[发明专利]对设置在印刷电路板上的生热元件进行冷却的液冷系统中的冷却液组合物

说明书

对设置在印刷电路板(PCB)上的生热元件(22)进行冷却的液冷系统(10)中的一种冷却液组合物，其包含：共聚物的浓度范围为0.05质量％至20质量％的含有共聚物的水性溶液。

本发明涉及用于对设置在印刷电路板(PCB)上的生热元件进行冷却的液冷系统的冷却液组合物。

在现有技术中，用于对设置在印刷电路板上的生热集成电路元件进行液冷的冷却液通常包括蒸馏水或去离子水、降低冰点的添加剂、腐蚀抑制添加剂(即，降低材料腐蚀速率的化学化合物)、生物生长抑制添加剂和用于液体着色的染料或颜料作为其组分。在生产具有浑浊或不透明外观的已知冷却液的情况下，通常加入颜料粉末形式的不透明颜料。通常，二氧化钛(TiO₂)、氧化铝(Al₂O₃)和氧化锌(ZnO)用作不透明颜料。然而，上述不透明颜料或颜料粉仅以水悬浮液的形式以未指定的量加入。

特别是上述不透明颜料(即，TiO₂、Al₂O₃和ZnO)各自是无机来源的并且基本上不溶于水。因此，现有技术中已知的不透明颜料仅可以以微粉末或纳米粉末悬浮液的形式添加到冷却液中。在冷却系统中使用该冷却液的结果是当系统运行未恒定时，即，当液冷泵并未稳定运行或具有更短和更长时间的停机时间时，微粉末或纳米粉末颜料颗粒可能在悬浮液中发生沉积。这基本是由于颜料颗粒在悬浮液中的保留将不再充足。

上述沉积通常发生在系统不运行期间或当用于使冷却液再循环的液体冷却泵不能提供所需的强制冷却液流时发生，所述强制冷却液流有助于保持微粒和纳米颗粒保留在悬浮液中。因此，微小的颜料颗粒可能会沉降入系统液体冷却热交换器的微通道和系统空气-水热交换器(散热器)的细窄液体管中。这种情况可能导致系统中冷却液流动堵塞，并且最终可能阻碍液冷系统运行。例如，沉入或在泵蜗壳(pump volute)内和转子上的颜料颗粒可能妨碍启动时的旋转，或者甚至可能由于颜料颗粒或粉末积聚在泵蜗壳内使电动机过载而损坏液冷泵。反过来，不工作的液冷泵将导致液冷系统的灾难性故障，因为系统在泵没有适当运行的情况下基本上不能在严重热负荷下运行。

此外，已知的冷却液还具有以下缺点：难以去除的干燥污渍可能留在液冷热交换器的表面上。最常见的是，成功去除由液体中所含颜料颗粒干燥所产生污渍的仅有的方法是机械研磨(即，抛光和砂磨)。然而，这可能导致液体热交换器设备的损坏。

因此，已知冷却液的常规问题是其仅提供了保留不充足的液体中所含颜料颗粒，这与液冷系统内的次优冷却液流动相关。

本发明的目的在于提供对设置在印刷电路板上的生热元件进行冷却的液冷系统的冷却液组合物，从而允许冷却液在液冷系统中最佳流动。

该目的通过具有权利要求1特征的冷却液组合物来完成。本发明的有利改进在从属权利要求中有所限定。

根据一个实施方式，提供了对设置在印刷电路板上的生热元件进行冷却的液冷系统的冷却液组合物。冷却液组合物包含共聚物浓度范围为0.05质量％至20质量％的含有共聚物的水性溶液。特别是共聚物浓度为0.06质量％至15质量％，0.07质量％至13质量％，0.08质量％至12质量％，或0.09质量％至11质量％，优选0.1质量％至10质量％。因此，可以避免由于液体中所含颜料颗粒的保留不充分导致的液冷系统中的次优冷却液流动。因此，可以实现液冷系统中冷却液的最佳流动。最佳冷却液流动可以显著降低由于冷却通道堵塞导致的液冷系统故障的风险，或者由于泵蜗壳和泵轮内的颗粒或粉末积聚导致的液冷泵损坏的风险。

优选地，共聚物包括2-甲基-2-丙烯酸与苯乙烯的聚合物。使用该特定共聚物允许为冷却液提供稳定的浑浊或不透明视觉外观。

当冷却液组合物包含平均直径为0.1μm至0.5μm的共聚物颗粒时是有利的。特别是共聚物颗粒的平均直径为0.15μm至0.4μm，优选0.18μm至0.35μm。由于相对小尺寸的共聚物颗粒，基本可以防止冷却液流动降低。