CN112736051B - 散热系统及散热方法 - Google Patents

Abstract

一种散热系统及散热方法，散热系统包括雾化装置、加压装置和散热装置，散热装置包括复合壳体和热管，复合壳体包括由吸热材料层、过渡材料层和散热材料层依次叠置形成的一体结构，过渡材料层是由吸热材料层和散热材料层的原子相互扩散形成的，在吸热材料层的表面开设有器件安装部，器件安装部用于承载半导体器件，在散热材料层内形成有用于流通冷却介质的空腔，热管设置于器件安装部的底面朝向空腔内延伸，空腔上设有多个入口和出口，冷却介质通过入口进入空腔通过出口排出，雾化装置的喷射口与散热装置的入口连通，雾化装置可对其内存储的冷却液体进行雾化处理，加压装置利用冷却气体将雾化后的冷却液体喷入散热装置的空腔内与热管的冷凝端接触。

Description

散热系统及散热方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言，涉及一种散热系统及散热方法。

背景技术

随着科技的进一步发展，半导体技术、信息技术等尖端技术领域向着高功率、高集成度以及微型化发展，尖端技术领域中系统内部设置大量的高功率密度的半导体器件。随着半导体器件尺寸的不断减小，同时半导体器件的工作温度随着功率的增加而呈线性趋势增长，半导体器件在工作过程中会持续产生大量热量并存在表面温度分布不均的现象。

目前，常用的半导体器件的散热系统通常为单纯的风冷系统或液冷系统，此类散热系统的散热效率较低，无法满足高功率密度半导体器件的散热，进而导致半导体器件失效，严重影响半导体器件的高效、稳定、安全运行和使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种散热系统及散热方法，以解决现有技术中，半导体器件的散热效率较低的技术问题。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面，提供一种散热系统，包括雾化装置、与雾化装置连通的加压装置和散热装置，散热装置包括复合壳体以及设置在复合壳体内的热管，复合壳体包括由吸热材料层、过渡材料层和散热材料层依次叠置形成的一体结构，过渡材料层是由吸热材料层和散热材料层的原子相互扩散形成的，在吸热材料层的表面开设有器件安装部，器件安装部用于承载半导体器件，在散热材料层内形成有用于流通冷却介质的空腔，热管设置于器件安装部的底面并且朝向空腔内延伸，空腔上设有多个入口和出口，冷却介质通过入口进入空腔并通过出口排出，雾化装置的喷射口与散热装置的入口连通，雾化装置可对其内存储的冷却液体进行雾化处理，加压装置利用冷却气体将雾化后的冷却液体喷入散热装置的空腔内并且雾化后的冷却液体与热管的冷凝端接触。

可选地，上述散热系统还包括吸气装置、与吸气装置连通的存储装置以及设置在吸气装置和存储装置之间的冷却装置，吸气装置的吸气口与散热装置的出口连通，吸气装置将冷却液体从空腔内吸出后经由冷却装置导入存储装置。

本发明实施例的另一方面，提供一种散热方法，方法包括：在散热系统的雾化装置中存储冷却液体，通过雾化装置将冷却液体雾化，通过加压装置利用冷却气体将雾化后的冷却液体由散热装置的入口喷入散热装置的空腔内，冷却气体和雾化后的冷却液体与空腔内的热管接触，并开始记录雾化装置的雾化时间；当雾化时间大于第一预设时间时，雾化装置停止对冷却液体的雾化，加压装置通过入口向空腔内喷入冷却气体，并开始记录雾化装置雾化停止时间；当雾化停止时间大于第二预设时间时，启动雾化装置将冷却液体雾化，并开始记录雾化时间。

可选地，上述通过雾化装置将冷却液体雾化，通过加压装置利用冷却气体将雾化后的冷却液体由散热装置的入口喷入散热装置的空腔内包括：将雾化装置的喷射管与散热装置的入口和加压装置连通；采用雾化装置将冷却液体雾化并送入喷射管内；采用加压装置将冷却气体喷入喷射管内以对喷射管内雾化后的冷却液体加压，雾化后的冷却液体和冷却气体通过入口进入空腔内。

可选地，上述散热装置的入口包括多个；上述将雾化装置的喷射管与散热装置的入口和加压装置连通包括：喷射管的喷射口同时与多个散热装置的入口连通，喷射管的进气口与加压装置连通。

可选地，上述在散热系统的雾化装置中存储冷却液体，通过雾化装置将冷却液体雾化，通过加压装置利用冷却气体将雾化后的冷却液体由散热装置的入口喷入散热装置的空腔内，冷却气体和雾化后的冷却液体与空腔内的热管接触，并开始记录雾化装置的雾化时间之后，方法还包括：采用散热系统中的吸气装置通过散热装置的出口将冷却液体和冷却气体吸出。

可选地，上述采用散热系统中的吸气装置通过散热装置的出口将冷却液体和冷却气体吸出之后，方法还包括：采用吸气装置将吸出后的冷却液体和冷却气体导入散热系统的存储装置内。

可选地，上述采用散热系统中的吸气装置通过散热装置的出口将冷却液体和冷却气体吸出之后，方法还包括：采用吸气装置将吸出后的冷却液体和冷却气体通入冷却装置后，再导入散热系统的存储装置内。

可选地，上述散热装置的出口包括至少两个，至少两个出口分别位于空腔的至少两个侧壁上，其中，至少两个侧壁分别与空腔的上壁连接，吸气装置包括至少两个吸气口，将至少两个吸气口分别与至少两个出口连通；上述采用散热系统中的吸气装置通过散热装置的出口将冷却液体和冷却气体吸出包括：采用至少两个吸气口通过至少两个出口将冷却液体和冷却气体吸出。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例一方面提供一种散热系统，包括雾化装置、与雾化装置连通的加压装置和散热装置，散热装置包括复合壳体以及设置在复合壳体内的热管，复合壳体包括由吸热材料层、过渡材料层和散热材料层依次叠置形成的一体结构，过渡材料层是由吸热材料层和散热材料层的原子相互扩散形成的，在吸热材料层的表面开设有器件安装部，器件安装部用于承载半导体器件，在散热材料层内形成有用于流通冷却介质的空腔，热管设置于器件安装部的底面并且朝向空腔内延伸，空腔上设有多个入口和出口，冷却介质通过入口进入空腔并通过出口排出，雾化装置的喷射口与散热装置的入口连通，雾化装置可对其内存储的冷却液体进行雾化处理，加压装置利用冷却气体将雾化后的冷却液体喷入散热装置的空腔内并且雾化后的冷却液体与热管的冷凝端接触。上述散热装置呈一体结构，在热量的传递路径上无接触界面，不存在界面之间的热阻，不会阻碍热量的传导，同时，散热装置用于接触在工作中产生热量的半导体器件的区域为高吸热材料，能够快速的将半导体器件产生的热量吸走，而另一侧使用的是高散热的材料，能够将吸来的热量快速散发，并且还使用热管进行散热，能够快速的将热量传导到热管的冷凝端，冷凝端使用冷却介质进行散热，使半导体器件产生的热量快速散出，并且没有增加散热装置的体积，能够实现小型化器件的需求。上述散热系统可以将冷却液体雾化并利用冷却气体将雾化后的冷却液体加压后与冷却气体一同喷入散热装置中对半导体器件进行散热，也可以仅将冷却气体喷入散热装置中对半导体器件进行散热，两种散热方式交替进行，散热效率高且散热效果好。

本发明实施例另一方面提供一种散热方法，方法包括：在散热系统的雾化装置中存储冷却液体，通过雾化装置将冷却液体雾化，通过加压装置利用冷却气体将雾化后的冷却液体由散热装置的入口喷入散热装置的空腔内，冷却气体和雾化后的冷却液体与空腔内的热管接触，并开始记录雾化装置的雾化时间；当雾化时间大于第一预设时间时，雾化装置停止对冷却液体的雾化，加压装置通过入口向空腔内喷入冷却气体，并开始记录雾化装置雾化停止时间；当雾化停止时间大于第二预设时间时，启动雾化装置将冷却液体雾化，并开始记录雾化时间。上述散热方法采用冷却气体和雾化后的冷却液体共同散热或仅使用冷却气体进行散热，两种散热方式交替进行，通过控制雾化装置间歇性喷雾，而冷却气体作为加压气体一直通入，在雾化装置停止喷雾时，仅使用冷却气体进行散热，能够防止雾化装置一直喷雾，会在空腔内囤积大量的雾化气体，汽化后的冷却液体长时间在空腔内会重新液化而放热，对散热产生不利的影响。同时，利用冷却气体对雾化后的冷却液体进行加压以提高喷射口喷出的散热介质的速度以及空腔内散热介质的流动速度，散热效率高且散热效果好。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的散热装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的散热装置中复合壳体的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的散热系统的结构示意图之一；

图4为本发明实施例提供的散热系统中雾化装置和吸气装置的工作示意图；

图5为本发明实施例提供的散热系统的结构示意图之二；

图6为本发明实施例提供的散热系统的控制方法的流程图之一；

图7为本发明实施例提供的散热系统的控制方法的流程图之二；

图8为本发明实施例提供的散热系统的控制方法的流程图之三；

图9为本发明实施例提供的散热系统的控制方法的流程图之四；

图10为本发明实施例提供的散热系统的控制方法的流程图之五。

图标：100-散热装置；110-复合壳体；111-吸热材料层；112-过渡材料层；113-散热材料层；114-器件安装部；115-空腔；116-上壁；117-入口；118-出口；120-热管；200-散热系统；210-雾化装置；211-喷射口；220-加压装置；230-吸气装置；231-吸气口；240-存储装置；250-冷却装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、 “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1和图2，本实施例提供一种散热装置100，包括复合壳体110以及设置在复合壳体110内的热管120，复合壳体110包括由吸热材料层111、过渡材料层112和散热材料层113依次叠置形成的一体结构，过渡材料层112是由吸热材料层111和散热材料层113的原子相互扩散形成的，在吸热材料层111的表面开设有器件安装部114，器件安装部114用于承载半导体器件，在散热材料层113内形成有用于流通冷却介质的空腔115，热管120设置于器件安装部114的底面并且朝向空腔115内延伸，空腔115上设有多个入口117和出口118，冷却介质通过入口117进入空腔115并通过出口118排出。

复合壳体110由吸热材料层111、过渡材料层112和散热材料层113依次叠置形成，其中，复合壳体110呈一体结构，过渡材料层112是由吸热材料层111和散热材料层113的原子相互扩散形成的，吸热材料层111与过渡材料层112之间、过渡材料层112与散热材料层113之间均无接触界面（即分界面），不存在界面之间的热阻，能够更快地导热，不会因为界面接触而阻碍热量的传导。吸热材料层111和散热材料层113均为可以传递热量的金属层，能够实现高吸热或高散热，示例地，吸热材料层111为铜层，散热材料层113为铝层，中间的过渡材料层112则为铜铝混合层。本实施例中，对形成过渡材料层112的方法不做限定，只要保证过渡材料层112与吸热材料层111和散热材料层113之间无接触界面即可，例如，将吸热材料层111和散热材料层113层叠设置，在高温高压的环境下使吸热材料层111和散热材料层113之间的原子相互扩散，进而形成过渡材料层112。

器件安装部114开设在复合壳体110上吸热材料层111的表面，待散热的半导体器件安装在器件安装部114的底面后，产生的热量会由复合壳体110的吸热材料层111吸收并传导至复合壳体110的内部。复合壳体110内部设有热管120和空腔115，其中，空腔115位于复合壳体110的散热材料层113，热管120的蒸发端朝向器件安装部114的底面，位于复合壳体110的吸热材料层111、冷凝端一直延伸至空腔115的内部。热管120可以为一排、两排或多排，可根据器件安装部114上半导体器件的安装排数确定。示例地，若器件安装部114上安装有两排半导体器件，则热管120也为两排，两排热管120分别对应两排半导体器件设置。

空腔115上设有多个入口117和出口118，冷却介质由入口117进入空腔115内再由出口118排出，以实现空腔115内部冷却介质的循环流动，将热量及时带出复合壳体110。示例地，入口117设置在空腔115内与上壁116相对的下壁上，出口118设置在空腔115内与上壁116连接的侧壁上，入口117包括多个，多个入口117均匀分布在下壁上，出口118包括至少两个，至少两个出口118分别设置在不同的侧壁上。冷却介质进入空腔115后直接与热管120的冷凝端接触，在空腔115内流动一段时间后由出口118排出。其中，冷却介质可以为冷却液体、冷却气体或者两者的混合物。

热管120的导热效率远高于普通的散热金属（例如，热管120的散热效率是铜的80-1000倍），半导体器件产生的热量由器件安装部114的底面吸收后，经热管120传递至空腔115内，空腔115内流通冷却介质，冷却介质与热管120的冷凝端接触，将热量吸收并带出空腔115。

综上所述，散热装置100包括复合壳体110以及设置在复合壳体110内的热管120，复合壳体110包括由吸热材料层111、过渡材料层112和散热材料层113依次叠置形成的一体结构，过渡材料层112是由吸热材料层111和散热材料层113的原子相互扩散形成的，在吸热材料层111的表面开设有器件安装部114，器件安装部114用于承载半导体器件，在散热材料层113内形成有用于流通冷却介质的空腔115，热管120设置于器件安装部114的底面并且朝向空腔115内延伸，空腔115上设有多个入口117和出口118，冷却介质通过入口117进入空腔115并通过出口118排出。上述散热装置100呈一体结构，在热量的传递路径上无接触界面，不存在界面之间的热阻，不会阻碍热量的传导，同时，散热装置100用于接触在工作中产生热量的半导体器件的区域为高吸热材料，能够快速的将半导体器件产生的热量吸走，而另一侧使用的是高散热的材料，能够将吸来的热量快速散发，并且还使用热管120进行散热，能够快速的将热量传导到热管120的冷凝端，冷凝端使用冷却介质进行散热，使导体器件产生的热量快速散出，并且没有增加散热装置100的体积，能够实现小型化器件的需求。

可选地，复合壳体110、热管120的管壁为一体结构。

在复合壳体110的内部直接形成热管120，热管120的管壁即为复合壳体110，复合壳体110和热管120之间不存在界面，热量在两者之间的传递不会受到阻碍，能够更快地导热，不会因为界面接触而阻碍热量的传导，进一步提高了散热装置100的散热效率和散热效果。

请参照图3和图4，本实施例还提供一种散热系统200，包括雾化装置210、与雾化装置210连通的加压装置220和上述的散热装置100，雾化装置210的喷射口211与散热装置100的入口117连通，雾化装置210可对其内存储的冷却液体进行雾化处理，加压装置220利用冷却气体将雾化后的冷却液体喷入散热装置100的空腔115内并且雾化后的冷却液体与热管120的冷凝端接触。

雾化装置210将其内部存储的冷却液体雾化成雾状颗粒（小液滴），加压装置220与雾化装置210连通，并向雾化装置210内喷射冷却气体，利用冷却气体对雾化后的冷却液体加压，被加压后的冷却液体和冷却气体通过雾化装置210的喷射口211一同进入散热装置100的空腔115内，并与空腔115内的热管120接触，雾化后的冷却液体在吸收了热管120冷凝端的热量后迅速汽化，与冷却气体一同将热量吸收并带出空腔115。将冷却液体雾化后喷入空腔115内可以使冷却液体与空腔115内的热管120有更大的接触面积，也有利于冷却液体的汽化吸热，而利用冷却气体对雾化后的冷却液体加压则可以提高喷射口211喷出的雾化后的冷却液体的速度以及空腔115内冷却液体的流动速度，两者配合以提高散热系统200的散热效率。

但是，持续性的喷雾会导致热管120的冷凝端聚集大量的雾状液滴和蒸汽，蒸汽若未被及时排出，则会在空腔115内液化放热，将吸收的热量再次释放，从而影响散热效果。因此，雾化装置210在工作第一预设时间后，可以停止工作，仅采用加压装置220通过喷射口211向空腔115内持续喷射冷却气体，对热管120进行吹风散热。第一预设时间可以根据半导体器件产生的热量和冷却液体在空腔115内的流动速度等参数确定，当雾化装置210的工作时间达到第一预设时间，即意味着空腔115内吸热汽化后的冷却液体已经无法被及时排出，为了避免对散热产生不利影响，需要雾化装置210停止工作。

在本实施例中，对雾化装置210的结构和种类不作限定，只要能够将冷却液体雾化后喷出即可。示例地，雾化装置210包括容纳腔、设置在容纳腔内的雾化机构以及与容纳腔连通的喷射管，冷却液体存放在容纳腔内，雾化机构将冷却液体雾化成微小雾粒，雾化后的冷却液体进入喷射管内，喷射管上设有喷射口211，喷射口211与散热装置100的入口117连通。加压装置220也与喷射管连通，待雾化后的冷却液体进入喷射管后，加压装置220向喷射管喷射冷却气体，对雾化后的冷却液体加压，并与雾化后的冷却液体一起通过喷射口211进入空腔115内。示例地，雾化装置210为超声雾化器，超声雾化器内的超声结构利用超声波定向压强将冷却液体雾化成微小雾粒。

应理解，喷射口211与散热装置100的入口117的数量和连接关系不作限定。喷射口211的数量可以等于入口117的数量，也可以少于入口117的数量。同样，喷射口211可以与入口117一一对应连通，或者，一个喷射口211与多个入口117同时连通。示例地，喷射口211的数量为1个，入口117的数量为多个，喷射口211的面积大于空腔115上设置多个入口117的预设区域的面积，喷射口211与空腔115的预设区域密封连接，使得喷射口211同时与多个入口117连通，由喷射口211喷出的冷却液体和冷却气体可以经由多个入口117同时进入空腔115的内部（沿图4中的箭头A方向）。

综上所述，散热系统200包括雾化装置210、与雾化装置210连通的加压装置220和上述散热装置100，雾化装置210的喷射口211与散热装置100的入口117连通，雾化装置210可对其内存储的冷却液体进行雾化处理，加压装置220利用冷却气体将雾化后的冷却液体喷入散热装置100的空腔115内。上述散热系统200可以将冷却液体雾化并利用冷却气体将雾化后的冷却液体加压后与冷却气体一同喷入散热装置100中对半导体器件进行散热，也可以仅将冷却气体喷入散热装置100中对半导体器件进行散热，两种散热方式交替进行，散热效率高且散热效果好。

请参照图4和5，可选地，散热系统200还包括吸气装置230、与吸气装置230连通的存储装置240以及设置在吸气装置230和存储装置240之间的冷却装置250，吸气装置230的吸气口231与散热装置100的出口118连通，吸气装置230将冷却液体从空腔115内吸出后经由冷却装置250导入存储装置240。

空腔115内的冷却液体在吸收热量汽化后，如不及时排出，会再次液化将热量重新释放，影响散热效果。通过设置吸气装置230，可以及时将空腔115内的冷却液体和冷却气体吸出空腔115（沿图4中的方向B），也能够促进空腔115内冷却液体和冷却气体的流通，将热量及时带出壳体。同时，吸气装置230在喷雾装置停止工作后还可以继续工作，将加压装置220喷入空腔115内部的冷却气体吸出，在空腔115内形成气体流动通路，快速将热管120冷凝端的热量带走。吸气装置230的设置有效提高了散热系统200的散热效率和散热效果。

在本实施例中，对吸气装置230的结构不作限定，只要能够将空腔115内的冷却液体和冷却气体吸出即可。示例地，吸气装置230包括抽吸机构和与抽吸机构连通的抽吸管路，抽吸管路的吸气口231与散热装置100出口118连通。抽吸机构工作，在抽吸管路内部形成负压，进而将空腔115内部的冷却液体和冷却气体吸出。应理解，抽吸管路可以包括多个，抽吸管路的数量与散热装置100上出口118的数量相同并一一对应连通。多个抽吸管路可以在空腔115内形成多个流通通路，有利于将热量的快速导出。

空腔115内的冷却液体和冷却气体经吸气装置230进入冷却装置250，以去除冷却液体和冷却气体吸收的热量。对冷却液体和冷却气体降温后，再导入存储装置240内储存，以便冷却液体和冷却气体的回收再利用。

请参照图6，本实施例还提供一种散热方法，方法包括：

S100：在散热系统的雾化装置中存储冷却液体，通过雾化装置将冷却液体雾化，通过加压装置利用冷却气体将雾化后的冷却液体由散热装置的入口喷入散热装置的空腔内，冷却气体和雾化后的冷却液体与空腔内的热管接触，并开始记录雾化装置的雾化时间。

利用散热系统200对半导体器件进行散热，散热系统200包括雾化装置210、与雾化装置210连通的加压装置220和散热装置100。散热装置100表面的器件安装部114用于安装半导体器件，半导体器件产生的热量经由热管120进入空腔115内。雾化装置210将内部存储的冷却液体雾化，加压装置220利用冷却气体将雾化后的冷却液体加压后与其一同喷入空腔115。冷却气体和雾化后的冷却液体与空腔115内的热管120接触，将空腔115内热管120冷凝端的热量吸收。在向空腔115内喷入冷却气体和雾化后的冷却液体的同时，记录雾化装置210的雾化时间，以控制雾化装置210的启闭以及进入空腔115内的冷却液体的量。

S200：当雾化时间大于第一预设时间时，雾化装置停止对冷却液体的雾化，加压装置通过入口向空腔内喷入冷却气体，并开始记录雾化装置雾化停止时间。

第一预设时间根据半导体器件产生的热量和冷却液体在空腔115内的流动速度等参数确定，雾化时间大于第一预设时间，即意味着空腔115内吸热汽化后的冷却液体已经无法被及时排出，若继续向空腔115内通入雾化后的冷却液体会导致热管120的冷凝端聚集大量的雾状液滴和蒸汽，汽化后的冷却液体在空腔115内液化放热会将吸收的热量再次释放，从而影响散热效果。故当雾化时间大于第一预设时间时，雾化装置210停止工作，仅由加压装置220继续向空腔115内喷入冷却气体，对空腔115内的热管120进行吹风散热。在雾化装置210停止工作的同时，记录雾化装置210的雾化停止时间，以确定何时重新开启雾化装置210。

S300：当雾化停止时间大于第二预设时间时，启动雾化装置将冷却液体雾化，并开始记录雾化时间。

第二预设时间根据半导体器件产生的热量和冷却气体在空腔115内的流动速度、冷却效果等参数确定，雾化停止时间大于第二预设时间，即意味着空腔115内吸热汽化后的冷却液体已经被完全排出，且仅采用冷却气体无法达到良好的散热效果。故当雾化停止时间大于第二预设时间时，雾化装置210再次开启，同时向空腔115内喷入冷却气体和雾化后的冷却液体。

综上所述，散热方法包括：在散热系统200的雾化装置210中存储冷却液体，通过雾化装置210将冷却液体雾化，通过加压装置220利用冷却气体将雾化后的冷却液体由散热装置100的入口117喷入散热装置100的空腔115内，冷却气体和雾化后的冷却液体与空腔115内的热管120接触，并开始记录雾化装置210的雾化时间；当雾化时间大于第一预设时间时，雾化装置210停止对冷却液体的雾化，加压装置220通过入口117向空腔115内喷入冷却气体，并开始记录雾化装置210雾化停止时间；当雾化停止时间大于第二预设时间时，启动雾化装置210将冷却液体雾化，并开始记录雾化时间。上述散热方法采用冷却气体和雾化后的冷却液体共同散热或仅使用冷却气体进行散热，两种散热方式交替进行，通过控制雾化装置210间歇性喷雾，而冷却气体作为加压气体一直通入，在雾化装置210停止喷雾时，仅使用冷却气体进行散热，能够防止雾化装置210一直喷雾，会在空腔115内囤积大量的雾化气体，汽化后的冷却液体长时间在空腔115内会重新液化而放热，对散热产生不利的影响。同时，利用冷却气体对雾化后的冷却液体进行加压以提高喷射口211喷出的冷却液体和冷却气体的速度以及空腔115内冷却液体和冷却气体的流动速度，散热效率高且散热效果好。可以根据腔体的大小、用于散热的半导体器件的多少、吸气装置的吸气功率、雾化产生的冷却液滴的多少等因素来设定雾化时间对应的第一预设时间，和停止雾化对应的第二预设时间，综合对比散热性能，本发明中优选的第一预设时间：第二预设时间的比值范围为1：（0.8-2.5）。

请参照图7，可选地，通过雾化装置将冷却液体雾化，通过加压装置利用冷却气体将雾化后的冷却液体由散热装置的入口喷入散热装置的空腔内包括：

S110：将雾化装置的喷射管与散热装置的入口和加压装置连通。

S120：采用雾化装置将冷却液体雾化并送入喷射管内。

S130：采用加压装置将冷却气体喷入喷射管内以对喷射管内雾化后的冷却液体加压，雾化后的冷却液体和冷却气体通过入口进入空腔内。

雾化装置210内部设有喷射管，雾化装置210通过喷射管的两端分别与散热装置100和加压装置220实现连通。喷射管的管壁上还设有进雾口，进雾口与雾化装置210中雾化冷却液体的机构连接，以使雾化后的冷却液体进入喷射管内。待雾化后的冷却液体进入喷射管后，加压装置220将冷却气体也喷入喷射管内，使冷却气体对雾化后的冷却液体加压，然后，冷却气体和加压后的冷却液体通过空腔115上的入口117一同进入空腔115内对热管120进行降温。

可选地，散热装置的入口包括多个。

将雾化装置的喷射管与散热装置的入口和加压装置连通包括：

喷射管的喷射口同时与多个散热装置的入口连通，喷射管的进气口与加压装置连通。

多个入口117分散设置在散热装置100的空腔115上，喷射管具有喷射口211和进气口，喷射口211同时与多个入口117连通，进气口与加压装置220连通，冷却气体通过进气口对雾化后的冷却液体进行加压。喷射口211喷出的冷却气体和雾化后的冷却液体由多个入口117同时进入空腔115内并迅速扩散，与多个热管120同时接触，以提高散热效率。

请参照图8，可选地，在散热系统的雾化装置中存储冷却液体，通过雾化装置将冷却液体雾化，通过加压装置利用冷却气体将雾化后的冷却液体由散热装置的入口喷入散热装置的空腔内，冷却气体和雾化后的冷却液体与空腔内的热管接触，并开始记录雾化装置的雾化时间之后，方法还包括：

S400：采用散热系统中的吸气装置通过散热装置的出口将冷却液体和冷却气体吸出。

为了提高空腔115内冷却液体和冷却气体的流通速度并及时将冷却液体和冷却气体排出，在散热装置100的空腔115上设置出口118，采用吸气装置230与出口118连接，将空腔115内的冷却液体和冷却气体吸出。

请参照图9，可选地，采用散热系统中的吸气装置通过散热装置的出口将冷却液体和冷却气体吸出之后，方法还包括：

S500：采用吸气装置将吸出后的冷却液体和冷却气体导入散热系统的存储装置内。

将吸出的冷却液体和冷却气体导入存储装置240内，以实现对冷却液体和冷却气体的重复利用。若冷却气体为空气，也可以将冷却气体排出，仅存储冷却液体。

请参照图10，可选地，采用散热系统中的吸气装置通过散热装置的出口将冷却液体和冷却气体吸出之后，方法还包括：

S600：采用吸气装置将吸出后的冷却液体和冷却气体通入冷却装置后，再导入散热系统的存储装置内。

先对吸出后的冷却液体和冷却气体降温，再导入存储装置240内，以防高温冷却液体和冷却气体损伤存储装置240，也使进入到存储装置240内部的冷却液体和冷却气体重新变回吸热前的初始状态，可以直接被重新利用。

可选地，散热装置的出口包括至少两个，至少两个出口分别位于空腔的至少两个侧壁上，其中，至少两个侧壁分别与空腔的上壁连接，吸气装置包括至少两个吸气口，将至少两个吸气口分别与至少两个出口连通。

采用散热系统中的吸气装置通过散热装置的出口将冷却液体和冷却气体吸出包括：

采用至少两个吸气口通过至少两个出口将冷却液体和冷却气体吸出。

散热装置100的出口118可以为两个、三个或者四个等，示例地，散热装置100的出口118为两个，则两个出口118分别设置在与空腔115上壁116连接的相对的两个侧壁上。相应地，吸气装置230的吸气口231也包括两个，两个吸气口231分别与两个出口118连通，同时对空腔115内的冷却液体和冷却气体进行抽吸。

示例地，散热装置100的出口118为四个，则四个出口118分别设置在与空腔115上壁116连接的四个侧壁上。相应地，吸气装置230的吸气口231也包括四个，四个吸气口231分别与四个出口118连通，同时对空腔115内的冷却液体和冷却气体进行抽吸。

采用多个吸气口231同时对空腔115内的冷却液体和冷却气体进行抽吸可以提高空腔115内冷却液体和冷却气体的流通速度，提高散热效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种散热系统，其特征在于，包括雾化装置、与所述雾化装置连通的加压装置和散热装置，所述散热装置包括复合壳体以及设置在所述复合壳体内的热管，所述复合壳体包括由吸热材料层、过渡材料层和散热材料层依次叠置形成的一体结构，所述过渡材料层是由所述吸热材料层和所述散热材料层的原子相互扩散形成的，在所述吸热材料层的表面开设有器件安装部，所述器件安装部用于承载半导体器件，在所述散热材料层内形成有用于流通冷却介质的空腔，所述热管设置于所述器件安装部的底面并且朝向所述空腔内延伸，所述空腔上设有多个入口和出口，所述冷却介质通过所述入口进入所述空腔并通过所述出口排出，所述雾化装置的喷射口与所述散热装置的入口连通，所述雾化装置可对其内存储的冷却液体进行雾化处理，所述加压装置利用冷却气体将雾化后的所述冷却液体喷入所述散热装置的空腔内并且雾化后的所述冷却液体与所述热管的冷凝端接触。

2.根据权利要求1所述的散热系统，其特征在于，还包括吸气装置、与所述吸气装置连通的存储装置以及设置在所述吸气装置和所述存储装置之间的冷却装置，所述吸气装置的吸气口与所述散热装置的出口连通，所述吸气装置将所述冷却液体从所述空腔内吸出后经由所述冷却装置导入所述存储装置。

3.一种散热方法，其特征在于，所述方法包括：

在散热系统的雾化装置中存储冷却液体，通过所述雾化装置将所述冷却液体雾化，通过加压装置利用冷却气体将雾化后的所述冷却液体由散热装置的入口喷入所述散热装置的空腔内，所述冷却气体和雾化后的所述冷却液体与所述空腔内的热管接触，并开始记录所述雾化装置的雾化时间；

当所述雾化时间大于第一预设时间时，所述雾化装置停止对所述冷却液体的雾化，所述加压装置通过所述入口向所述空腔内喷入所述冷却气体，并开始记录所述雾化装置雾化停止时间；

当所述雾化停止时间大于第二预设时间时，启动所述雾化装置将所述冷却液体雾化，并开始记录所述雾化时间。

4.根据权利要求3所述的散热方法，其特征在于，所述通过所述雾化装置将所述冷却液体雾化，通过加压装置利用冷却气体将雾化后的所述冷却液体由散热装置的入口喷入所述散热装置的空腔内包括：

将所述雾化装置的喷射管与所述散热装置的入口和所述加压装置连通；

采用所述雾化装置将所述冷却液体雾化并送入所述喷射管内；

采用所述加压装置将所述冷却气体喷入所述喷射管内以对所述喷射管内雾化后的所述冷却液体加压，雾化后的所述冷却液体和所述冷却气体通过所述入口进入所述空腔内。

5.根据权利要求4所述的散热方法，其特征在于，所述散热装置的入口包括多个；

所述将所述雾化装置的喷射管与所述散热装置的入口和所述加压装置连通包括：

所述喷射管的喷射口同时与多个所述散热装置的入口连通，所述喷射管的进气口与所述加压装置连通。

6.根据权利要求3所述的散热方法，其特征在于，所述在散热系统的雾化装置中存储冷却液体，通过所述雾化装置将所述冷却液体雾化，通过加压装置利用冷却气体将雾化后的所述冷却液体由散热装置的入口喷入所述散热装置的空腔内，所述冷却气体和雾化后的所述冷却液体与所述空腔内的热管接触，并开始记录所述雾化装置的雾化时间之后，所述方法还包括：

采用所述散热系统中的吸气装置通过所述散热装置的出口将所述冷却液体和所述冷却气体吸出。

7.根据权利要求6所述的散热方法，其特征在于，所述采用所述散热系统中的吸气装置通过所述散热装置的出口将所述冷却液体和所述冷却气体吸出之后，所述方法还包括：

采用所述吸气装置将吸出后的所述冷却液体和所述冷却气体导入所述散热系统的存储装置内。

8.根据权利要求6所述的散热方法，其特征在于，所述采用散热系统中的吸气装置通过所述散热装置的出口将所述冷却液体和所述冷却气体吸出之后，所述方法还包括：

采用所述吸气装置将吸出后的所述冷却液体和所述冷却气体通入冷却装置后，再导入所述散热系统的存储装置内。

9.根据权利要求6所述的散热方法，其特征在于，所述散热装置的出口包括至少两个，至少两个所述出口分别位于所述空腔的至少两个侧壁上，其中，至少两个所述侧壁分别与所述空腔的上壁连接，所述吸气装置包括至少两个吸气口，将至少两个所述吸气口分别与至少两个所述出口连通；

所述采用所述散热系统中的吸气装置通过所述散热装置的出口将所述冷却液体和所述冷却气体吸出包括：

采用至少两个所述吸气口通过至少两个所述出口将所述冷却液体和所述冷却气体吸出。

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