液冷散热结构的制作方法

1.本实用新型涉及液体散热结构领域，尤其关于一种液(水)冷头的散热结构。


背景技术：

2.随着大数据及云端计算服务的需求大幅提升，相关电子产品的散热需求也越来越高，尤其是大型运算中心的服务器，其运算密度提高，相同尺寸的空间中所产生的废热也大幅提升，为了降低散热所消耗的能源近来使用液体将热源从服务器中带走以其他方式散热，以解决高密度废热所产生的问题。
3.水冷头或水冷板的运作机制是由工作液体将晶片的热量带走，在通过晶片时工作液体会逐渐升温，因此晶片温度分布会受水冷板内流道配置所影响，接近进水口温度较低，出水口则较高。
4.然而在新一世代晶片设计其发热面积变大，使得进出口高低温差更大，造成晶片温度分布不均，由于晶片温度差异太大，造成晶片寿命减少。再者，工作液体从进水口进入水冷头后，直接且快速经过水冷头内从出水口流出，由于工作液体停留在水冷头内的时间短，造成与水冷头内的散热鳍片接触时间更短，无法充分热交换带走热源。
5.是以，要如何解决上述的问题与缺失，即为本案的发明人与从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。


技术实现要素：

6.为改善上述的问题，本实用新型的一目的在一热交换腔室内的一进口与一散热鳍片单元之间设有一挡部，凭借该挡部使从该进口进入该热交换腔室的一冷却液体分流，以令该冷却流体从该散热鳍片单元的周边再往散热鳍片单元的中间流动，以阻止该冷却液体直线经过该散热鳍片单元。
7.本实用新型另一目的使热交换腔室内的流场均匀分布以减少发热元件的温度差异，达到温度分布均匀的液冷散热结构。
8.本实用新型另一目的利用复数挡流凸体位于该散热鳍片单元的周边，以将周边的冷却液体分配到需要散热的区域以有效降低发热元件的温差的液冷散热结构。
9.本实用新型另一目的系延缓冷却液体在热交换腔室内的停留时间，以确保有足够时间跟散热鳍片单元充分确实进行热交换。
10.本实用新型另一目的在热交换腔室内设置复数肋条，且每一肋条位于两相邻散热鳍片组之间，以阻隔流经每一散热鳍片组的冷却液体流到另一散热鳍片组。
11.为达上述的目的，本实用新型提供一种液冷散热结构，其包含：一基板具有一热交换面及一热接触面；一散热鳍片单元包括复数散热鳍片组设置在该热交换面，且每一散热鳍片组具有一顶面及两流入侧；一盖体与该基板结合并盖合在该散热鳍片单元上方，一热交换腔室界定在该基板与该盖体之间容纳该散热鳍片单元，该盖体具有一内侧及一侧壁，该内侧设有一导引道对应每一散热鳍片组的顶面，该散热鳍片单元与该侧壁之间界定一周
边流道组，一进口及一出口分设于该盖体上，该进口连通该热交换腔室，该出口连通该导引道；一挡部设置在该热交换腔室内且位于该进口与该散热鳍片单元之间将该进口与该散热鳍片单元隔离，该挡部系邻近该进口以使从该进口进入该热交换腔室的一冷却液体分流且沿该周边流道往散热鳍片单元的一中间流动，如此阻止该冷却液体直线经过该散热鳍片单元。
12.前述周边流道组设有复数挡流凸体对应每一散热鳍片组的两流入侧。
13.前述周边流道组具有一第一及第二及第三周边流道，该第一及第二周边流道分别界定在该两流入侧与该侧壁之间，该第三周边流道系界定在该挡部与该侧壁之间且对应该进口，该周边流道组的冷却液体从该两流入侧往散热鳍片单元的该中间流动并经由该导引道从该出口流出。
14.前述第三周边流道选择设有另一散热鳍片单元。
15.前述挡流凸体分布在该第一及第二周边流道，且设置在该盖体的侧壁或该基板的热交换面。
16.前述两相邻散热鳍片组之间设有一肋部，且每一肋部具有一自由端与该盖体的内侧接触或结合一起。
17.前述肋部具有另一自由端与该基板的热交换面结合一起。
18.前述挡部设置在该基板的热交换面或设置在该盖体的内侧。
19.凭借上述的结构，本实用新型使进入热交换腔室的冷却液体的流场均匀的流动分布，以减少发热元件的温度差异，使得发热元件温度均匀分布。
附图说明
20.图1a为本实用新型立体分解示意图；
21.图1b为本实用新型立体组合示意图；
22.图1c是本实用新型组合剖视示意图：
23.图2为本实用新型俯视透视示意图；
24.图3是本创做设有挡流凸体的俯视透视示意图；
25.图4a至图4c是挡流凸体的各种不同形状的示意图。
26.附图标记说明：基板11；热交换面111；热接触面112；盖体12；内侧121；侧壁122；导引道123；进口124；出口125；挡流凸体127；散热鳍片单元13、18；鳍片131；流道132；顶面134；流入侧135；非流入侧136；散热鳍片组137；肋部138热交换腔室14；挡部15；周边流道组17；第一周边流道171；第二周边流道172；第三周边流道173；冷却液体19；进液接头21；出液接头22。
具体实施方式
27.本实用新型的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式的较佳实施例予以说明。
28.本实用新型提供一种液冷散热结构例如为一液(水)冷头(water block)是液(水)冷回路(liquid cooling loop)的一部分，用以接触一发热元件以帮助该发热元件散热，且液冷散热结构通过管体连通外部的散热单元及/或泵浦。本实用新型凭借在液冷散热单元
内的一热交换腔室设一挡部以对进入该热交换腔室内的一冷却液体先进行分流，令分流的冷却流体流到一散热鳍片单元的周边后再往该散热鳍片单元的中间流动，以阻止该冷却流体直线经过该散热鳍片单元，该本实用新型也选择搭配设有复数挡流凸体对应该散热鳍片单元以帮助冷却液体均匀流经该散热鳍片单元，详细结构如下所述。
29.请参阅图1a为本实用新型立体分解示意图；图1b为本实用新型立体组合示意图；图1c是本实用新型组合剖视示意图：图2为本实用新型俯视透视示意图。如这些图所示本实用新型的液冷散热结构包括一基板11及一盖体12盖合该基板11，一热交换腔室14界定在该基板11与该盖体12之间供一冷却液体19流动，及一挡部15设置在该热交换腔室14内，一散热鳍片单元13设置在该热交换腔室14内。该基板11具有一热交换面111及一热接触面112，该盖体12具有一内侧121及一侧壁122，该内侧121系面对该基板11的热交换面111且具有一导引道123，一进口124及一出口125分设于该盖体12上，该进口124连通该热交换腔室14，该出口125连通该导引道123，该侧壁122环设在该盖体12外缘接合该基板11。一进液接头21及一出液接头22分别连接该进口124及出口125。该挡部15设置在该基板11的热交换面111或该盖体12的内侧121，且位于进口124后方，除了阻挡该冷却液体19从进口124流入热交换腔室14直接流经该散热鳍片单元13，并且使该冷液体19被分流成两侧再流经散热鳍片单元13，详如后述。
30.该散热鳍片单元13具有复数个鳍片131间隔设置且该些鳍片131之间具有流道132，该散热鳍片单元13具有一顶面134及两流入侧135及两非流入侧136，该顶面134邻近或邻接该盖体12的内侧121且对应该导引道123，该两流入侧135是相对侧且连通该些鳍片131之间的流道132，该两非流入侧136也为相对侧且邻接该两流入侧135。该散热鳍片单元13设置或形成在该基板11的热交换面111上，也即该散热鳍片单元13与该基板11是一体或非一体制成。另外该两非流入侧136分别邻近该盖体12的进口124及出口125，而该挡部15系邻近该进口124并位于该进口124与该散热鳍片单元13的非流入侧136之间。
31.再者，本实施图中表示该散热鳍片单元13具有复数个散热鳍片组137，且两相邻散热鳍片组137之间设有一肋部138，该单一肋部138的厚度相较于单一鳍片131的厚度还厚。该散热鳍片单元13及/或该肋部138是一体成型在该基板11的热交换面111上，或与该基板11为分离的个别元件以一结合手段结合(该结合手段例如焊接其包括硬焊、软焊及超音波焊接等)在该基板11的热交换面111上。每一肋部138具有一自由端(如图的上端)邻近该盖体12的内侧12或与该内侧12接触或结合一起。
32.在该散热鳍片单元13与该侧壁122之间形成一周边流道组17在该散热鳍片单元13的周边。该周边流道组包括一第一周边流道171、一第二周边流道172及一第三周边流道173。其中该第一及第二周边流道171、172分别位于该两流入侧135与侧壁122之间，该第三周边流道173位于该挡部15与该侧壁122之间对应该进口124，也就是说该进口124位于该第三周边流道173的上方，且第三周边流道173的两端分别连通该第一及第二周边流道171、172。另一散鳍片单元18选择设置或形成在该第三周边流道173且位于该进口124的下方。关于散热鳍片18不局限于前述的实施，若所对应的发热元件的发热区域较少，可减少散热鳍片18设置在该第三周边流道173。
33.该冷却液体19通过该进液接头21从该盖体12的进口124流入该热交换腔室14的第三周边流道173，该冷却液体19不仅被进口124后方的挡部15阻挡直线通过该散热鳍片单元
13，且还被分成两股相反流向分别从该第三周边流道173的两端经过该第一周边流道171及该第二周边流道172，然后在第一及第二周边流道171、172的冷却液体19进一步从该散热鳍片单元13的两流入侧135往该散热鳍片单元13的一中间流动，然后该冷却液体19通过该导引道123从该出口125及该出液接头22流出该热交换腔室14。其中该肋部138用以阻隔流经每一散热鳍片组137的冷却液体19流到另一散热鳍片组137。如此设计，以使分流后的冷却液体19尚未被加热，且得以用相同的液体温度流经每一散热鳍片组137。
34.再者，由于该挡部15阻挡流入该热交换腔室14的冷却液体19直线流过散热鳍片单元13，得以延缓冷却液体19在热交换腔室内14的停留时间，使该冷却液体19可以跟散热鳍片单元13充分的进行热交换后再将热带走。
35.请继续参考图3为本实用新型设有挡流凸体的俯视透视示意图。如图所示，在另一实施，复数挡流凸体127在该周边流道组17，例如分布在该第一周边流道171及第二周边流道172对应该散热鳍片单元13的该两流入侧135，且每一散热鳍片组137对应到至少两个相对的挡流凸体127。该复数挡流凸体127在本实施表示设置在该盖体12的侧壁122，但不限于此，也可设置在该基板11的热交换面111。凭借该每一挡流凸体127使得在该第一周边流道171及第二周边流道172流动的冷却液体19被导引流向该散热鳍片单元13的每一散热鳍片组137，减少该冷却液体19集中在流动方向末端，该冷却液体19更均匀的在液冷散热结构内流动。另外，不局限于前述实施，本实用新型可以根据不同的散热需求，使每一散热鳍片组137对应到多个相对的挡流凸体127。因此，在设计时可根据发热元件的各发热区域的温度不同设置该挡流凸体127，例如在温度低的区域设置两个相对的挡流凸体127，温度高的区域设置四个或更多相对的挡流凸体127。
36.请继续参考图4a至图4c是挡流凸体的各种不同形状的示意图。如图所示，前述的挡流凸体127不局限于半圆形，也可以是三角形(如图4a)或方形(如图4b)或l形(如图4c)等任意几何形状。
37.凭借上述的结构，以使进入热交换腔室14的冷却液体19的流场均匀的流动分布，以减少发热元件的温度差异，使得发热元件温度均匀分布。
38.以上说明对本实用新型而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本实用新型的保护范围之内。