[发明专利]一种CPU水冷散热器及其应用方法

说明书

 

技术领域

本发明属于电子元器件的散热器领域，尤其涉及CPU芯片水冷散热器及其应用方法。

背景技术

计算机技术的发展可用突飞猛进来形容，自Intel公司1971年推出世界上第一台微处理器 （CPU）时起，CPU的集成度就一再得到提高，目前单CPU已集成接近10亿支晶体管。另外越来越先进的封装技术也促使CPU发热量倍增，目前芯片功耗已高达177W。为了大面积推广应用这种高频的CPU及开发更高主频率的CPU，必须要解决CPU的散热问题。

散热是影响CPU可靠性的诸多因素中至关重要的一个。一般CPU的工作温度都有一定的限制范围，超过这个范围，元器件的性能将显著下降，并且不能稳定工作，因而影响系统运行的可靠性。大功率元器件工作时所产生的热量，将导致芯片温度升高，如果没有适当的散热措施，就可能使芯片的温度超过所允许的最高结温，从而导致器件性能的恶化以致损坏。所以在产品设计中，选择适当的散热方式，并进行合理的设计，是使器件的潜力得到充分发挥，提高设备可靠性不可缺少的重要环节。

当前的技术现状是，各类计算机芯片普遍采用受迫对流空气来冷却发热器件，即通过扩展肋片，改进气流分布，增大风压，将冷却空气压送至散热器件表面以将该处热量带走，此种方式的冷却效率与风扇速度成正比，因而会产生明显噪音;而且一旦微器件发热密度过高时，冷气冷却将很难胜任。目前气冷方式的散热己趋近极限，难以适应功耗继续增加的需要，并且风扇的转速已经超过4000r/min,产生较大的噪音。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种CPU水冷散热器及其应用方法，从而解决CPU工作时发热量大，且风冷散热器噪音大的问题。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为一种CPU水冷散热器，包括散热器本体、密封垫和上盖，所述散热器本体为内部设有水流道的金属腔体，所述水流道上均匀排列有多个扰流柱，该扰流柱是与所述散热器本体为一体的柱状体；所述散热器本体的内腔边沿设有用于安放所述密封垫的凹槽，所述上盖压在该密封垫上并与所述散热器本体密封连接，同时所述水流道两端设有进水管和出水管。

工作时，冷却水从散热器本体内的水流道流过，从而带走CPU产生的热量，同时冷却水流通时受到水流道上扰流柱的影响，使得冷却水流通时形成扰流从而使水流道中各处的温度基本一致，从而有效的带走CPU的热量。

作为优选，所述水流道形状为“Z”字型，从而可以延长冷却水流通的时间，使得有充足时间交换带走更多的热量。

作为优选，所述进水管和出水管与散热器本体采用钎焊装配，从而防止普通接头连接方式的漏渗水隐患，避免损坏电路板。

作为优选，所述散热器本体底部与CPU的接触面经过研磨和抛光，从而可以增大与CPU的接触面积，并减小与CPU之间的空隙，更加有利于提高传热效率。。

作为优选，所述散热器本体和上盖均采用铜质，由于铜具有很高的导热率，从而提高导热效果。

本发明另一个目的是将上述CPU散热器应用到印刷电路板上芯片降温的方法：包括以下步骤:

a、将所述CPU水冷散热器底部与CPU芯片的接触面涂上导热材料后，贴紧固定在印刷电路板上的CPU芯片上；

b、然后通过集分水器将冷却水经水管分配到各个CPU水冷散热器中，冷却水吸收热量后再回到集分水器，从而形成循环。所述集分水器的分水部分和积水部分是互相隔离的。

当应用于服务器机柜有多快印刷电路板时，通过进水总管和出水总管对各集分水器提供水运输通道，各集分水器通过软管与所述进水总管和出水总管连通。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：由于水的导热系数和比热均比空气大很多，因而可以大大减小各有关换热环节的热阻，提高冷却效率；温度梯度小，结构紧凑，泵主动循环，可以利用较小的功率消耗达到液体的循环流动，无风机工作噪声很小；有效解决机柜的高热密度，可以使机柜放置更多的服务器。提高了机柜的使用空间和机房的空间利用率；大大较少普通机房空调的使用量，降低机房空调总负荷，有利于打造绿色机房。

附图说明

图1为本发明所述CPU水冷散热器的结构示意图；

图2为本发明所述CPU水冷散热器在印刷电路板上的布置结构示意图；

图3为本发明所述CPU水冷散热器在服务器机柜中的布置结构示意图。

具体实施方式