CN114234699A - 芯片单元、芯体及冷却器 - Google Patents

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许霖杰
蒋剑锋
陈飞飞
单聪聪
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Abstract

本申请涉及冷却设备技术领域，具体而言，涉及一种芯片单元、芯体及冷却器，在所述芯片单元内形成有在第一方向上依次排列的第一冷却介质流道、热介质流道和第二冷却介质流道；在所述芯片单元上还形成有冷却介质入口、过渡流道和冷却介质出口；所述冷却介质入口、所述第一冷却介质流道、过渡流道、所述第二冷却介质流道和所述冷却介质出口依次连通并形成仅通过冷却介质入口和冷却介质出口与外界连通的封闭腔室。本申请的目的在于针对现有冷却器内冷却介质集中在芯体底部，冷却介质无法均匀的分布在芯体内，使得部分热介质无法被充分冷却的问题，提供一种芯片单元、芯体及冷却器。

Description

芯片单元、芯体及冷却器
技术领域
本申请涉及冷却设备技术领域，具体而言，涉及一种芯片单元、芯体及冷却器。
背景技术
传统的冷却器的芯体一般通过多个芯片在竖直方向上堆叠而成，冷却液通过芯体上竖直贯穿该芯体的冷却介质流入通道进入芯体之，首先在底部聚集，然后逐渐上升流入各冷却介质流道内与热介质之间进行热交换，这使得制冷剂主要集中在芯体的底部，冷却介质无法均匀的分布在芯体内，使得部分热介质无法被充分冷却，使冷却器散热量降低，散热能力下降。
发明内容
本申请的目的在于针对现有冷却器内冷却介质集中在芯体底部，冷却介质无法均匀的分布在芯体内，使得部分热介质无法被充分冷却的问题，提供一种芯片单元、芯体及冷却器。
为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：
本申请的一个方面提供一种芯片单元，在所述芯片单元内形成有在第一方向上依次排列的第一冷却介质流道、热介质流道和第二冷却介质流道；在所述芯片单元上还形成有冷却介质入口、过渡流道和冷却介质出口；所述冷却介质入口、所述第一冷却介质流道、过渡流道、所述第二冷却介质流道和所述冷却介质出口依次连通并形成仅通过冷却介质入口和冷却介质出口与外界连通的封闭腔室。
可选地，在第二方向上所述过渡流道位于所述芯片单元的一端，所述冷却介质入口分别位于所述芯片单元的另一端；和/或，
在第二方向上所述过渡流道位于所述芯片单元的一端，所述冷却介质出口分别位于所述芯片单元的另一端；
所述第二方向垂直于所述第一方向。
该技术方案的有益效果在于：这样，能够增加冷却介质在芯片单元内的流动距离，进而增加冷却介质与热介质的接触时间，提高散热能力和散热效率。
可选地，在所述芯片单元上形成有均与所述热介质流道连通的热介质入口和热介质出口，在所述第二方向上所述热介质入口位于所述芯片单元的一端，所述热介质出口位于所述芯片单元的另一端。
该技术方案的有益效果在于：这相应的增加了热介质在芯片单元内的流动距离和时间，进一步增加了芯片单元的换热效率。
可选地，包括在第一方向上依次叠置的第一芯片、第二芯片、第三芯片和第四芯片，所述第一冷却介质流道形成于所述第一芯片和所述第二芯片之间，所述热介质流道形成于所述第二芯片和所述第三芯片之间，所述第二冷却介质流道形成于所述第三芯片和所述第四芯片之间。
可选地，所述过渡流道在所述第一方向上贯穿所述第二芯片和所述第三芯片，所述第二芯片具有环绕所述过渡流道设置的第一翻边，所述第三芯片具有韩饶所述过渡流道设置的第二翻边，所述第一翻边与所述第二翻边连接以分隔所述过渡流道和所述热介质流道。
该技术方案的有益效果在于：通过在第二芯片和第三芯片上成型翻边结构，进而通过翻边结构之间的连接分隔所述过渡流道和所述热介质流道，相对于另外增设分隔件分隔所述过渡流道和所述热介质流道，更加容易加工生产。
可选地，在所述第四芯片包括主体部和流道封堵部，所述流道封堵部用于形成过渡流道，且所述流道封堵部在所述第一方向上从所述主体部的背离所述过渡流道的一侧凸出，以通过所述流道封堵部与相邻的芯片单元连接。
该技术方案的有益效果在于：将用来形成过渡流道的流道封堵部直接成型在过渡流道上，相对于在流道封堵部内另设一个部件进行过渡流道端部封堵进而形成过渡流道，密封性更好，不易出现冷却介质漏出的问题。
本申请的另一个方面提供一种芯体，包括本申请所提供的芯片单元。
可选地，包括至少两个所述芯片单元，各所述芯片单元在第一方向上堆叠，相邻两个芯片单元之间，一个所述芯片单元的冷却介质出口与另一个所述芯片单元的冷却介质入口连通。
该技术方案的有益效果在于：这样，在冷却介质流入芯体时，从上到下依次流过各个芯片单元，进而使冷却介质较均匀的分布在芯体中，对芯体中的热介质进行较均匀的散热。
可选地，在相邻的两个所述芯片单元中，在一个所述芯片单元与另一个所述芯片单元之间形成有所述热介质流道。
该技术方案的有益效果在于：位于相邻两个芯片单元之间的热介质流道中的热介质可以通过位于上方的芯片单元中的第二冷却介质流道中的冷却介质和位于下方的芯片单元中的第一冷却介质流道中的冷却介质进行冷却，这提高了热介质的冷却效率。
本申请的第三个方面提供一种冷却器，包括本申请所提供的芯体。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请实施例中所提供的芯片单元、芯体及冷却器，冷却介质在进入该芯片单元时，会依次流过第一冷却介质流道和第二冷却介质流道，因热介质流道夹在二者中间，热介质流道中的热介质就会首先进行换热，使得冷却介质在流入芯片单元的整个过程都可以参与到热交换当中，进而使芯片单元中能够进行较均匀的换热，由多个所述芯片单元堆叠而成的芯体，在冷却介质介入该芯体时，冷却介质在流入过程中会依次在各芯片单元内进行换热，而非流入到芯体底部之后再进行热交换，这使得冷却介质能够较均匀的分布在芯体的各部分，进而使芯体内各位置的热介质均能够较充分的散热，提高冷却器的散热能力。
本申请的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显，或通过本申请的具体实践可以了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式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申请的一些实施方式，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。
图1为本申请实施例提供的芯片单元的一种实施方式的一个角度的立体结构示意图；
图2为本申请实施例提供的芯片单元的一种实施方式的另一个角度的立体结构示意图；
图3为图1中A-A处截面的局部放大示意图；
图4为图1中B-B处的截面示意图；
图5为本申请实施例提供的芯体的一种实施方式的立体结构示意图。
附图标记：
1-热介质入口； 2-热介质出口；
3-冷却介质入口； 4-冷却介质出口；
5-第四芯片； 6-第三芯片；
7-第二芯片； 8-第一芯片；
9-过渡流道； 10-主体部；
11-流道封堵部； 12-第一冷却介质流道；
13-热介质流道； 14-第二冷却介质流道。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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申请中的具体含义。
如图1至图5所示，本申请的一个方面提供一种芯片单元，在所述芯片单元内形成有在第一方向上依次排列的第一冷却介质流道12、热介质流道13和第二冷却介质流道14；在所述芯片单元上还形成有冷却介质入口3、过渡流道9和冷却介质出口4；所述冷却介质入口3、所述第一冷却介质流道12、过渡流道9、所述第二冷却介质流道14和所述冷却介质出口4依次连通并形成仅通过冷却介质入口3和冷却介质出口4与外界连通的封闭腔室。
本申请实施例中第一冷却介质流道12与第二冷却介质流道14之间可以设置一个热介质流道13，也可以设置两个或更多热介质流道13。
本申请实施例中所提供的芯片单元，冷却介质在进入该芯片单元时，会依次流过第一冷却介质流道12和第二冷却介质流道14，因热介质流道13夹在二者中间，热介质流道13中的热介质就会首先进行换热，使得冷却介质在流入芯片单元的整个过程都可以参与到热交换当中，进而使芯片单元中能够进行较均匀的换热，由多个所述芯片单元堆叠而成的芯体，在冷却介质介入该芯体时，冷却介质在流入过程中会依次在各芯片单元内进行换热，而非流入到芯体底部之后再进行热交换，这使得冷却介质能够较均匀的分布在芯体的各部分，进而使芯体内各位置的热介质均能够较充分的散热，提高冷却器的散热能力。
可选地，在第二方向上所述过渡流道9位于所述芯片单元的一端，所述冷却介质入口3分别位于所述芯片单元的另一端；和/或，
在第二方向上所述过渡流道9位于所述芯片单元的一端，所述冷却介质出口4分别位于所述芯片单元的另一端；
所述第二方向垂直于所述第一方向。
具体地，可以为第二方向上所述过渡流道9位于所述芯片单元的一端，所述冷却介质入口3分别位于所述芯片单元的另一端；或者，在第二方向上所述过渡流道9位于所述芯片单元的一端，所述冷却介质出口4分别位于所述芯片单元的另一端；或者，第二方向上所述过渡流道9位于所述芯片单元的一端，所述冷却介质入口3分别位于所述芯片单元的另一端，所述冷却介质出口4也位于所述芯片单元的另一端。
这样，能够增加冷却介质在芯片单元内的流动距离，进而增加冷却介质与热介质的接触时间，提高散热能力和散热效率。
可选地，在所述芯片单元上形成有均与所述热介质流道13连通的热介质入口1和热介质出口2，在所述第二方向上所述热介质入口1位于所述芯片单元的一端，所述热介质出口2位于所述芯片单元的另一端。这相应的增加了热介质在芯片单元内的流动距离和时间，进一步增加了芯片单元的换热效率。
可选地，本申请实施例所提供的芯片单元，包括在第一方向上依次叠置的第一芯片8、第二芯片7、第三芯片6和第四芯片5，所述第一冷却介质流道12形成于所述第一芯片8和所述第二芯片7之间，所述热介质流道13形成于所述第二芯片7和所述第三芯片6之间，所述第二冷却介质流道14形成于所述第三芯片6和所述第四芯片5之间。当然，也可以使芯片单元为一个料坯整体加工而成。
可选地，所述过渡流道9在所述第一方向上贯穿所述第二芯片7和所述第三芯片6，所述第二芯片7具有环绕所述过渡流道9设置的第一翻边，所述第三芯片6具有韩饶所述过渡流道9设置的第二翻边，所述第一翻边与所述第二翻边连接以分隔所述过渡流道9和所述热介质流道13。通过在第二芯片7和第三芯片6上成型翻边结构，进而通过翻边结构之间的连接分隔所述过渡流道9和所述热介质流道13，相对于另外增设分隔件分隔所述过渡流道9和所述热介质流道13，更加容易加工生产。当然，也可以增加设置在第二芯片7和第三芯片6之间的环状件，在环状件内形成过渡流道9，并通过该环状件分隔过渡流道9和热介质流道13。
可选地，在所述第四芯片5包括主体部10和流道封堵部11，所述流道封堵部11用于形成过渡流道9，且所述流道封堵部11在所述第一方向上从所述主体部10的背离所述过渡流道9的一侧凸出，以通过所述流道封堵部11与相邻的芯片单元连接。将用来形成过渡流道9的流道封堵部11直接成型在过渡流道9上，相对于在流道封堵部11内另设一个部件进行过渡流道9端部封堵进而形成过渡流道9，密封性更好，不易出现冷却介质漏出的问题。当然，也可以另设部件来进行过渡流道9端部封堵进而形成过渡流道9。
本申请的另一个方面提供一种芯体，包括本申请实施例所提供的芯片单元。
本申请实施例中所提供的芯体，采用了本申请实施例中所提供的芯片单元，冷却介质在进入该芯片单元时，会依次流过第一冷却介质流道12和第二冷却介质流道14，因热介质流道13夹在二者中间，热介质流道13中的热介质就会首先进行换热，使得冷却介质在流入芯片单元的整个过程都可以参与到热交换当中，进而使芯片单元中能够进行较均匀的换热，由多个所述芯片单元堆叠而成的芯体，在冷却介质介入该芯体时，冷却介质在流入过程中会依次在各芯片单元内进行换热，而非流入到芯体底部之后再进行热交换，这使得冷却介质能够较均匀的分布在芯体的各部分，进而使芯体内各位置的热介质均能够较充分的散热，提高冷却器的散热能力。
可选地，本申请实施例所提供的芯体，包括至少两个所述芯片单元，各所述芯片单元在第一方向上堆叠，相邻两个芯片单元之间，一个所述芯片单元的冷却介质出口4与另一个所述芯片单元的冷却介质入口3连通。这样，在冷却介质流入芯体时，从上到下依次流过各个芯片单元，进而使冷却介质较均匀的分布在芯体中，对芯体中的热介质进行较均匀的散热。当然，也可以仅包括一个芯片单元。
可选地，在相邻的两个所述芯片单元中，在一个所述芯片单元与另一个所述芯片单元之间形成有所述热介质流道13。位于相邻两个芯片单元之间的热介质流道13中的热介质可以通过位于上方的芯片单元中的第二冷却介质流道14中的冷却介质和位于下方的芯片单元中的第一冷却介质流道12中的冷却介质进行冷却，这提高了热介质的冷却效率。当然，也可以使位于上方的芯片单元与位于下方的芯片单元之间不形成热介质流道13。
本申请的第三个方面提供一种冷却器，包括本申请实施例所提供的芯体。
本申请实施例中所提供的冷却器，采用了本申请实施例中所提供的芯体，冷却介质在进入该芯片单元时，会依次流过第一冷却介质流道12和第二冷却介质流道14，因热介质流道13夹在二者中间，热介质流道13中的热介质就会首先进行换热，使得冷却介质在流入芯片单元的整个过程都可以参与到热交换当中，进而使芯片单元中能够进行较均匀的换热，由多个所述芯片单元堆叠而成的芯体，在冷却介质介入该芯体时，冷却介质在流入过程中会依次在各芯片单元内进行换热，而非流入到芯体底部之后再进行热交换，这使得冷却介质能够较均匀的分布在芯体的各部分，进而使芯体内各位置的热介质均能够较充分的散热，提高冷却器的散热能力。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.芯片单元，其特征在于，在所述芯片单元内形成有在第一方向上依次排列的第一冷却介质流道、热介质流道和第二冷却介质流道；在所述芯片单元上还形成有冷却介质入口、过渡流道和冷却介质出口；所述冷却介质入口、所述第一冷却介质流道、过渡流道、所述第二冷却介质流道和所述冷却介质出口依次连通并形成仅通过冷却介质入口和冷却介质出口与外界连通的封闭腔室。
2.根据权利要求1所述的芯片单元，其特征在于，在第二方向上所述过渡流道位于所述芯片单元的一端，所述冷却介质入口分别位于所述芯片单元的另一端；和/或，
在第二方向上所述过渡流道位于所述芯片单元的一端，所述冷却介质出口分别位于所述芯片单元的另一端；
所述第二方向垂直于所述第一方向。
3.根据权利要求2所述的芯片单元，其特征在于，在所述芯片单元上形成有均与所述热介质流道连通的热介质入口和热介质出口，在所述第二方向上所述热介质入口位于所述芯片单元的一端，所述热介质出口位于所述芯片单元的另一端。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的芯片单元，其特征在于，包括在第一方向上依次叠置的第一芯片、第二芯片、第三芯片和第四芯片，所述第一冷却介质流道形成于所述第一芯片和所述第二芯片之间，所述热介质流道形成于所述第二芯片和所述第三芯片之间，所述第二冷却介质流道形成于所述第三芯片和所述第四芯片之间。
5.根据权利要求4所述的芯片单元，其特征在于，所述过渡流道在所述第一方向上贯穿所述第二芯片和所述第三芯片，所述第二芯片具有环绕所述过渡流道设置的第一翻边，所述第三芯片具有韩饶所述过渡流道设置的第二翻边，所述第一翻边与所述第二翻边连接以分隔所述过渡流道和所述热介质流道。
6.根据权利要求5所述的芯片单元，其特征在于，在所述第四芯片包括主体部和流道封堵部，所述流道封堵部用于形成过渡流道，且所述流道封堵部在所述第一方向上从所述主体部的背离所述过渡流道的一侧凸出，以通过所述流道封堵部与相邻的芯片单元连接。
7.芯体，其特征在于，包括如权利要求1-6中任意一项所述的芯片单元。
8.根据权利要求7所述的芯体，其特征在于，包括至少两个所述芯片单元，各所述芯片单元在第一方向上堆叠，相邻两个芯片单元之间，一个所述芯片单元的冷却介质出口与另一个所述芯片单元的冷却介质入口连通。
9.根据权利要求7所述的芯体，其特征在于，在相邻的两个所述芯片单元中，在一个所述芯片单元与另一个所述芯片单元之间形成有所述热介质流道。
10.冷却器，其特征在于，包括如权利要求7-9中任意一项所述的芯体。
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