用于对发热电子部件进行冷却的冷却块及其制造方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2022年8月30日提交的题为“Cooling Block for Cooling aHeat-Generating Electronic Component and Method for Manufacturing Thereof(用于对发热电子部件进行冷却的冷却块及其制造方法)”的欧洲专利申请号22306285.2的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本技术涉及冷却块和用于制造该冷却块的方法。

背景技术

对于计算机系统，散热是重要的考虑因素。明显地，计算机系统的许多部件诸如处理器(也称为中央处理单元(CPU))产生热并且因此需要进行冷却，以避免性能下降以及避免在一些情况下发生故障。对于计算机系统以外的系统(例如，电力管理系统)也有类似的考虑。因此，在许多情况下，不同类型的冷却解决方案被实现为促进从发热电子部件进行散热，其目的在于从这些发热电子部件收集热能并且将热能引导远离这些发热电子部件。例如，在其中有多个电子系统(例如，服务器、网络设备、电力设备)连续操作并且发热的数据中心中，这种冷却解决方案可能是特别重要的。

冷却解决方案的一个示例是散热器，该散热器依靠热传递介质(例如，气体或液体)来将由发热电子部件产生的热携带走。例如，冷却块(有时称为“水块”或“冷板”)可以热联接至发热电子部件，并且使水(或其他流体)流动穿过冷却块中的导管，以对来自发热电子部件的热进行吸收。当水从冷却块流出时，由此收集到的热能也从冷却块流出。然而，在许多情况下，高效冷却块的制造可能是困难的和/或昂贵的。

因此，需要可以减轻这些缺点中的至少一些缺点的冷却块。

发明内容

本技术的目的是改进现有技术中存在的至少一些不便之处。

根据本技术的一个方面，提供了用于对发热电子部件进行冷却的冷却块。冷却块包括本体，该本体在本体的下侧部上具有热传递表面，该热传递表面被构造成与发热电子部件热接触，本体限定出流体导管，该流体导管用于使冷却流体循环穿过该流体导管，流体导管具有入口和出口，该入口和出口分别用于对冷却流体进行接纳以及将冷却流体排出；流体导管具有多个通道，该通道沿着流体导管从第一点延伸至第二点，使得在使用中冷却流体以沿着通道并行的方式从第一点流动至第二点，多个通道中的每个通道被限定在以下各者之间：第一内部侧壁和第二内部侧壁，该第一内部侧壁和第二内部侧壁在该第一内部侧壁和第二内部侧壁之间限定出通道的宽度；以及顶部壁和底部壁，该顶部壁和底部壁在第一内部侧部与第二内部侧壁之间延伸，在顶部壁与底部壁之间限定出通道的高度，底部壁在冷却块的高度方向上比顶部壁更靠近热传递表面，其中，多个通道中的每个通道被定尺寸成具有：第一尺寸构型，由此，通道的高度具有第一高度值，并且通道的宽度具有第一宽度值；或者第二尺寸构型，由此，通道的高度具有第二高度值，并且通道的宽度具有第二宽度值，第一高度值大于第二高度值，第二宽度值大于第一宽度值；多个通道包括具有第一尺寸构型的至少一个第一通道和具有第二尺寸构型的至少一个第二通道；以及本体在热传递表面与该至少一个第一通道的任何部分之间的材料厚度小于本体在热传递表面与该至少一个第二通道的任何部分之间的材料厚度。

在一些实施方式中，多个通道中的每个通道具有相同的截面面积，该截面面积是通道的高度和宽度的乘积。

在一些实施方式中，第一高度值等于第二高度值；以及第二高度值等于第一宽度值。

在一些实施方式中，第一高度值和第二宽度值介于2mm与5mm之间含端点值；以及第二高度值和第一宽度值介于1mm与3mm之间含端点值。

在一些实施方式中，第一高度值和第二宽度值是约3mm。

在一些实施方式中，第二高度值和第一宽度值是约1.5mm。

在一些实施方式中，该至少一个第一通道包括两个第一通道。

在一些实施方式中，该至少一个第二通道包括两个第二通道。

在一些实施方式中，第一点对应于流体导管的入口，以及第二点对应于流体导管的出口。

在一些实施方式中，冷却块的本体包括基部和连接至基部的覆盖件，基部包括热传递表面；以及流体导管的路径是由冷却块的基部限定的。

在一些实施方式中，覆盖件是平面板状构件；以及对多个通道中的每个通道进行限定的顶部壁是由覆盖件的下表面限定的。

在一些实施方式中，流体导管所描述的路径是大致螺旋形的。

根据本技术的另一方面，提供了用于制造冷却块的方法，该冷却块被构造成对发热电子部件进行冷却，该方法包括：提供基部，该基部用于形成冷却块的一部分，基部具有热传递表面，该热传递表面被构造成以与发热电子部件热接触的方式布置；在基部的上表面上铣削出第一通道，使得第一通道具有第一尺寸构型，由此，第一通道的高度具有第一高度值，以及第一通道的宽度具有第一宽度值；在基部的上表面上铣削出第二通道，使得第二通道具有第二尺寸构型，由此，第二通道的高度具有第二高度值，以及第二通道的宽度具有第二宽度值，第一通道和第二通道中的每一者的高度是从基部的上表面测得的，第一高度值大于第二高度值，第二宽度值等于第一宽度值，第一通道和第二通道中的每一者具有相同的截面面积，该截面面积是通道的高度和宽度的乘积。

在一些实施方式中，第一高度值等于第二宽度值；第二高度值等于第一宽度值；铣削出第一通道包括：执行第一切割操作，从而通过铣削切割件沿着第一路径将材料从基部移除，铣削切割件在第一切割部分期间在与上表面相距第一深度处将材料从基部移除，第一深度等于或小于铣削切割件的直径，铣削切割件的直径对应于第一通道的宽度；以及在执行第一切割操作之后，执行第二切割操作，从而通过铣削切割件沿着第一路径在与上表面相距第二深度处将材料移除，第二深度大于第一深度；以及铣削出第二通道包括：执行第三切割操作，从而通过铣削切割件沿着第二路径将材料从基部移除；以及执行第四切割操作，从而通过铣削切割件沿着与第二路径并行的第三路径将材料从基部移除，在第三切割操作和第四切割操作期间，铣削切割件在与上表面相距第二深度处将材料从基部移除，第二深度对应于第二高度值，铣削切割件的直径对应于第二通道的高度。

在一些实施方式中，铣削切割件具有介于1mm与3mm之间的直径。

本技术的各个实施方式各自具有上述目的和/或方面中的至少一个目的和/或方面，但不一定具有全部的上述目的和/或方面。应理解的是，由于试图实现上述目的而产生的本技术的一些方面可能不满足该目的和/或可能满足本文未具体叙述的其他目的。

根据以下描述、附图和所附权利要求，本技术的实施方式的附加和/或替代性特征、方面和优点将变得明显。

应理解的是，与部件的位置和/或定向相关的术语诸如“上部”、“下部”、“顶部”、“底部”、“前”、“后”、“左”、“右”、“纵向”、“横向”、“竖向”等在本文中用于使描述简化，而非意在对部件在使用中的特定位置/定向进行限制。

附图说明

为较好地理解本技术及其其他方面和另外的特征，请参阅应与附图一起使用的以下描述，其中：

图1是从顶部、前部、左侧截取的、根据本技术的实施方式的冷却块的立体图；

图2是沿着图1中的线2-2截取的、图1的冷却块的截面图；

图3是从顶部、前部、左侧截取的、图1的冷却块的基部的立体图；

图4是图3的冷却块的基部的俯视平面图；

图5是沿着图4中的线5-5截取的、图4的基部的截面图；

图6是从顶部、前部、左侧截取的、根据另一实施方式的冷却块的基部的立体图；

图7是根据另一实施方式的冷却块的基部的俯视平面图；

图8是沿着图7中的线8-8截取的、图7的基部的截面图。

具体实施方式

图1和图2示出了根据本技术的实施方式的冷却块100。冷却块100被构造成对发热电子部件50(在图2中示意性地示出)进行冷却。在该示例中，发热电子部件50是中央处理单元(CPU)。例如，发热电子部件50可以是在数据中心中运行的服务器的一部分。在使用中，发热电子部件50产生大量的热并且因此可以需要进行冷却。可以考虑的是，发热电子部件50可以是任何其他合适的发热电子部件(例如，图形处理单元(GPU)、半导体、存储单元等)。

现在将参照图1至图3对冷却块100进行描述。冷却块100具有本体102，该本体102包括彼此连接的基部104和覆盖件106。例如，在该示例中，覆盖件106被焊接至基部104(例如，经由激光焊接)。在其他实施方式中，覆盖件106可以以不同的方式被固定至基部104。如图2中所示，基部104包括热传递表面108，该热传递表面108被设置在基部104的下侧部上。热传递表面108被构造成以与发热电子部件50热接触的方式布置。应理解的是，无论热传递表面与发热电子部件50直接接触还是热接合材料(例如，热糊剂、热垫、石墨片材等)被设置在热传递表面与发热电子部件50之间并且明确目的在于对发热电子部件50与冷却块100之间的热传递进行改进，热传递表面108都可以与发热电子部件50热接触。

如图2中所示，基部104和覆盖件106一起限定出内部流体导管115，冷却流体在该内部流体导管115内进行循环，以对来自发热电子部件50的热进行吸收。内部流体导管115从入口110延伸至出口112。在该示例中，入口110通常设置在冷却块100的纵向方向和横向方向(即，分别沿着Y轴和X轴)的中央，而出口112设置在矩形冷却块100的拐角部附近。在其他实施方式中，入口110和出口112可以设置在不同的位置处。在该实施方式中，通过内部流体导管115进行循环的冷却流体是去矿物质水。然而，在其他实施方式中，冷却流体可以是任何其他合适的冷却流体(例如，制冷剂)。在一些实施方式中，冷却流体能够进行两相流动，使得冷却流体可以基于该冷却流体的温度而从液体改变为气体，反之亦然。因此，在冷却块10内循环的冷却流体在某个点处将处于液相，然而，冷却流体不一定始终处于液相(例如，当冷却流体的温度达到某个值时，冷却流体可以从液体蒸发为气体)。

参照图2和图3，在该实施方式中，流体导管115的路径是由基部104限定的。明显地，基部104限定有凹部132，该凹部132被机加工到基部104的上表面116中，即被铣削到基部104的上表面116中。当冷却流体从入口110流动到出口112时，凹部132限定出冷却流体的轨迹。将在下文进一步详细描述铣削出凹部132的方式。

如图2中所示，在该实施方式中，覆盖件106被接纳在由基部104限定出的袋状件120中，使得覆盖件106的下表面114与基部104的上表面116接触。基部104的上表面116和边缘部分117限定出基部104的袋状件120，覆盖件106被接纳在该袋状件120中。上表面116设置在基部104的上侧部上(即，设置在热传递表面108的相反侧部上)，并且因此在冷却块100的高度方向上(即，沿着Z轴)偏离热传递表面108，该高度方向垂直于热传递表面108。在其他实施方式中，基部104可以不限定出对覆盖件106进行接纳的袋状件120(例如，覆盖件106可以沿着基部104的周缘部被焊接至基部104)。在这些实施方式中，基部104的上表面116没有被边缘部分117围绕。

在该实施方式中，覆盖件106为板状构件，该板状构件通常是平面的并且成形为被接纳在袋状件120内。明显地，覆盖件106的下表面114是平坦表面，该平坦表面从流体导管115的上侧部将流体导管115封闭。可以考虑的是，在其他实施方式中，覆盖件106可以部分地限定出流体导管115的路径(例如，覆盖件106的下表面可以限定出与凹部132互补的凹部)。如图1中所示，在该实施方式中，覆盖件106上设置有入口连接件125和出口连接件127(例如，管)，并且入口连接件125和出口连接件127分别与流体导管115入口110和出口112流体连通。入口连接件125和出口连接件127连接至附加的管道系统(未示出)，以分别将冷却流体发送至冷却块100以及将冷却流体从冷却块100排出。

现在将参照图3较详细地对流体导管115进行描述。在该实施方式中，流体导管115沿着由基部104的凹部132限定的路径从入口110延伸至出口112。在该实施方式中，流体导管115所描述的从入口110到出口112的路径是大致螺旋形的。然而，可以考虑的是，在其他实施方式中，流体导管115可以描述任何其他合适的路径。例如，流体导管115所描述的从入口110到出口112的路径可以是蛇形路径(例如，S状路径)、直线路径等。明显地，可以根据发热电子部件50的特定构型诸如发热电子部件50的一个或更多个晶片57的布置(图2、图5)来对流体导管115所描述的路径进行设计。

如可以看到的，在该实施方式中，流体导管115划分成多个通道、即第一通道122

通道122

可以理解的是，本文中限定的每个通道122

如图2中最佳可见的，第一通道122

在一些实施方式中，第一通道122

在该实施方式中，第一通道122

在该实施方式中，第二通道122

第一通道122

如将理解的是，在该实施方式中，由于高度H1、H2彼此不同，因此热传递表面108与通道122

现在将较详细地对形成基部104的凹部132并且因此形成流体导管115以制造冷却块100的方式进行描述。在该实施方式中，未完成的基部104被安装在铣床上。然后通过安装在铣床上的适当的铣削切割件，在基部104的上表面116上铣削出第一通道122

然后在上表面116上铣削出第二通道122

在其他实施方式中，流体导管115可以具有更多个通道。例如，参照图6，在一些实施方式中，流体导管115除了第一导管122

在其他实施方式中可以设置不同数量的通道(例如，三个通道、五个通道或更多个通道)。

此外，在其他实施方式中，通道可以具有不同的形状。例如，在一些情况下，对通道122

如上所述，在其他实施方式中，流体导管115的路径可以是完全不同的。明显地，参照图7和图8，如可见的，在替代性实施方式中，流体导管115的路径不是螺旋形的，而是描述了特别地用于意在进行冷却的发热电子部件50的路径。此外，在该替代性实施方式中，第一通道122

对于本领域技术人员而言，对本技术的上述实施方式的修改和改进可能变得明显。前文的描述意在是示例性的而非限制性的。因此，本技术的范围意在仅由所附权利要求的范围来限制。