Cpu外殼以及cpu外殼的加工方法

Cpu外殼以及cpu外殼的加工方法
【專利摘要】本發明公開了一種CPU外殼的加工方法，該加工方法包括：提供一CPU外殼，其中，CPU外殼的組成材料為金屬；根據CPU外殼的預期疏水性要求，通過有機氟化物對CPU外殼進行化學氟化修飾，使CPU外殼表面形成疏水性有機薄膜。本發明通過在CPU外殼表面進行有機氟化物的化學氟化修飾，能夠在CPU外殼表面形成疏水性有機薄膜，從而降低CPU外殼表面的自由能，使CPU處于浸沒式液冷系統中時，強化CPU外殼表面的冷卻劑的沸騰性能，達到對CPU快速降溫的目的。
【專利說明】CPU外殼以及CPU外殼的加工方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及服務器領域，具體來說，涉及一種CPU外殼以及CPU外殼的加工方法。

【背景技術】
[0002]目前的計算機大多采用風冷的方式給機器中的設備(例如CPU)降溫，但是眾所周知，水冷或液冷的降溫方式相比于風冷來說，其是有著兩大優勢的，一方面，它們是通過將冷卻劑或制冷劑直接導向熱源的方式來實現對機器的降溫，而并非是像風冷所采用的間接制冷的方式；另一方面，水冷或液冷的降溫方式中的冷卻劑或制冷劑每單位體積所傳輸的熱量(即，散熱效率)是風冷的降溫方式的約3500倍。因此，人們也極度渴望將這種降溫效率高、效果好的降溫方式(即水冷或液冷)應用于計算機中的設備(例如CPU)。
[0003]以液冷的降溫方式為例，當采用直接式液冷系統來對計算機的設備(例如CPU)進行降溫時，首先需要將CPU的翅片和風扇卸下，然后將設有外罩的CPU浸泡在制冷劑中來進行冷卻降溫，在降溫過程中，隨著制冷劑的相變就可以實現對CPU的換熱，來達到對CPU冷卻降溫的目的，具體的，即利用制冷劑(液態)在CPU的高溫表面沸騰時所發生的汽化潛熱來帶走熱量，但是由于現有的CPU的金屬外罩表面普遍不易產生氣泡，也就是說，CPU的金屬外罩的沸騰性能并不好，那么，當計算機開機啟動后，由于CPU的溫度上升速度快，那么當采用這種直接浸泡式并且利用相變來對CPU降溫的液冷方式時，顯然并不能夠達到預期的降溫效果，而且還會導致CPU的穩態溫度較高，使其極容易達到極限溫度，不利于CPU的降溫。
[0004]由此可見，雖然液冷或水冷的降溫方式較風冷降溫方式存在著一定的優勢，但是當采用直接浸泡和相變的方式來對CPU進行降溫時，液冷或水冷的降溫方式顯然并不能夠達到預期的降溫效果，而究其原因，還是因為CPU的金屬外罩的表面不易產生氣泡，沸騰性倉泛壟I。
[0005]針對相關技術中所存在的上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。


【發明內容】

[0006]針對相關技術中的上述問題，本發明提出一種CPU外殼以及CPU外殼的加工方法，能夠在CPU外殼表面形成疏水性有機薄膜，從而降低CPU外殼表面的自由能，使CPU處于浸沒式液冷系統中時，強化CPU外殼表面的冷卻劑的沸騰性能，達到對CPU快速降溫的目的。
[0007]本發明的技術方案是這樣實現的:
[0008]根據本發明的一個方面，提供了一種CPU外殼的加工方法。
[0009]該加工方法包括:
[0010]提供一 CPU外殼，其中，CPU外殼的組成材料為金屬；
[0011 ] 根據CPU外殼的預期疏水性要求，通過有機氟化物對CPU外殼進行化學氟化修飾，使CPU外殼表面形成疏水性有機薄膜。
[0012]其中，在通過有機氟化物對CPU外殼進行化學氟化修飾時，可通過有機氟化物與CPU外殼表面發生反應，來實現對CPU外殼的化學氟化修飾。
[0013]其中，該有機氟化物可包括1H，1H, 2H, 2H-全氟癸基三乙氧基甲硅烷。
[0014]此外，在對CPU外殼進行化學氟化修飾之前，該加工方法進一步包括:
[0015]根據CPU外殼的預期疏水性要求，在預定的溫度下，通過無機化合物溶液對CPU外殼進行預定時間的化學刻蝕，使CPU外殼表面形成氧化膜。
[0016]其中，對于該無機化合物溶液的組成成分來說，其可包括以下至少之一:氫氧化鈉溶液；過硫酸鉀溶液。
[0017]此外，該CPU外殼的組成材料可包括:銅、鎳。
[0018]另外，在對CPU外殼進行化學刻蝕之前，該加工方法進一步包括:
[0019]通過預定的化合物溶液與CPU外殼的組成材料中的鎳發生化學反應，從而去除CPU外殼的組成材料中的鎳。
[0020]根據本發明的另一方面，提供了一種CPU外殼。
[0021]該CPU外殼包括:
[0022]—殼體，殼體的組成材料為金屬，其中，殼體內設置有CPU ；
[0023]疏水性有機薄膜，位于殼體的表面，其中，疏水性有機薄膜用于改變殼體的表面的潤濕性。
[0024]其中，該殼體的組成材料可包括:銅、鎳。
[0025]此外，該疏水性有機薄膜為超疏水性有機薄膜。
[0026]本發明通過在CPU外殼表面進行有機氟化物的化學氟化修飾,能夠在CPU外殼表面形成疏水性有機薄膜，從而降低CPU外殼表面的自由能，使CPU處于浸沒式液冷系統中時，強化CPU外殼表面的冷卻劑的沸騰性能，達到對CPU快速降溫的目的。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1是根據本發明實施例的CPU外殼的加工方法的流程圖；
[0029]圖2是根據本發明實施例的CPU外殼的表面與水的接觸角的測量示意圖；
[0030]圖3是根據本發明實施例的CPU外殼的俯視圖。

【具體實施方式】
[0031]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0032]根據本發明的實施例，提供了一種CPU外殼的加工方法。
[0033]如圖1所示，根據本發明實施例的加工方法包括:
[0034]步驟S101，提供一 CPU外殼，其中，CPU外殼的組成材料為金屬；
[0035]步驟S103，根據CPU外殼的預期疏水性要求，通過有機氟化物對CPU外殼進行化學氟化修飾，使CPU外殼表面形成疏水性有機薄膜。
[0036]通過本發明的上述方案，能夠在CPU外殼表面形成疏水性有機薄膜，從而使CPU外殼具有疏水性表面，進而降低CPU外殼表面的自由能，使CPU處于浸沒式液冷系統中時，能夠強化CPU外殼表面的冷卻劑的沸騰性能，從而達到對CPU快速降溫的目的。
[0037]為了方便對本發明的技術效果的理解，下面引入潤濕性來對本發明的疏水性有機薄膜進行說明，其中，固體表面的潤濕性可以用接觸角來衡量，其中，與水的接觸角大于90度的表面為疏水表面，而接觸角小于90度的表面則為親水表面,而接觸角小于10度的表面則為超親水表面，而超疏水表面則是指與水的接觸角大于150度、滾動角小于10度的表面，例如荷葉就是一種超疏水表面,也就是說,與水的接觸角越大的表面其疏水性也越強。
[0038]而疏水性表面是具有較大的接觸角和較低的自由能的，因此，具有疏水性表面的CPU外殼在采用直接浸泡且基于相變的液冷或水冷降溫方式來對CPU進行降溫時，就可以使液態的制冷劑或冷卻劑在CPU外殼的表面沸騰形成氣泡時所克服的能障更小，從而促進液態的制冷劑或冷卻劑在CPU外殼的表面沸騰換熱，從而降低CPU的溫度。
[0039]那么為了更好的理解本發明的CPU外殼的加工方法，下面結合一具體實施例對本發明的上述技術方案進行詳細闡述。
[0040]在本實施例中，在對CPU外殼進行加工時主要分為三步，第一步為去除CPU外殼的組成材料中的部分金屬；第二步為對CPU外殼進行化學刻蝕；第三步為對CPU外殼進行化學氟化修飾，經過以上三個步驟就可在CPU外殼的表面形成疏水性有機薄膜。
[0041]就第一步來說，可將CPU的外殼用砂紙打磨，然后通過將其用預定的化合物溶液浸泡，由于在本例中CPU的外殼的組成材料為銅、鎳，那么為了去除鎳，此處采用鹽酸溶液進行浸泡，從而使鹽酸溶液與CPU的外殼中的鎳發生化學反應，使CPU外殼中的鎳去除。
[0042]但是，應當注意的是，此處采用的預定的化合物溶液浸泡的目的在于使CPU外殼中除銅以外的金屬去除，因此，該預定的化合物溶液一定是不能和銅發生化學反應的。
[0043]而為了不影響后續疏水性有機薄膜的形成，在完成了鹽酸溶液的浸泡后，還需要用丙酮對CPU的外殼進行清洗，以便去除CPU的外殼表面附著的鹽酸；最后在用去離子水對CPU的外殼進行清洗，以去除外殼表面經過上述處理后在表面所附著的離子，此時，CPU的外殼就僅包括銅。
[0044]然后進行第二步，對清洗過的CPU外殼進行化學刻蝕，其中，可根據CPU外殼的預期疏水性要求，在預定的溫度下將清洗過的CPU外殼浸泡在無機化合物溶液中預定的時間，從而使CPU外殼表面形成氧化膜。
[0045]其中，在本例中，由于CPU外殼表面的疏水性越好，對CPU的溫度降低越有利，因此，此處的疏水性要求為超疏水性；而且，由于清洗過的CPU外殼的組成材料為銅，因此，此處的無機化合物溶液為氫氧化鈉溶液和過硫酸鉀溶液；并且，由于此處的疏水性要求為超疏水性，因此，由氫氧化鈉溶液和過硫酸鉀溶液對CPU外殼進行化學刻蝕的時間為20分鐘，從而使CPU外殼表面形成一層疏水性最好的黑色的氧化膜。
[0046]但是應當注意的是，本發明對于進行化學刻蝕的無機化合物溶液并不限定為氫氧化鈉溶液和過硫酸鉀溶液，其只要可以與經過第一步清洗過的CPU外殼所包含的金屬(例如銅)發生反應，從而使CPU外殼表面形成氧化膜即可。
[0047]而對于化學刻蝕的時間來說，其也可以根據疏水性要求進行相應的調整，其中，在本例中，該優選時間20分鐘是使CPU外殼的表面形成最終形成的疏水性薄膜為超疏水性薄膜，因此，此處在對CPU外殼進行化學刻蝕時，也采用使形成的氧化膜具有最優的疏水性的時間值(20分鐘)。
[0048]然后，在經過20分鐘的化學刻蝕后，就可將在表面形成有一層黑色氧化膜的CPU外殼取出，并清洗吹干，最后在烘箱中烘干1小時。
[0049]最后進行第三步，即對經過第二步化學刻蝕的CPU外殼進行化學氟化修飾，具體的，可根據CPU外殼的預期疏水性要求(在本例中，對形成的疏水性有機薄膜的疏水性要求為超疏水)，通過有機氟化物對經過第二步處理后的CPU外殼進行化學氟化修飾，從而使CPU外殼表面形成超疏水性有機薄膜。
[0050]其中，在通過有機氟化物對CPU外殼進行化學氟化修飾時，可通過有機氟化物與CPU外殼表面發生反應，來實現對CPU外殼的化學氟化修飾，在本例中，則是將在烘箱中烘干后的CPU外殼在室溫下浸入至1H，1H, 2H, 2H-全氟癸基三乙氧基甲硅烷和乙醇的混合溶液中1小時，從而使CPU外殼表面形成有超疏水性有機薄膜。
[0051]但是應當注意的是，本發明對于形成超疏水性有機薄膜的有機氟化物并不限定為1H, 1H, 2H, 2H-全氟癸基三乙氧基甲硅烷，同樣的，在本例中，乙醇是作為1H，1H, 2H, 2H-全氟癸基三乙氧基甲硅烷的溶劑存在的，那么在有機氟化物不同的情況下，其溶劑也同樣可以適應調整，本發明對此并不作限定。
[0052]那么在浸泡1小時后，就可將在表面形成有超疏水性有機薄膜的CPU外殼從混合溶液中取出，并在烘箱中烘干1小時，使附著在CPU外殼表面未形成有機薄膜的溶液得到烘干。
[0053]通過上述步驟就完成了 CPU外殼的加工，并使得加工完成的CPU外殼表面形成有具備超疏水性的有機薄膜。
[0054]那么為了驗證該超疏水性有機薄膜是否改變了 CPU外殼的表面的浸潤性，可通過接觸角測量儀測量CPU外殼表面與水滴之間的接觸角，例如，如圖2所示，將一滴水21落在形成有該超疏水性有機薄膜的CPU外殼表面22，測試結果為:接觸角為157°，而由于超疏水性表面指的是與水的接觸角大于150°，因此通過本發明的上述步驟可以在CPU外殼表面形成超疏水性有機薄膜。
[0055]而為了驗證在表面形成由超疏水性有機薄膜的CPU外殼能否達到強化液冷系統中制冷劑沸騰，使其更容易產生更多的氣泡，從而降低CPU溫度的效果，可將CPU安裝在具有超疏水性有機薄膜的CPU外殼內，從而構成具有降溫效果的CPU，然后將組裝完成的CPU安裝在服務器主板上，并使用液冷實驗系統進行液冷降溫效果測試。
[0056]其中，在本例中，液冷實驗系統所使用的制冷劑是一種沸點在30?60°C的氟化物，無毒，無污染，不腐蝕金屬，且該制冷劑具有很高的絕緣性，克服了介質導電的危險，并解決了用戶對水進機房的擔憂。
[0057]在實驗中，整個主板被浸泡在制冷劑中，在CPU啟動并開始發熱后，液態制冷劑在CPU表面被加熱，沸騰并生成氣泡，氣泡上升，形成氣液混合流通過腔體頂端的出口管流出，在外界冷卻裝置的輔助下，冷卻為液態，返回蒸發腔完成循環。
[0058]實驗結果證明，通過本發明在CPU外殼表面形成具有超疏水性的有機薄膜，可使CPU在穩定狀態下的溫度較未經過處理的CPU在穩定狀態下的溫度低8°C，由此可見超疏水表面能降低CPU罩(即CPU外殼)表面的自由能，從而促進氣泡的生成，進而強化冷媒的沸騰換熱，有效降低CPU的溫度。
[0059]根據本發明的實施例，還提供了一種CPU外殼。
[0060]如圖3所示CPU外殼的俯視圖，根據本發明實施例的CPU外殼包括:
[0061]—殼體31,殼體的組成材料為金屬,其中，殼體內設置有CPU ；
[0062]疏水性有機薄膜32，位于殼體的表面，其中，疏水性有機薄膜用于改變殼體的表面的潤濕性。
[0063]其中，在一個實施例中，該殼體31的組成材料可包括:銅、鎳。
[0064]此外，在另一個實施例中，該疏水性有機薄膜32為超疏水性有機薄膜。
[0065]綜上所述，借助于本發明的上述技術方案，通過對CPU的外殼表面進行超疏水處理，能夠使冷卻劑在CPU外殼表面更容易產生氣泡，即使CPU外殼表面的沸騰性能提高，從而可以達到對CPU快速降溫的目的。
[0066]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種CPU外殼的加工方法,其特征在于,包括: 提供一 CPU外殼，其中，所述CPU外殼的組成材料為金屬； 根據所述CPU外殼的預期疏水性要求，通過有機氟化物對所述CPU外殼進行化學氟化修飾，使所述CPU外殼表面形成疏水性有機薄膜。
2.根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于，通過有機氟化物對所述CPU外殼進行化學氟化修飾包括: 通過所述有機氟化物與所述CPU外殼表面發生反應，實現對所述CPU外殼的化學氟化修飾。
3.根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述有機氟化物包括1H, 1H, 2H, 2H-全氟癸基三乙氧基甲硅烷。
4.根據權利要求1所述的加工方法，其特征在于，在對所述CPU外殼進行化學氟化修飾之前，所述加工方法進一步包括: 根據所述CPU外殼的預期疏水性要求，在預定的溫度下，通過無機化合物溶液對所述CPU外殼進行預定時間的化學刻蝕，使所述CPU外殼表面形成氧化膜。
5.根據權利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述無機化合物溶液包括以下至少之一: 氫氧化鈉溶液； 過硫酸鉀溶液。
6.根據權利要求4所述的加工方法，其特征在于，所述CPU外殼的組成材料包括:銅、鎳。
7.根據權利要求4所述的加工方法，其特征在于，在對所述CPU外殼進行化學刻蝕之前，所述加工方法進一步包括: 通過預定的化合物溶液與所述CPU外殼的組成材料中的鎳發生化學反應，去除所述CPU外殼的組成材料中的鎳。
8.—種CPU外殼,其特征在于,包括: 一殼體，所述殼體的組成材料為金屬，其中，所述殼體內設置有CPU; 疏水性有機薄膜，位于所述殼體的表面，其中，所述疏水性有機薄膜用于改變所述殼體的表面的潤濕性。
9.根據權利要求8所述的CPU外殼，其特征在于，所述殼體的組成材料包括:銅、鎳。
10.根據權利要求8所述的CPU外殼，其特征在于，所述疏水性有機薄膜為超疏水性有機薄膜。
【文檔編號】G06F1/20GK104407683SQ201410637272
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月5日 優先權日:2014年11月5日
【發明者】王晨, 范娟, 劉廣輝, 吳宏杰, 童中原, 張衛平, 孟祥浩, 孫振, 崔新濤 申請人:曙光信息產業(北京)有限公司