[发明专利]挠性热交换器

说明书

技术领域

本发明总体涉及一种用于冷却印刷电路板(PCB)器件、或其它半导体器件或部件的液体流通(liquid flow through，LFT)的热交换器。更具体地，本发明涉及上述类型的热交换器，该热交换器是挠性的(flexible)且可容易适用于具有可变高度或其它尺寸的半导体器件。

背景技术

高效能计算系统一直使用在较高功率密度上不断增加的功率量。因此，系统冷却需求已变得更具挑战性，且需要考虑使用液体冷却的解决方案。目前可用的液体冷却方法包括热管、蒸汽腔、以及液体流通解决方案。然而，这些解决方案趋于非常昂贵。

在使用液体冷却的系统中，也可能需要放置部件，用于移除与位于PCB组件等上的半导体器件物理接触的热量。然而，相邻半导体器件可能具有不同尺寸。而且，相同类型的两个半导体器件可能实际上具有针对这两个器件的不同的尺寸，即使这样的尺寸在这两个器件的允许容限内。因此，可能难以提供可有效适于满足针对这些不同器件的大小需求的热交换器部件。热接口材料(TIM)典型地由实施者用来执行填隙功能(gap-filling function)(例如凝胶、油脂及热油灰(thermal putty))。然而，这限制了热传递效率。因此，需要改善本技术的目前状态。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种构造用于冷却一个或多个半导体部件的热交换器的方法。所述方法包括提供指定导热金属箔的第一平面板材和第二平面板材的步骤，其中每个板材具有外侧和内侧。所述方法还包括在第一板材中形成一个或多个热接触节点(TCN)的步骤，其中每个TCN从第一板材的外侧向外延伸，并且包括平面接触构件和一个或多个侧部。侧部可分别包括弹性部件，该弹性部件共同使得TCN的接触构件移向及移离第一板材的外侧，并且TCN的侧部和接触构件共同形成冷却剂腔室。由于每个TCN可以以不同的几何结构形成，并且每个TCN基本独立地、机械地发挥作用，因此所形成的多个TCN可容纳不同的器件高度。沿着第一板材和/或第二板材的内侧配置通道段，其中每个通道段选择性地在两个TCN的冷却剂腔室之间、或者在一个TCN的冷却剂腔室与输入端口或输出端口之间延伸。该方法还包括将第二板材的内侧与第一板材的内侧接合以形成密封流路径的步骤，该密封流路径包括每个通道段并使得液体冷却剂能够流入及流出每个TCN的冷却剂腔室。所述方法还包括连接器装置，其对流向/来自本发明的冷却剂进行耦合和解耦。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于冷却一个或多个半导体部件的热交换器设备，所述设备包括：指定导热箔的第一平面板材，该第一平面板材具有外侧和内侧，其中一个或多个热接触节点(TCN)形成于第一板材中，每个TCN从第一板材的外侧向外延伸，且包括平面接触构件和一个或多个侧部，该侧部分别包括弹性部件，该弹性部件共同使得TCN的接触构件能够移向及移离第一板材的外侧，TCN的侧部和接触构件共同形成冷却剂腔室，并且通道段沿着第一板材的内侧配置，其中每个通道段选择性地在两个或多个TCN的冷却剂腔室之间、或在一个TCN的冷却剂腔室和输入端口或输出端口之间延伸；指定导热箔的第二平面板材，该第二平面板材具有外侧和内侧；以及用于将第二板材的内侧与第一板材的内侧接合以形成密封流路径的装置，该密封流路径包括每个通道段，并使得液体冷却剂能够流入及流出每个TCN的冷却剂腔室。

附图说明

现在将仅借助于示例参考以下附图来描述本发明的实施方式：

图1是示出本发明的一个实施方式的分解透视图，该实施方式包括基本相同尺寸的两个金属箔板材；

图2是示出在图1中描绘的板材中的一个的相对侧的透视图；

图3是沿着图2的线3-3截取的截面图；

图4是示出与相应半导体器件接合以从其移除热量的图1的实施方式的TCN的示意图；

图5是示出图1的实施方式的修改的示意图；以及

图6是示出图1的实施方式的进一步修改的示意图。

具体实施方式

所属技术领域的技术人员将会理解，本发明能够以系统或方法来具体实施。因此，本发明可采取全部为硬件的实施方式、全部为过程的实施方式(包括设计、制造、组装与使用步骤等)、或者方法和硬件方面相结合的实施方式的形式，上述实施方式在本文中可全部一般称为“过程”或“组件”或“系统”。