换热组件的制作方法

1.本技术涉及电子元件散热领域，尤其涉及换热组件。

背景技术：

2.高频、高速运行的电子元件运行时会产生的大量的热，这会导致电子元件的温度变高，这对电子元件的性能及运行稳定性产生了严重的威胁，为了确保电子元件能够正常运行，需要对电子元件进行有效的散热。
3.目前，常用的一种散热方式是液冷散热，液冷散热的方式一般通过管路或者流道输送换热液的方式散热，即将管道或者流道设置在需要散热的电子元件或电子元件阵列上，再通入流动的换热液，换热液流经电子元件或电子元件阵列时，换热液将电子元件的热带走，以达到对电子元件或电子元件阵列散热的目的，但是，申请人发现这种散热方式在实际使用时，电子元件或电子元件阵列在散热时的区域温差较大，不利于电子元件的温度控制。

技术实现要素：

4.本技术提供了一种换热组件，通过换热流道在导热件上从进液端开始延伸一段距离后折弯迂回，形成两个并列的流道，降低待换热物的最高运行温度。
5.第一方面，本技术的实施例提供了一种换热组件，包括：
6.导热件，配置为与待换热物导热连接；
7.换热流道，形成于所述导热件上，所述换热流道包括进液段和出液段，所述换热流道从所述进液段开始在所述导热件上延伸一段距离后弯折，弯折后的所述换热流道以靠近所述进液段的方向继续延伸至所述出液段，其中，弯折前的所述换热流道形成第一流道，弯折后的所述换热流道作为第二流道，所述第一流道和所述第二流道相邻设置。
8.在本技术实施例提供的换热组件中，所述换热流道以弯折处为第一端，以进液段和出液段为第二端，所述换热流道从所述第二端开始向所述第一端堆叠布设。
9.在本技术实施例提供的换热组件中，所述换热流道在所述导热件上呈回形针式布设，使得所述换热流道的第一端设于所述导热件的中部。
10.在本技术实施例提供的换热组件中，所述第一流道包括多个第一导液段和多个第二导液段，所述第二导液段从所述第一导液段的一端弯折延伸，所述第二流道包括多个第三导液段和多个第四导液段，所述第四导液段从所述第三导液段的一端弯折延伸；所述第三导液段设于相邻两个所述第一导液段之间，和/或，所述第四导液段设于相邻两个所述第二导液段之间。
11.在本技术实施例提供的换热组件中，所述第一导液段与所述第三导液段平行，所述第二导液段与所述第四导液段平行。
12.在本技术实施例提供的换热组件中，所述导热件包括第一换热板和第二换热板，所述第一换热板和所述第二换热板相连接并形成所述换热流道。
13.在本技术实施例提供的换热组件中，所述换热流道沿所述导热件的高度方向具有相对设置的第一壁面和第二壁面，所述第一壁面与所述导热件的连接面之间间隔第一距离，所述第二壁面与所述连接面之间间隔第二距离，所述换热流道以所述第一距离保持不变且第二距离沿流体流动方向逐渐减小的方式延伸，所述连接面用于与待换热物导热连接。
14.在本技术实施例提供的换热组件中，所述换热流道的进液段和出液段设于所述导热件的同一侧。
15.在本技术实施例提供的换热组件中，靠近所述待换热物一侧的换热流道中沿所述导热件的高度方向设有分流片。
16.在本技术实施例提供的换热组件中，设置在所述换热流道后部的分流片的数量少于设置在所述换热流道前部的分流片的数量。
17.在本技术实施例提供的换热组件中，所述换热流道的第一壁面上设有凸肋。
18.本技术实施例提供的一种换热组件，通过换热流道在导热件上从进液端开始延伸一段距离后折弯迂回，形成两个并列的流道，两个并列的流道相互传热，不仅能够有效降低待换热物的最高运行温度，还能够均衡换热流道各处的散热能力，降低换热流道进液段与出液段温度差，实现对待换热物均衡散热，有效提高待换热物的温控均匀性。
19.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
20.为了更清楚地说明本技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1是本技术实施例提供的一种换热组件的整体结构示意图；
22.图2是本技术实施例提供的一种换热组件展开结构示意图；
23.图3是本技术实施例提供的一种换热组件的换热流道结构示意图；
24.图4是本技术实施例提供的一种换热组件的换热流道一个结构示意图；
25.图5是本技术实施例提供的一种换热组件的换热流道一个结构示意图；
26.图6是本技术实施例提供的换热流道其中一个走势图；
27.图7是本技术实施例提供的换热流道其中一个走势图；
28.图8是本技术实施例提供的一种换热组件的换热流道一个结构示意图。
29.主要元件及符号说明：
30.10、分流片；11、进液段；12、出液段；13、流通方向；14、凸肋；
31.15、换热流道；151、进口段；152、主体段；153、出口段；154、子流道；155、第一流道；1551、第一导液段；1552、第二导液段；156、第二流道；1561、第三导液段；1562、第四导液段；
32.16、导热件；161、第一换热板；162、第二换热板；163、连接面；
33.17、间隔区域；
34.18、第一端；19、第二端；
35.20、高度方向；21、第一壁面；22、第二壁面；
36.30、第一环圈；31、第二环圈；32、第三环圈；33、第四环圈。
具体实施方式
37.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
38.下面结合附图，对本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.应当理解，在此本技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本技术。如在本技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
40.应当理解，为了便于清楚描述本技术实施例的技术方案，在本技术的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一凹槽和第二凹槽仅仅是为了区分不同的凹槽，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
41.还应当进一步理解，在本技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。高频、高速运行的电子元件运行时会产生的大量的热，这会导致电子元件的温度变高，这对电子元件的性能及运行稳定性产生了严重的威胁，为了确保电子元件能够正常运行，需要对电子元件进行有效的散热。
42.目前，常用的一种散热方式是液冷散热，液冷散热的方式一般通过管路或者流道输送换热液的方式散热，即将管道或者流道设置在需要散热的电子元件或电子元件阵列上，再通入流动的换热液，换热液流经电子元件或电子元件阵列时，换热液将电子元件的热带走，以达到对电子元件或电子元件阵列散热的目的，但是，申请人发现这种散热方式在实际使用时，电子元件或电子元件阵列在散热时的区域温差较大，不利于电子元件的温度控制。
43.示例性的，参考图6，图6中的乙显示为目前的换热流道15散热布局，将乙的布局方案进行简化抽取后得到甲的布局方案，即液体向一个方向远离入口处流通，也就造成了液体在流道时，从入口的液体温度到出口的液体温度是逐渐升高的，虽然此种方式带走了电子元件的热量，但是，最后会发现，出口处的液体问题会远高于进口处的温度，由此导致电子元件两端的温差大，不容易实现对电子元件的温度控制。
44.本技术通过将换热流道15在导热件16上从进液端开始延伸一段距离后折弯迂回，形成两个并列的流道，两个并列的流道相互传热，不仅能够有效降低待换热物的最高运行温度，还能够均衡换热流道15各处的散热能力，降低换热流道15进液段11与出液段12温度差，实现对待换热物均衡散热，有效提高待换热物的温控均匀性。
45.参考图1、图3、图7、图8，本技术提供了一种换热组件，其特征在于，包括：
46.导热件16，配置为与待换热物导热连接；
47.换热流道15，形成于所述导热件16上，所述换热流道15包括进液段11和出液段12，所述换热流道15从所述进液段11开始在所述导热件16上延伸一段距离后弯折，弯折后的所述换热流道15以靠近所述进液段11的方向继续延伸至所述出液段12，其中，弯折前的所述换热流道15形成第一流道155，弯折后的所述换热流道15作为第二流道156，所述第一流道155和所述第二流道156相邻设置。
48.在本实施中，待换热物可以是电子元件，也可以电子元件阵列组，电子元件或者电子元件阵列可以将热量传递到导热件16上；待换热物也可以是其他电路零件。
49.在本实施例中，待换热物可以是需要散热的电子元件，也可以是需要加热的电子元件，区别在于换热流道15中流通的液体温度不同，其中，换热流道15流通的液体包括纯净水或者防冻液为流冻介质。
50.在本实施例中，进液段11和出液段12可以是一段较长流道，也可以是一个端口，也可以是一段管道连接于导热件16上。
51.示例性的，参考图7和图3，液体通过换热流道15的进液段11进入导热件16后，由出液段12流出，由于换热流道15是弯折的，两个流道相互靠近，使得换热流道15之间相互传递热量，特别是出口与进口相对，使得液体逐渐流动带走的电子元件的热量能够在两个换热流道15之间交换，均衡液体整体热量，也就使得电子元件的整体温度均衡，便于对电子元件的温度进行控制。
52.在本技术提供的一个实施例中，所述换热流道15以弯折处为第一端18，以进液段11和出液段12为第二端19，所述换热流道15从所述第二端19开始向所述第一端18堆叠布设。
53.在本实施中，换热流道15的弯折可以是九十度，也可以是七十度，也可以是一百度，也可以是三十度，优选为一百八十度，使得换热流道15平行于之前的换热流道15流回；当换热流道15是一百度或其他数值时，可以根据需要对换热流道15再次弯折，以使得换热流的能够靠近未弯折前的换热流道15，便于两个换热流道15换热。
54.示例性的，参考图7，作为甲的进一步优化，己为所述换热流道15以弯折处为第一端18，以进液段11和出液段12为第二端19，所述换热流道15从所述第二端19开始向所述第一端18螺旋设置；
55.作为甲的进一步优化，丁为所述换热流道15以弯折处为第一端18，以进液段11和出液段12为第二端19，所述换热流道15从所述第二端19开始向所述第一端18回字形设置；
56.作为甲的进一步地优化，戊为所述换热流道15以弯折处为第一端18，以进液段11和出液段12为第二端19，所述换热流道15从所述第二端19开始向所述第一端18折叠设置；
57.其中，甲、乙、丙、丁、戊、己、分别为一种代号，作为一种换热流道15的布局方案。
58.在本实施例中，所述换热流道15堆叠设置，以使得换热流道15中液体的温度更加均衡，同时节省导热件16的面积，增加均温效果。
59.在本技术提供的一个实施例中，所述换热流道15在所述导热件16上呈回形针式布设，使得所述换热流道15的第一端18设于所述导热件16的中部。
60.在本实施例中，通过上述设置，可以布满导热件16的表面，提高换热流道15占有导热件16的面积，增加换热效果。
61.在本技术提供的一个实施例中，参考图5，换热流道15包括进口段151、主体段152
以及出口段153，主体段152用于供液体在导热件16上流动并且进行主要的换热，进口段151用于液体进入导热件16，出口段153用于液体流出导热件16，液体在进口段151、主体段152以及出口段153上的流动为图3中流通方向13所示。
62.在本技术提供的一个实施例中，所述第一流道155包括多个第一导液段1551和多个第二导液段1552，所述第二导液段1552从所述第一导液段1551的一端弯折延伸，所述第二流道156包括多个第三导液段1561和多个第四导液段1562，所述第四导液段1562从所述第三导液段1561的一端弯折延伸；所述第三导液段1561设于相邻两个所述第一导液段1551之间，和/或，所述第四导液段1562设于相邻两个所述第二导液段1552之间。
63.在本技术提供的一个实施例中，所述第一导液段1551与所述第三导液段1561平行，所述第二导液段1552与所述第四导液段1562平行。
64.在本实施例中，平行的导液段能够具备更好的导热效果和分布性，减少导热件16的无用面积。
65.在本技术提供的一个实施例中，所述主体段152从进口段151开始沿x轴延伸第一距离后，折弯并沿y轴延伸第二距离，折弯并继续沿x轴延伸第三距离，折弯再沿y轴延伸第四距离，以形成第一环圈，其中，所述第四距离小于所述第二距离；
66.所述主体段152以所述第一环圈的终端为起始端，以所述第一环圈的形成方式，继续形成第二环圈，所述主体段152以所述第二环圈的终端为起始端，通过与所述第一环圈的相反的形成方式，形成第三环圈，所述主体段152以所述第三环圈的终端为起始端，以所述第三环圈的形成方式，形成第四环圈。
67.在本技术提供的一个实施例中，参考图2，所述导热件16包括第一换热板161和第二换热板162，所述第一换热板161和所述第二换热板162相连接并形成所述换热流道15。
68.在本实施例中，在第一换热板161和第二换热板162上涂油焊接锡膏并对齐断面后进行电热炉焊接成一个完成的导热件16，在第一换热板161和第二换热板162上均具有子流道154，两个换热板上的子流道154合并在一起形成导热件16的换热流道15。
69.在本技术提供的一个实施例中，第一换热板161和第二换热板162均通过紧固件连接，紧固件设置在第一换热板161换热流道15之间的间隔区域17和第二换热板162的换热流道15的间隙处，所述紧固件用于将导热件16固定在待换热物上。
70.在本技术提供的一个实施例中，在紧固件的连接位置涂油导热膏或软金属，如0.1～1mm厚度的铟片，保证电子元件和导热件16的连接位置不会出现因空气存在的接触热阻，紧固件包括螺栓和孔，所述孔设置在导热件16上，螺栓穿过所述孔进行连接。
71.在本技术的一个实施例中，参考图1，第一换热板161具有连接面163，连接面163是用于连接电子元件或电子元件阵列的一个面，在连接面163上设置有多个凸板，所述凸板具有导热性，所述凸板与换热流道15的位置对应，通过设置凸板，能够避免连接面163与电子元件阵列的表面凹凸不平的地方接触，使得连接面163能与电子元件阵列较好贴合在一起，同时设置凸板，能够使得换热组件只与需要散热的电子元件导热连接，而不会与电子板其他零部件接触在。
72.在本技术提供的一个实施例中，所述换热流道15沿所述导热件16的高度方向20具有相对设置的第一壁面21和第二壁面22，所述第一壁面21与所述导热件16的连接面163之间间隔第一距离，所述第二壁面22与所述连接面163之间间隔第二距离，所述换热流道15以
所述第一距离保持不变且第二距离沿流体流动方向逐渐减小的方式延伸，所述连接面163用于与待换热物导热连接。
73.在本实施例中，通过这方式，能够将换热流道15末端的流速加快，使得换热流道15末端较热液体能够加快流出，提高散热效果。
74.在本技术提供的一个实施例中，所述换热流道15的进液段11和出液段12设于所述导热件16的同一侧。
75.在本技术提供的一个实施例中，参考图4，靠近所述待换热物一侧的换热流道15中沿所述导热件16的高度方向20设有分流片10。
76.通过设置分流片10，能够增加液体与导热件16的接触面积，继而增加导热件16的换热效果，并且导热片16由于具有一定的厚度，因此能够减少换热流道15的截面积，增加液体在换热流道15中的流动速度，增强散热效果；其中，分流片10为矩形薄板，导热片16的厚度即为矩形薄板的厚度，导热片16的宽即为换热流道15的高度。
77.在本技术提供的一个实施例中，在换热流道15内，沿着截面高度上，选择1，2，3，4，5，...，n个分流片10布置，分流片10的厚度是1.0mm～3.0mm，分流片10的高度与换热流道15外形轮廓的矩形高度一致，分流片10将该换热流道15分割成多个并行流动的流道，进一步增强换热效果。
78.在本技术提供的一个实施例中，设置在所述换热流道15后部的分流片10的数量少于设置在所述换热流道15前部的分流片10的数量。
79.在本技术提供的一个实施例中，参考图4，所述换热流道15的第一壁面21上设有凸肋14。
80.通过设置凸肋14，能够使得液体在换热流道15中稳定流动的状态被凸肋14打破，产生湍流，使得液体流产生混合，提高液体流本身的导热效果，继而提高导热件16的导热效率。
81.在本技术提供的一个实施例中，凸肋14的形状为v型，且凸轮的尖端针对液体的来流方向，凸轮的尖端的夹角范围为30～160
°
，凸肋14的高度为0.3～1.5mm、同一换热流道15壁面上的相邻凸肋14的间距为凸肋14肋高度的5～20倍。
82.通过上述设置，可以使得凸肋14降低液体在换热流道15中流动的阻力，以此保证对液体流动提供动力的泵或者其他动力设备的功率稳定，避免凸肋对液体的阻力过大造成的动力设备功率下降，避免液体流速变慢的问题。
83.在本技术提供的实施例中，进液段11和出液段12均设置有管件，设置管件便于将换热流道15与外部进液管连接在一起。
84.在本技术提供的一个实施例中，换热流道15断面外形轮廓为矩形结构，所述换热流道15最大高度为0.5～2.0cm。
85.通过上述设置，可以保证导热件的整体性能较为合适，若流道过宽，造成需要的液体多，也就造成驱动液体的动力设备功率要大。
86.同时在矩形的拐角处有0.2～2mm的倒角，减少液体折弯时产生的阻力。
87.在本技术提供的一个实施例中，在液体依此流过每一个换热流道15时，下游换热流道15的高度是相邻的并且与之串联的上游流道高度的0.75-0.95倍，换热流道15的宽度保持不变。
88.通过上述设置，可以使得流道中液体的流速越来越快，散热效果也更好，特别是液体在换热流道15靠后的位置温度越高，为了得到较好的散热效果，需要越来越快的液体流动速度。
89.本技术还提供一种换热组件的制造方法，所述制造方法包括：
90.通过模具和压铸成型，将本技术实施例提供的任一项换热流道15及其换热流道15的内置部件成型在第一换热板161和第二换热板162上，然后再涂有锡膏，同时将第一换热板161和第二换热板162置于电热炉进行预热和焊接，或采用钎焊的方式，焊成第一换热板161和第二换热板162焊接后，形成一个换热组件；然后，将换热组件通过导热膏等界面材料tim将其贴在具有矩阵型算力芯片的集成电路板上，选择纯净水或防冻液为液冷工质，通入液冷工质后，矩阵型布局的芯片开始工作并产生大量的热，换热组件内的液冷工质通过对流换的方式将芯片散热带走，保证了芯片工作温度。
91.通过本技术提供的换热组件，在保证成本不增加的基础上，大幅度提高芯片的温控性能，即：
92.芯片温控均匀性提高，由原来10℃温差降低到3～4℃，有效提高工作芯片均温性；
93.有效改进芯片最高运行温度，芯片最高运行温度降低5℃以上。
94.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种换热组件，其特征在于，包括：导热件，配置为与待换热物导热连接；换热流道，形成于所述导热件上，所述换热流道包括进液段和出液段，所述换热流道从所述进液段开始在所述导热件上延伸一段距离后弯折，弯折后的所述换热流道以靠近所述进液段的方向继续延伸至所述出液段，其中，弯折前的所述换热流道形成第一流道，弯折后的所述换热流道作为第二流道，所述第一流道和所述第二流道相邻设置。2.根据权利要求1所述的换热组件，其特征在于，所述换热流道以弯折处为第一端，以进液段和出液段为第二端，所述换热流道从所述第二端开始向所述第一端堆叠布设。3.根据权利要求2所述的换热组件，其特征在于，所述换热流道在所述导热件上呈回形针式布设，使得所述换热流道的第一端设于所述导热件的中部。4.根据权利要求3所述的换热组件，其特征在于，所述第一流道包括多个第一导液段和多个第二导液段，所述第二导液段从所述第一导液段的一端弯折延伸，所述第二流道包括多个第三导液段和多个第四导液段，所述第四导液段从所述第三导液段的一端弯折延伸；所述第三导液段设于相邻两个所述第一导液段之间，和/或，所述第四导液段设于相邻两个所述第二导液段之间。5.根据权利要求4所述的换热组件，其特征在于，所述第一导液段与所述第三导液段平行，所述第二导液段与所述第四导液段平行。6.根据权利要求1-3任一项所述的换热组件，其特征在于，所述导热件包括第一换热板和第二换热板，所述第一换热板和所述第二换热板相连接并形成所述换热流道。7.根据权利要求1-3任一项所述的换热组件，其特征在于，所述换热流道沿所述导热件的高度方向具有相对设置的第一壁面和第二壁面，所述第一壁面与所述导热件的连接面之间间隔第一距离，所述第二壁面与所述连接面之间间隔第二距离，所述换热流道以所述第一距离保持不变且第二距离沿流体流动方向逐渐减小的方式延伸，所述连接面用于与待换热物导热连接。8.根据权利要求1-3任一项所述的换热组件，其特征在于，所述换热流道的进液段和出液段设于所述导热件的同一侧。9.根据权利要求1-3任一项所述的换热组件，其特征在于，靠近所述待换热物一侧的换热流道中沿所述导热件的高度方向设有分流片。10.根据权利要求9所述的换热组件，其特征在于，设置在所述换热流道后部的分流片的数量少于设置在所述换热流道前部的分流片的数量。11.根据权利要求1-3任一项所述的换热组件，其特征在于，所述换热流道的第一壁面上设有凸肋。

技术总结

一种换热组件，换热组件包括：导热件，配置为与待换热物导热连接；换热流道，形成于所述导热件上，所述换热流道包括进液段和出液段，所述换热流道从所述进液段开始在所述导热件上延伸一段距离后弯折，弯折后的所述换热流道以靠近所述进液段的方向继续延伸至所述出液段，其中，弯折前的所述换热流道形成第一流道，弯折后的所述换热流道作为第二流道，所述第一流道和所述第二流道相邻设置，通过换热流道在导热件上从进液端开始延伸一段距离后折弯迂回，形成两个并列的流道，两个并列的流道相互传热，还能够均衡换热流道各处的散热能力，降低换热流道进液段与出液段温度差，实现对待换热物均衡散热，有效提高待换热物的温控均匀性。性。性。