CN111954432B - 散热装置和板卡 - Google Patents

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Abstract

提供了一种散热装置和板卡。散热装置包括散热片组，散热片组包括多个散热片；热管组，热管组包括至少一个热管；散热片组的一部分位于热管组在第一方向上的一侧。该散热装置和板卡具有较高的散热效率。

Description

散热装置和板卡
技术领域
本发明涉及电子产品技术领域，且特别涉及一种散热装置和板卡。
背景技术
近年来，人工智能的突破为信息产业带来了翻天覆地的变化。基于ASIC(专用集成电路；Application Specific Integrated Circuit)芯片、FPGA(现场可编程门阵列；Field-Programmable Gate Array)芯片的加速卡，通过人工智能算法，尤其是深度学习算法，实现了更快的数据采集、数据处理、分类预测，计算时间实现了数量级上的缩减。
这要求提高硬件算力，然而算力提高使得板卡功耗提高，功耗提高使得板卡产热量增大，因而解决板卡的散热问题成为当务之急。
现有的散热装置主要通过散热片实现散热，散热片一般在使用中可以在电子元件与散热片接触面涂上一层导热硅脂，使电子元件发出的热量更有效地传导到散热片上，再经散热片散发到周围空气中去。这种散热装置的散热效率较低，很难满足板卡大功耗的散热需求。
发明内容
鉴于上述现有技术的状态而做出本发明。本发明的目的在于提供一种散热装置和板卡，该散热装置和板卡具有较高的散热效率，并且该散热装置能够自定位而具有较高的组装效率。
提供一种散热装置，其包括：
散热片组，所述散热片组包括多个散热片，所述多个散热片形成为整体；
热管组，所述热管组包括至少一个热管；
所述散热片组的一部分位于所述热管组在第一方向上的一侧，所述散热片组与所述热管组在所述第一方向上接触，所述散热片包括第一散热片，所述第一散热片与所述热管在第二方向上接触从而在所述第二方向上定位所述热管。
第二实施方式：在第一实施方式中，所述热管组包括多个热管，所述多个热管在所述第二方向上并列排布而形成所述热管组。
第三实施方式：在第一或第二实施方式中，所述多个散热片并列排布形成所述散热片组。
第四实施方式：在第一至第三实施方式中的一者，所述第一散热片包括第一散热片本体和第一散热片内折边，所述第一散热片本体在所述第二方向上与所述热管接触，所述第一散热片内折边从所述第一散热片本体成角度地伸出，所述第一散热片内折边在所述热管在所述第一方向上的一侧与所述热管接触。
第五实施方式：在第四实施方式中，所述第一散热片内折边形成于所述第一散热片在所述热管的长度方向上的局部。
第六实施方式：在第四或第五实施方式中，所述第一散热片内折边与所述散热片组中相邻的所述散热片接触。
第七实施方式：在第四至第六实施方式中的一者，所述第一散热片还包括第一散热片外折边，所述第一散热片外折边与所述第一散热片内折边位于所述第一散热片本体在所述第一方向上的两端。
第八实施方式：在第一至第七实施方式中的一者，所述散热片还包括第二散热片，所述第二散热片与所述第一散热片形成为整体，所述第二散热片在所述热管在所述第一方向上的一侧与所述热管接触。
第九实施方式：在第八实施方式中，所述第二散热片包括第二散热片本体和第二散热片内折边，所述第二散热片内折边从所述第二散热片本体折弯，所述第二散热片内折边在所述第一方向上与所述热管接触。
第十实施方式：在第九实施方式中，所述第二散热片内折边与所述散热片组中相邻的所述散热片接触。
第十一实施方式：在第九或第十实施方式中，所述第二散热片还包括第二散热片外折边，所述第二散热片外折边与所述第二散热片内折边位于所述第二散热片本体在所述第一方向上的两端。
第十二实施方式：在第一至第十一实施方式中的一者，所述热管为拍扁热管，所述拍扁热管的拍扁方向为所述第一方向。
第十三实施方式：在第一至第十二实施方式中的一者，所述散热装置还包括金属散热板，所述金属散热板位于所述热管组在所述第一方向上的另一侧，并且所述金属散热板与所述热管接触。
第十四实施方式：在第十三实施方式中，所述散热片、所述热管组和所述金属散热板通过回流焊的方式焊接成整体。
还提供一种板卡，其包括根据上述各实施方式中任一项所述的散热装置。
本公开提供的散热装置和板卡至少具有以下有益效果：
在本公开提供的散热装置中，热管接收热量之后将热量迅速地分布开并传递给散热片组，散热片组具有较大的散热面积从而快速地将热量散发到空气中。在组装散热装置时，只需要合理设计第一散热片与热管的相对位置即可以获得预期的定位效果，从而节省了定位工装，大大提高了装配效率。
附图说明
图1为本公开提供的板卡的一个实施方式的侧视图，示出散热装置与芯片和印刷电路板(PCB)安装在一起。
图2为图1中的散热装置的散热片组的立体结构示意图。
图3为图1中的散热装置的散热片组的另一视角的立体结构示意图。
图4为图1中的散热装置的第一散热片的立体结构示意图。
图5为图1中的散热装置的第二散热片的立体结构示意图。
图6为图1中的散热装置的热管的立体结构示意图。
图7为本公开提供的板卡的第一散热片的另一实施方式的立体结构图。
图8为本公开提供的板卡的第一散热片的又一实施方式的立体结构图。
附图标记说明：
1PCB；
2 芯片；
3 螺钉；
9散热装置、90散热片组、910第二散热片、911第二散热片本体、912第二散热片内折边、913第二散热片外折边、920第一散热片、921第一散热片本体、9211第一本体部分、9212第二本体部分、922第一散热片内折边、923第一散热片外折边、95金属散热板、960热管组、96热管、961主管壁、962端管壁；
T厚度方向、L排布方向。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本发明，而不用于穷举本发明的所有可行的方式，也不用于限制本发明的范围。
本公开提供一种散热装置和具有该散热装置的板卡。该散热装置用于安装在板卡中从而将板卡上的发热器件(比如芯片)产生的热量散发出去。
该散热装置能够实现在预定方向上使热管自定位从而省去专用的定位工装，简化焊接程序，而且还增大了散热片与热管的接触面积从而提高了散热效率。
下面，详细阐述本公开的技术方案。
如图1至图3所示，散热装置9可以包括依次接触的散热片组90、热管组960和金属散热板95。热管组960可以包括并列排布的多个热管96，散热片组90可以包括并列排布的多个散热片，多个热管96的排布方向L(第二方向)与多个散热片的排布方向L相同。热管96可以沿直线延伸，散热片整体可以在平面内延伸，热管96的延伸方向可以与散热片整体所在的平面平行。
需要强调，在其他的实施方式中，散热装置9可以不包括金属散热板95。
在热管96的延伸方向上，热管96和散热片可以具有一致的长度，热管96从延伸方向的一端到另一端的传热效率很高，这有助于快速地将热量从散热片的一端扩展到另一端。
本文中，热管96可以为拍扁热管，热管96的拍扁方向为热管96的厚度方向T(第一方向)。散热片组90、热管组960和金属散热板95可以沿热管96的厚度方向T排布，从而热量可以在热管96的厚度方向T上从金属散热板95传递到热管组960，进而传递到散热片组90。
应当理解，“热管组960的一侧”和“热管96的一侧”是热管96在厚度方向T上的一侧，“热管组960的另一侧”和“热管96的另一侧”是热管96在厚度方向T上的另一侧。
如图1所示，散热片组90位于热管组960的一侧，金属散热板95位于热管组960的另一侧。金属散热板95位于芯片2的一侧，PCB 1位于芯片2的另一侧。芯片2、金属散热板95、热管组960和散热片组90依次接触。
将热管96仅仅设置在散热片组90在厚度方向T上的单侧，这样的方案减小了热管组960的安装空间，该散热装置的在厚度方向T上的尺寸较小，有利于产品的小型化。
如图1和图6所示，热管96的横截面形状为长圆形，热管96的厚度方向T为横截面的短轴所在的方向，多个热管96的排布方向L为横截面的长轴所在的方向。
热管96由于是拍扁热管，从而可以包括主管壁961和侧管壁962。主管壁961是热管96一侧和另一侧的管壁，侧管壁962过渡连接两个主管壁(即，上管壁和下管壁)961。一个热管96具有两个主管壁961和两个侧管壁962，主管壁961和侧管壁962均沿热管96的长度方向延伸。
主管壁961可以是平面状，侧管壁962可以是弧形。比如，热管96可以通过从圆筒形热管的轴线的两侧相向地挤压或者拍扁而成，从而，热管96在垂直于轴线的相对的两个侧部形成平面状的主管壁961。
热管96的另一侧的主管壁961与金属散热板95面接触，热管96与金属散热板95的接触面积较大，金属散热板95的热量可以迅速地传递到热管96。
如图1至图3所示，多个第二散热片910和多个第一散热片920连接成整体从而形成散热片组90。
如图4所示，第一散热片920可以包括第一散热片本体921、第一散热片内折边922和第一散热片外折边923。第一散热片本体921在垂直于多个散热片的排布方向L的平面(与厚度方向T平行)内延伸。第一散热片内折边922和第一散热片外折边923分别位于第一散热片920在热管96的厚度方向T上的两端。更具体地，第一散热片内折边922和第一散热片外折边923可以垂直于第一散热片本体921延伸。第一散热片本体921包括第一本体部分9211和第二本体部分9212，第二本体部分9212在热管96的厚度方向T上从第一本体部分9211向热管96延伸。
如图5所示，第二散热片910可以具有第二散热片本体911、第二散热片内折边912和第二散热片外折边913。
第二散热片本体911在垂直于多个散热片的排布方向L的平面(与厚度方向T平行)内延伸，第二散热片内折边912和第二散热片外折边913分别从第二散热片本体911在厚度方向T上的相对的两个边缘弯折。更具体地，第二散热片内折边912和第二散热片外折边913可以垂直于第二散热片本体911延伸。
多个第二散热片910可以与热管96在厚度方向T上的侧部接触，从而接收热管96的热量。具体地，第二散热片内折边912可以整体地与热管96在厚度方向T上的侧部接触，也可以局部地与该侧部接触。
在该实施方式中，多个第二散热片910的第二散热片内折边912与热管96面接触，应当理解，在其他实施方式中，可以仅有一个第二散热片910的第二散热片内折边912与热管96面接触。
可以在散热片组90和热管组960之间，以及热管组960和金属散热板95之间涂有锡膏，并且可以采用回流焊的工艺焊接固定散热片组90、热管组960和金属散热板85。
熔融的锡膏能够填充到相邻的两个热管96的侧管壁962之间的间隙。对于第一散热片920和热管96的连接来说，锡膏可以同时与第二本体部分9212和侧管壁962接触。
如图2和图3所示，多个第二散热片910和一个第一散热片920交替排布并连接成散热片组90，在两个散热片之间的第一散热片920的第一散热片内折边922和第一散热片外折边923可以与相邻的散热片接触，比如与相邻的第二散热片910的第二散热片本体911，或者相邻的第一散热片920的第一散热片本体921接触。
第一散热片内折边922可以与热管96在厚度方向T上的侧部接触，从而接收热管96的热量。
第一散热片内折边922可以和第二散热片内折边912接连而形成平面，第一散热片内折边922和第二散热片内折边912均与热管96的一侧的主管壁961面接触。
这样，散热片能够良好地与热管96在厚度方向T上的侧部以面接触的方式接触，热管96与散热片的接触面积较大，热管96吸收的热量可以快速地传递给散热片。
如图1和图4所示，在热管96的厚度方向T上，第一散热片920的第一本体部分9211位于第二散热片910的跨度内，第一散热片920的第二本体部分9212位于热管96的跨度内。
应当理解，部件在一个方向上的跨度是指，该部件在该一个方向上跨越的空间。
散热装置9可以具有一些第一散热片920，这些第一散热片920中的每一个可以位于相邻的两个第二散热片910之间，第一本体部分9211位于相邻的两个第二散热片本体911之间，第二本体部分9212位于相邻的两个热管96之间。
这些第一散热片920的第二本体部分9212以两个相对的主表面与相邻的热管96的侧管壁962接触。这样，热管96不仅在厚度方向T上向散热片传递热量，还通过第二本体部分9212在排布方向L上向散热片传递热量，增大了散热装置9的热传递的接触面积。此外，散热装置9通过第一散热片920的第二本体部分9212在排布方向L上使热管96自定位，从而省去定位工装，简化焊接前的安装过程。
应当理解，片状体的主表面是指垂直于厚度方向的表面。
在其他的实施方式中，可以根据热管96的数目、尺寸和间距等参数调整第一散热片920和第二散热片910的数目和位置关系。
比如，可以灵活地设置第二散热片910和第一散热片920的数目，比如，一个第二散热片910和一个第一散热片920交替排布，或者一个第二散热片910和多个第一散热片920交替排布，或者多个第二散热片910和多个第一散热片920交替排布，再或者只设置第一散热片920而没有第二散热片910。
散热装置9还可以具有这样的一些第一散热片920：这些第一散热片920与热管组960的一端和/或另一端的热管96的侧管壁962接触，第二本体部分9212仅以一个主表面与位于热管组960的一端和/或另一端的热管96的侧管壁962接触。
这样的第一散热片920可以为两个，从而分别与热管组960的两端的两个热管96接触。
这样的第一散热片920可以为散热片组90在排布方向L上的最外端的散热片，即在这些第一散热片920在排布方向L上的外侧，散热片组90不具有其他散热片。换句话说，热管组960和散热片组90在排布方向L上具有大致相同的长度。
这样，在排布方向L上，在每两个第一散热片920的第二本体部分9212之间形成热管96的安装空间，热管96能够安装在该安装空间并实现自定位。此外，这还可以避免散热片和热管96的浪费。
一个第一散热片920可以具有两个第二本体部分9212，两个第二本体部分9212可以在热管96的长度方向上位于第一散热片本体921的两端。第一散热片内折边922可以形成于第一散热片920在热管96的长度方向上的局部，比如，第一散热片内折边922可以在热管96的长度方向上位于两个第二本体部分9212之间。
具体地，在本实施方式中，第一散热片内折边922可以从一个第二本体部分9212延伸至另一个第二本体部分9212，并且与热管96的一侧的主管壁961面接触。或者，如图7所示，在其他的实施方式中，第一散热片内折边922还可以在两个第二本体部分9212之间的局部延伸。
在其他实施方式中，一个第一散热片920可以具有三个或三个以上的第二本体部分9212，并且第一散热片内折边922可以在每两个第二本体部分9212之间形成；或者，一个第一散热片920可以具有一个第二本体部分9212。
多个散热片可以通过多种方式安装成散热片组90。比如，如现有技术中常见的扣合方式(在散热片上设置扣合部)、焊接等方式。
去除扣合部的第二散热片910的各个横截面的形状相同，例如可以为“U”字形或“L”字形。
在本公开提供的散热装置9中，芯片2的热量传递至金属散热板95，金属散热板95的导热率高从而快速地将热量传递到热管96，热管96从金属散热板95接收热量之后将热量快速地分布开并传递给散热片组90，散热片组90具有较大的散热面积从而快速地将热量散发到空气中。
金属散热板95除了可以起到扩展热量的作用，还具有支撑热管96和散热片以及保证散热装置9与芯片2接触面的平整度的作用。
第一散热片920能够在排布方向L上与热管96接触从而定位热管，因而在组装散热装置9时，只需要将热管96抵靠第一散热片920的第二本体部分9212放置即可，从而节省了定位工装，大大提高了装配效率。
对于在两个热管96之间的位置安装的散热片来说，该散热片可以通过沿热管96的厚度方向T延伸的一部分本体与热管96接触，从而减少了散热装置9中不与热管96接触的散热片的数量，或者避免了散热片不与热管96接触的情况。这也减少或避免了热管96两侧的无效散热问题，增加了热管96与散热片的接触面积，提高了散热装置9的热传递效率。
第一散热片920的第一散热片内折边922和第二本体部分9212均与热管96接触，即热管96的主管壁961和侧管壁962均与散热片接触，散热装置的散热效率更高。
在上述实施方式中，散热片组90的各散热片分体设置，从而能方便地增减散热片从而形成不同尺寸的散热片组90，适配于不同散热要求的板卡。
应当理解，在散热片组90中，除在排布方向L上与热管96接触的第一散热片920的一部分本体(第二本体部分9212)以外，其他的各散热片的各部分均位于热管组960在厚度方向T上的一侧，从而散热片组90与热管组960整体在厚度方向T上接触。
应当理解，本文中以厚度方向T作为第一方向的举例，以排布方向L作为第二方向的举例，但是，在符合本公开的构思的前提下，第一方向和第二方向可以具有其他情形。
如图1所示，在本公开提供的板卡中，可以具有上述的散热装置9。上述散热装置9可以通过比如螺接的方式固定安装到PCB 1，例如将螺钉3连接在PCB 1和金属散热板95之间，从而保证散热装置与PCB 1的紧密接触。
本公开提供的板卡可以为AI加速卡、声卡、显卡、图形卡等。
应当理解，上述实施方式仅是示例性的，不用于限制本发明。本领域技术人员可以在本发明的教导下对上述实施方式做出各种变型和改变，而不脱离本发明的范围。
(1)、金属散热板95可以为例如铝板或铜板。
(2)、热管96拍扁后而具有长圆形的横截面，本文所称“长圆形”包括标准的长圆形和类似于标准长圆形的形状，只要热管96在垂直于长度方向的相对的两个侧部形成平面状的主管壁961即可。
(3)、应当理解，本文中“多个”指至少两个，即包括两个和多于两个。
(4)、在其他实施方式中，热管还可以仅仅具有一个，或者可以为U形的热管。
(5)、在其他实施方式中，散热片组90还可以为一体件，比如具有基板和垂直于基板延伸的多个散热片，多个散热片与基板一体形成，多个散热片通过基板而接触。
(6)、在其他实施方式中，也可通过转接件间接实现散热装置9和PCB1的连接，将转接件焊接或以其他方式固定在散热装置9上，然后通过例如螺钉3连接转接件与PCB 1。
(7)、在其他实施方式中，第一散热片920可以不具有第一散热片内折边922，第二本体部分9212从第一本体部分9211全部延伸；或者，如图8所示，第一散热片内折边922形成于第一散热片920在热管96的长度方向上的全部。
(8)、在其他实施方式中，各散热片还可以不具有外折边。
(9)、本文中的接触可以是直接接触也可以是间接接触，间接接触包括通过设置导热材料，例如导热硅脂、导热凝胶等而接触。
(10)、应当理解，第一散热片内折边922从第一散热片本体921成角度地伸出。第一散热片内折边922可以与第一散热片本体921垂直或者不垂直；第一散热片内折边922可以与第一散热片本体921一体形成，也可以与第一散热片本体921分体形成。

Claims (12)

1.一种散热装置，其特征在于，其包括：
散热片组(90)，所述散热片组(90)包括多个散热片，所述多个散热片形成为整体；
热管组(960)，所述热管组(960)包括多个热管(96)；
所述散热片组(90)的一部分位于所述热管组(960)在第一方向上的一侧，所述散热片组(90)与所述热管组(960)在所述第一方向上接触，所述散热片包括第一散热片(920)和第二散热片(910)，所述第一散热片(920)与所述热管(96)在第二方向上接触从而在所述第二方向上定位所述热管(96)，所述第二散热片(910)与所述第一散热片(920)形成为整体，所述第二散热片(910)在所述第一方向上的一侧与所述热管(96)接触，
所述多个热管(96)在所述第二方向上并列排布，且所述多个散热片在所述第二方向上并列排布，
所述第一方向为所述热管(96)的厚度方向，所述第二方向与所述第一方向垂直。
2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述第一散热片(920)包括第一散热片本体(921)和第一散热片内折边(922)，所述第一散热片本体(921)在所述第二方向上与所述热管(96)接触，所述第一散热片内折边(922)从所述第一散热片本体(921)成角度地伸出，所述第一散热片内折边(922)在所述热管(96)在所述第一方向上的一侧与所述热管(96)接触。
3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述第一散热片内折边(922)形成于所述第一散热片(920)在所述热管(96)的长度方向上的局部。
4.根据权利要求2或3所述的散热装置，其特征在于，所述第一散热片内折边(922)与所述散热片组(90)中相邻的所述散热片接触。
5.根据权利要求2或3所述的散热装置，其特征在于，所述第一散热片(920)还包括第一散热片外折边(923)，所述第一散热片外折边(923)与所述第一散热片内折边(922)位于所述第一散热片本体(921)在所述第一方向上的两端。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的散热装置，其特征在于，所述第二散热片(910)包括第二散热片本体(911)和第二散热片内折边(912)，所述第二散热片内折边(912)从所述第二散热片本体(911)折弯，所述第二散热片内折边(912)在所述第一方向上与所述热管(96)接触。
7.根据权利要求6所述的散热装置，其特征在于，所述第二散热片内折边(912)与所述散热片组(90)中相邻的所述散热片接触。
8.根据权利要求6所述的散热装置，其特征在于，所述第二散热片(910)还包括第二散热片外折边(913)，所述第二散热片外折边(913)与所述第二散热片内折边(912)位于所述第二散热片本体(911)在所述第一方向上的两端。
9.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的散热装置，其特征在于，所述热管(96)为拍扁热管(96)，所述拍扁热管(96)的拍扁方向为所述第一方向。
10.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置还包括金属散热板(95)，所述金属散热板(95)位于所述热管组(960)在所述第一方向上的另一侧，并且所述金属散热板(95)与所述热管(96)接触。
11.根据权利要求10所述的散热装置，其特征在于，所述散热片、所述热管组(960)和所述金属散热板(95)通过回流焊的方式焊接成整体。
12.一种板卡，其特征在于，包括根据权利要求1至11中任一项所述的散热装置。
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