的入口處和出口處。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案:所述槽口的總數(shù)量》大于或等于待冷卻模塊的數(shù)量/7。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案:所述待冷卻模塊采用螺紋或鎖緊機構設置在冷板的表面。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案:還包括一冷卻介質(zhì)通道，所述冷卻介質(zhì)通道設置在冷板內(nèi)與槽口對應的位置處。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案:還包括一密封件，所述密封件設置在冷板表面的槽口四周。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案:所述密封件的尺寸小于待冷卻模塊的尺寸。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案:所述密封件的形狀是圓形或矩形。作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術方案:所述密封件的截面形狀是圓形或矩形。本發(fā)明采用上述技術方案產(chǎn)生如下有益效果:
一是待冷卻模塊以及整個裝置均具備現(xiàn)場可更換的功能；二是使得冷卻介質(zhì)能夠直接接觸到需要散熱的高熱流密度待冷卻模塊的殼體，徹底去除了冷板與待冷卻模塊間的接觸熱阻；三是能夠消除多個模塊之間不同安裝帶來的接觸熱阻差異；四是在傳熱路徑中去掉了冷板上位于需要散熱的待冷卻模塊主要熱源區(qū)域對應處的殼體，有效減小了傳導熱阻；五是去掉了冷板上位于需要散熱的待冷卻模塊主要熱源區(qū)域對應處的殼體，從而可根據(jù)需要，較方便地在冷板上位于待冷卻模塊主要熱源對應處加工出換熱效果較好的微細流道通道。本裝置中的待冷卻模塊和整個裝置均具備現(xiàn)場可更換的功能，本發(fā)明能降低甚至去除較高的接觸熱阻，可以顯著提高用于可拆卸待冷卻模塊冷卻的冷卻裝置的冷卻效果，降低待冷卻模塊的工作溫度，降低同時消除多個模塊之間不同安裝帶來的接觸熱阻差異，提高系統(tǒng)的可靠性。與傳統(tǒng)的冷卻裝置相比，它減少了冷板與需要散熱的待冷卻模塊的殼體之間的接觸熱阻，同時減小了傳導熱阻，對于冷板和模塊的材料均為鋁合金、采用常見的鎖緊條壓接的場合，能夠使冷板與需要冷卻的待冷卻模塊的殼體之間的高達數(shù)十度的界面溫升完全消失，并能消除多個模塊之間不同安裝帶來的接觸熱阻差異，對于熱流密度更高的冷卻場合，效果會更加突出。


圖1為本發(fā)明的一種與待冷卻模塊配套使用的冷卻裝置的結構示意圖。圖2為本發(fā)明的一種與待冷卻模塊配套使用的冷卻裝置中的冷板的結構示意圖。圖3為傳統(tǒng)冷板的示意圖。圖4為本發(fā)明的一種與待冷卻模塊配套使用的冷卻裝置的布局關系示意圖。圖5為傳統(tǒng)冷卻裝置的布局關系示意圖。其中標號解釋:1_冷板，2-待冷卻的現(xiàn)場可更換模塊，3-熱源，4-入Π自密封快速接頭，5-出口自密封快速接頭，6-冷卻介質(zhì)通道，7-密封件。
具體實施例方式如圖1和圖2所示，本發(fā)明提供了一種與待冷卻模塊配套使用的冷卻裝置，包括冷板1，其中冷板I兩端設有入口和出口，外部冷卻介質(zhì)通過入口進入冷板I后經(jīng)出口流出；所述待冷卻模塊2的數(shù)量為/7個，并且依次排開設置在冷板I的表面；所述每個待冷卻模塊2上均設置有熱源3 ;在所述冷板I的表面上與每個待冷卻模塊上熱源3對應位置處至少設有一個槽口，所述槽口的總數(shù)量為m個；所述冷卻介質(zhì)通過槽口與待冷卻模塊的殼體直接接觸，/ 、《均為自然數(shù)。另外，所述每個待冷卻模塊2均可拆卸地設置在冷板I的表面。所述槽口的總數(shù)量 眷大于或等于待冷卻模塊的數(shù)量&另外，還包括入口自密封快速接頭4和出口自密封快速接頭5，所述入口自密封快速接頭4和出口自密封快速接頭5分別設置于冷板I兩端的入口處和出口處。待冷卻模塊2除集中熱源區(qū)域3以外的地方產(chǎn)生的熱量較少，熱流密度不大，散熱要求不高，其對應處的冷板上可以少布置甚至不布置冷卻介質(zhì)通道6。本冷卻裝置主要由冷板1、可拆卸的待冷卻模塊2、密封件7組成，如圖1、圖2和圖4所示，需要冷卻的高熱流密度的待冷卻模塊2直接安裝在冷板I和密封件7的對應處，使得冷卻介質(zhì)通過流經(jīng)槽口時能夠直接接觸到需要散熱的待冷卻模塊2上主要熱源區(qū)域3處的殼體，徹底去除了冷板I與待冷卻模塊2之間的接觸熱阻，并能消除多個模塊之間不同安裝帶來的接觸熱阻差異，同時有效減小了傳導熱阻。另外，由于去掉了待冷卻模塊2上主要熱源區(qū)域3對應處的 冷板I的殼體，從而可根據(jù)需要，較方便地在高熱流密度熱源的對應處加工出換熱效果較好的冷卻介質(zhì)通道6。實際應用過程中，對于冷卻介質(zhì)為液體的場合，去掉殼體處即槽口的周邊加裝密封件7以保證冷卻液體的密封；對于冷卻介質(zhì)為氣體的場合，如對該氣體介質(zhì)沒有很高的密封要求，可不加密封件。需要冷卻的現(xiàn)場可更換待冷卻模塊2與冷板I之間可以采用螺紋進行連接，也可以采用鎖緊機構進行連接，以保證待冷卻模塊2的可拆卸可維護性。本冷卻裝置的冷板I上可冷卻一個或多個需要冷卻的高熱流密度待冷卻模塊2。密封件7的外形尺寸小于需要散熱的高熱流密度的現(xiàn)場可更換的待冷卻模塊2的外形尺寸；密封件7的形狀可以是圓形也可以是矩形，密封件7的截面形狀可以是圓形也可以是矩形。而傳統(tǒng)的冷卻裝置的冷板如圖3所示，冷板I上存在著完整的殼體，使得傳統(tǒng)的冷卻裝置的布局如圖5所示，冷板I上的殼體與待冷卻模塊2的殼體接觸，冷板I與待冷卻模塊2的接觸界面上存在著較大的接觸熱阻，并且接觸界面的溫升會隨著接觸界面的熱流密度的增大而增大。 本冷卻裝置在冷卻介質(zhì)入口和出口處安裝了快速自密封接頭，可方便整個冷卻裝置的拆卸和維護；自密封快速接頭可以是盲插的，也可以是非盲插的。如需要將現(xiàn)場可更換模塊從冷板上拆下維護，只需先將冷板通道內(nèi)的冷卻介質(zhì)排干凈(可采用充氣法)，就可實現(xiàn)常規(guī)的拆卸和維護；如需要將整個冷卻裝置拆下維護，只需要從自密封快速接頭處斷開，斷開前不需要將冷板流道內(nèi)的冷卻介質(zhì)排干凈。與傳統(tǒng)的冷卻裝置相比，本發(fā)明減少了冷板與需要散熱的待冷卻模塊的殼體之間的接觸熱阻，同時減小了傳導熱阻，對于冷板和模塊的材料均為鋁合金、采用常見的鎖緊條壓接的場合，能夠使冷板與需要冷卻的待冷卻模塊的殼體之間的高達數(shù)十度的界面溫升完全消失，并能消除多個模塊之間不同安裝帶來的接觸熱阻差異，對于熱流密度更高的冷卻場合，效果會更加突出。本發(fā)明能降低甚至去除較高的接觸熱阻，可以顯著地提高用于冷卻現(xiàn)場可更換模塊的冷卻裝置的冷卻效果，降低待冷卻模塊的工作溫度，降低同時消除多個模塊之間不同安裝帶來的接觸熱阻差異，提高系統(tǒng)的可靠性。
權利要求
1.一種與待冷卻模塊配套使用的冷卻裝置，包括冷板(I)，其中冷板(I)兩端設有入口和出口，外部冷卻介質(zhì)通過入口進入冷板(I)后經(jīng)出口流出；所述待冷卻模塊(2)的數(shù)量為η個，并且依次排開設置在冷板(I)的表面；所述每個待冷卻模塊(2)上均設置有熱源(3)；其特征在于:在所述冷板(I)的表面上與每個待冷卻模塊上熱源(3)對應位置處至少設有一個槽口，所述槽口的總數(shù)量為m個；所述冷卻介質(zhì)通過槽口與待冷卻模塊的殼體直接接觸，/ 、》均為自然數(shù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種與待冷卻模塊配套使用的冷卻裝置，其特征在于:所述每個待冷卻模塊(2)均可拆卸地設置在冷板(I)的表面。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種與待冷卻模塊配套使用的冷卻裝置，其特征在于:還包括入口自密封快速接頭(4)和出口自密封快速接頭(5)，所述入口自密封快速接頭(4)和出口自密封快速接頭(5 )分別設置于冷板(I)兩端的入口處和出口處。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種與待冷卻模塊配套使用的冷卻裝置，其特征在于:所述槽口的總數(shù)量》大于或等于待冷卻模塊(2)的數(shù)量/7。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種與待冷卻模塊配套使用的冷卻裝置，其特征在于:所述待冷卻模塊(2)采用螺紋或鎖緊機構設置在冷板(I)的表面。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種與待冷卻模塊配套使用的冷卻裝置，其特征在于:還包括一冷卻介質(zhì)通道(6 )，所述冷卻介質(zhì)通道(6 )設置在冷板(I)內(nèi)與槽口對應的位置處。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種現(xiàn)與待冷卻模塊配套使用的冷卻裝置，其特征在于:還包括一密封件(7 )，所述密封件(7 )設置在冷板(I)表面的槽口四周。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種與待冷卻模塊配套使用的冷卻裝置，其特征在于:所述密封件(7)的尺寸小于待冷卻模塊(2)的尺寸。
9.根據(jù)權利要求7所述的一種與待冷卻模塊配套使用的冷卻裝置，其特征在于:所述密封件(7)的形狀是圓形或矩形。
10.根據(jù)權利要求7所述的一種與待冷卻模塊配套使用的冷卻裝置，其特征在于:所述密封件(7)的截面形狀是圓形或矩形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種與待冷卻模塊配套使用的冷卻裝置，屬于電子器件冷卻技術領域，包括冷板(1)，其中冷板(1)兩端設有入口和出口，外部冷卻介質(zhì)通過入口進入冷板(1)后經(jīng)出口流出；所述待冷卻模塊(2)的數(shù)量為n個，并且依次排開設置在冷板(1)的表面；所述每個待冷卻模塊(2)上均設置有熱源(3)；在所述冷板(1)的表面上與每個待冷卻模塊上熱源(3)對應位置處至少設有一個槽口，所述槽口的總數(shù)量為m個，所述冷卻介質(zhì)通過槽口與待冷卻模塊的殼體直接接觸，n、m為自然數(shù)。本發(fā)明具備現(xiàn)場可更換的功能，同時能降低模塊與冷板之間較高的接觸熱阻，可以顯著提高冷卻裝置的冷卻效果，降低待冷卻模塊的工作溫度，提高系統(tǒng)可靠性。
文檔編號H05K7/20GK103179846SQ201310074978
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月11日 優(yōu)先權日2013年3月11日
發(fā)明者李金旺, 錢吉裕, 戰(zhàn)棟棟 申請人:中國電子科技集團公司第十四研究所