CN112740841A - 冷却数据中心中的电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开描述了例如用于数据中心中的机架安装的电子设备(例如，服务器、处理器、存储器、联网设备等)的冷却系统。在各种公开的实施方式中，冷却系统可以是或包括液体冷却板组件，该液体冷却板组件是服务器托盘封装的一部分或与服务器托盘封装集成在一起。在一些实施方式中，液体冷却板组件包括基部和顶部，该基部和顶部组合形成冷却液流路以及一个或多个发热设备与冷却液之间的热界面，冷却液通过该冷却液流路循环。

Description

冷却数据中心中的电子设备
技术领域
本文档涉及用于使用冷却板向电子设备(诸如计算机数据中心中的计算机服务器机架和相关设备)提供冷却的系统和方法。
背景技术
计算机用户经常关注计算机微处理器的速度(例如，兆赫和千兆赫)。许多计算机用户忘记了这种速度经常带来更高的功耗。这种功耗也产生热量。这是因为，通过简单的物理学定律，所有的功率必须去往某处，并且在某处最终转化为热量。安装在单个主板上的一对微处理器可以汲取数百瓦或更多的功率。将该数字乘以几千(或几万)以计算大型数据中心中的许多计算机，人们可以容易地理解可能产生的热量。当结合支持临界负载所需的所有辅助设备时，由数据中心中的临界负载消耗的功率的影响经常加重。
许多技术可以用于冷却位于服务器或网络机架托盘上的电子设备(例如，处理器、存储器、联网设备和其它发热设备)。例如，可以通过在设备上提供冷却气流来产生强制对流。位于设备附近的风扇、位于计算机服务器房中的风扇和/或位于与电子设备周围的空气流体连通的管道系统中的风扇，可以迫使冷却气流越过包含设备的托盘。在一些情况下，服务器托盘上的一个或多个部件或设备可以位于托盘的难以冷却的区域中；例如，强制对流不是特别有效或不可用的区域。
不充分和/或不足冷却的后果可能是托盘上的一个或多个电子设备由于该设备的温度超过最大额定温度而出现故障。虽然某些冗余可以内置到计算机数据中心、服务器机架甚至单独托盘中，但是由于过热而导致的设备的故障在速度、效率和费用方面可能带来很大的成本。
发明内容
本公开描述了例如用于数据中心中的机架安装的电子设备(例如，服务器、处理器、存储器、联网设备等)的冷却系统。在各种公开的实施方式中，冷却系统可以是或包括液体冷却板组件，该液体冷却板组件是服务器托盘封装的一部分或与服务器托盘封装集成在一起。在一些实施方式中，液体冷却板组件包括基部和顶部，该基部和顶部组合形成冷却液流路以及一个或多个发热设备与冷却液之间的热界面，冷却液通过该冷却液流路循环。
在示例实施方式中，一种服务器托盘封装包括：主板组件，所述主板组件包括多个数据中心电子设备，所述多个数据中心电子设备包括至少一个发热处理器设备；液体冷却板组件，所述液体冷却板组件包括：基部，所述基部安装到所述主板组件，所述基部和主板组件限定至少部分地包围所述多个数据中心电子设备的容积，以及顶部，所述顶部安装到所述基部并且包括传热构件，所述传热构件包括入口端和出口端，所述入口端和所述出口端与被限定通过所述传热构件的冷却液流路流体连通；以及蒸汽室，所述蒸汽室位于所述基部与所述顶部之间，所述蒸汽室包括壳体，所述壳体包围与所述主板组件和所述液体冷却板组件热接触的传热流体。
可与示例实施方式组合的一方面进一步包括第一热界面材料，所述第一热界面材料位于所述顶部的底表面与所述蒸气室之间。
可与先前方面中的任一个组合的另一方面进一步包括第二热界面材料，所述第二热界面材料位于所述基部的顶表面与所述多个数据中心电子设备的至少一部分之间。
可与先前方面中的任一个组合的另一方面进一步包括第三热界面材料，所述第三热界面材料位于所述基部的所述顶表面与所述蒸汽室之间。
在可与先前方面中的任一个组合的另一方面，所述液体冷却板组件进一步包括包围在所述冷却液流路内的多个传热表面。
在可与先前方面中的任一个组合的另一方面，所述蒸汽室包括所述壳体内的多个流体独立的室，每个所述流体独立的室包围所述传热流体的至少一部分。
在可与先前方面中的任一个组合的另一方面，所述传热流体的所述部分在成分或量中的至少一个中变化。
在可与先前方面中的任一个组合的另一方面，至少一个所述流体独立的室包括第一容积，并且至少另一所述流体独立的室包括大于所述第一容积的第二容积。
在可与先前方面中的任一个组合的另一方面，所述第二容积在所述发热处理器设备上方垂直对准定位。
在可与先前方面中的任一个组合的另一方面，所述蒸汽室一体地形成为所述液体冷却板组件的所述顶部的基底，并且所述蒸汽室位于所述基部的盖的顶端并且通过热界面材料与所述盖传导传热接触。
在可与先前方面中的任一个组合的另一方面，所述蒸汽室一体地形成为所述液体冷却板组件的所述基部的盖，并且所述蒸汽室支撑所述顶部的基底并且通过热界面材料与所述基底传导传热接触。
在另一示例实施方式中，一种用于冷却数据中心中的发热设备的方法包括：使冷却液流循环到服务器托盘封装，所述服务器托盘封装包括：主板组件，所述主板组件包括多个数据中心电子设备，所述多个数据中心电子设备包括至少一个发热处理器设备，液体冷却板组件，所述液体冷却板组件包括基部和顶部，所述基部安装到所述主板组件，所述基部和主板组件限定至少部分地包围所述多个数据中心电子设备的容积，所述顶部安装到所述基部，以及蒸汽室，所述蒸汽室位于所述基部与所述顶部之间；使冷却液流循环进入所述传热部件的入口端；将来自所述多个数据中心电子设备的热量接收到包围在所述蒸汽室的壳体内的传热流体中，以蒸发所述传热流体的至少一部分；使来自所述入口端的所述冷却液流循环通过被限定通过所述传热构件的冷却液流路，以将热量从所述传热流体的蒸发的所述部分传递到所述冷却液中；以及使受热的所述冷却液流从所述冷却液流路循环到所述传热构件的出口端。
可与示例实施方式组合的一方面进一步包括，通过位于所述多个数据中心电子设备与所述基部的顶表面之间的第一热界面材料从所述多个数据中心电子设备传递热量。
可与先前方面中的任一个组合的另一方面进一步包括，通过位于所述基部与所述蒸汽室之间的第二热界面材料从所述基部的所述顶表面传递热量。
可与先前方面中的任一个组合的另一方面进一步包括，通过位于所述液体冷却板组件的所述顶部的底表面与所述蒸汽室之间的第三热界面材料从所述蒸汽室传递热量。
在可与先前方面中的任一个组合的另一方面，使所述冷却液流循环通过被限定通过所述传热构件的所述冷却液流路包括，使所述冷却液循环通过多个流动通道，所述多个流动通道由包围在所述冷却液流路内的多个传热表面限定。
在可与先前方面中的任一个组合的另一方面，将来自所述多个数据中心电子设备的热量接收到包围在所述蒸汽室的所述壳体内的所述传热流体中，以蒸发所述传热流体的至少所述部分包括，将来自所述多个数据中心电子设备的热量接收到包围在所述蒸汽室的所述壳体内的相应的流体独立的室内的所述传热流体的多个部分中。
在可与先前方面中的任一个组合的另一方面，所述传热流体的所述部分在成分或量中的至少一个中变化。
在可与先前方面中的任一个组合的另一方面，至少一个所述流体独立的室包括第一容积。
在可与先前方面中的任一个组合的另一方面，至少另一所述流体独立的室包括大于所述第一容积的第二容积。
可与先前方面中的任一个组合的另一方面进一步包括，将来自所述发热处理器设备的热量接收到包围在所述另一所述流体独立的室中的所述第二容积内的所述传热流体的所述部分中。
可与先前方面中的任一个组合的另一方面进一步包括，将来自一个或多个存储器设备的热量接收到包围在所述至少一个所述流体独立的室中的所述第一容积内的所述传热流体的所述部分中。
在可与先前方面中的任一个组合的另一方面，所述蒸汽室一体地形成为所述液体冷却板组件的所述顶部的基底，并且所述蒸汽室位于所述基部的盖的顶端并且通过热界面材料与所述盖传导传热接触。
在可与先前方面中的任一个组合的另一方面，所述蒸汽室一体地形成为所述液体冷却板组件的所述基部的盖，并且所述蒸汽室支撑所述顶部的基底并且通过热界面材料与所述基底传导传热接触。
在另一示例实施方式中，一种用于形成服务器托盘封装的方法包括：将多个数据中心电子设备安装到主板组件，所述多个数据中心电子设备包括至少一个发热处理器设备；将液体冷却板组件基底安装到所述主板组件，以至少部分地限定包围所述多个数据中心电子设备的容积；将蒸汽室安装到所述液体冷却板组件基底，所述蒸汽室包括限定至少一个流体隔离室的壳体，所述至少一个流体隔离室包围相变流体的至少一部分；以及将液体冷却板组件顶帽安装到所述蒸汽室，所述液体冷却板组件顶帽包括传热构件，所述传热构件包括入口端和出口端，所述入口端和所述出口端与被限定通过所述传热构件的冷却液流路流体连通。
可与示例实施方式组合的一方面进一步包括，将所述多个数据中心电子设备安装到所述主板组件的中介层。
可与先前方面中的任一个组合的另一方面进一步包括，将所述中介层安装到所述主板组件的基板。
可与先前方面中的任一个组合的另一方面进一步包括，将所述基板安装到所述主板组件的主板。
可与先前方面中的任一个组合的另一方面进一步包括，将第一热界面材料定位在所述液体冷却板组件基底的盖与所述蒸汽室之间。
可与先前方面中的任一个组合的另一方面进一步包括，将第二热界面材料定位在所述盖与所述多个数据中心电子设备之间。
可与先前方面中的任一个组合的另一方面进一步包括，将第三热界面材料定位在所述蒸汽室与所述液体冷却板组件顶帽的基底之间。
在可与先前方面中的任一个组合的另一方面，所述蒸汽室包括所述液体冷却板组件顶帽的基底。
在可与先前方面中的任一个组合的另一方面，所述蒸汽室包括所述液体冷却板组件基底的盖。
在可与先前方面中的任一个组合的另一方面，所述蒸汽室的所述壳体的底表面的面积不同于所述液体冷却板组件基底的面积，所述蒸汽室安装在所述液体冷却板组件基底上。
根据本公开的数据中心冷却系统的各种实施方式可以包括以下特征中的一个、一些或全部。例如，根据本公开的服务器托盘封装可以提供对数据中心中的高发热电子设备的直接液体冷却。作为另一示例，根据本公开的服务器托盘封装可以提供多个功能，包括冷却、机械刚度和液体冷却剂密封。作为另一示例，根据本公开的服务器托盘封装可以提供定制的冷却液流路和流动几何形状，以冷却安装在单个基板上的高发热电子设备和低发热电子设备。作为又一示例，根据本公开的服务器托盘封装可以允许冷却安装在基板上的具有不同高度(和不同用电量)的发热设备。作为进一步的示例，根据本公开的服务器托盘封装可以允许热点扩散与经由冷却板的高性能液体冷却相组合。作为又一示例，根据本公开的服务器托盘封装可以包括一个或多个蒸气室，该一个或多个蒸气室可以基于温度和功率需求被调节以冷却单独的热源。作为另一示例，根据本公开的服务器托盘封装可以允许通过与液体冷却的冷却板直接传导接触来冷却更高功率的计算部件(例如，处理器)以获得更好的性能。作为进一步的示例，根据本公开的服务器托盘封装可以包括具有孔的部分盖，以允许集成具有较少潜在翘曲的液体冷却的冷却板，但是具有对服务器封装电子设备的保护。作为又一示例，根据本公开的服务器托盘封装可以包括部分盖，该部分盖为液体冷却的冷却板提供座表面并且防止该板倾斜。作为另一示例，根据本公开的服务器托盘封装可以通过发热设备(诸如处理器)之间的传导接触来提供更直接的热传递，同时仍然为生成较少热量的设备(诸如存储器模块)提供冷却。
在下面的附图和说明书中阐述了一个或多个实施例的细节。根据说明书和附图，以及根据权利要求书，其他特征、对象和优势将是显而易见的。
附图说明
图1示出了在数据中心环境中使用的服务器机架和被配置为安装在机架内的服务器机架子组件的前视图。
图2示出了包括液体冷却板组件的服务器托盘封装的示例实施方式的示意性横截面侧视图。
图3A示出了包括液体冷却板组件和蒸汽室的服务器托盘封装的另一示例实施方式的示意性横截面侧视图。
图3B示出了可以用在服务器托盘封装中的液体冷却板组件中的蒸汽室的示例实施方式的示意性横截面侧视图。
图3C和3D示出了可以用在服务器托盘封装中的液体冷却板组件中的蒸汽室的另一示例实施方式的示意性侧视图和俯视图。
图4A示出了包括液体冷却板组件和蒸汽室的服务器托盘封装的另一示例实施方式的示意性横截面侧视图。
图4B和4C示出了可以用在服务器托盘封装中的液体冷却板组件中的蒸汽室的另一示例实施方式的示意性侧视图和俯视图。
图5示出了包括液体冷却板组件和蒸汽室的服务器托盘封装的另一示例实施方式的示意性横截面侧视图。
图6示出了包括液体冷却板组件和蒸汽室的服务器托盘封装的另一示例实施方式的示意性横截面侧视图。
图7示出了包括设置在部分盖上的液体冷却板组件的服务器托盘封装的示例实施方式的一部分的示意性横截面侧视图。
图8示出了包括设置在部分盖上的液体冷却板组件的服务器托盘封装的示例实施方式的一部分的示意性横截面侧视图。
图9示出了包括设置在部分盖上的液体冷却板组件的服务器托盘封装的另一示例实施方式的一部分的示意性横截面侧视图。
图10示出了包括设置在部分盖上的液体冷却板组件的服务器托盘封装的另一示例实施方式的一部分的示意性横截面侧视图。
图11示出了包括设置在部分盖上的液体冷却板组件的服务器托盘封装的另一示例实施方式的一部分的示意性横截面侧视图。
具体实施方式
在一些示例实施方式中，公开了例如用于数据中心中的机架安装的电子设备(例如，服务器、处理器、存储器、联网设备等)的冷却系统。在各种公开的实施方式中，冷却系统可以是或包括液体冷却板组件，该液体冷却板组件是服务器托盘封装的一部分或与服务器托盘封装集成在一起。在一些实施方式中，液体冷却板组件包括基部和顶部，该基部和顶部组合形成冷却液流路以及一个或多个发热设备与冷却液之间的热界面，冷却液通过该冷却液流路循环。
图1示出了示例系统100，该示例系统100包括服务器机架105(例如，13英寸或19英寸的服务器机架)以及安装在机架105内的多个服务器机架子组件110。虽然示出了单个服务器机架105，但是服务器机架105可以是系统100内的数个服务器机架中的一个服务器机架，该系统100可以包括服务器群或包含各种机架安装的计算机系统的协同定位设施。此外，虽然多个服务器机架子组件110被示为安装在机架105内，但是也可以只有单个服务器机架子组件。通常，服务器机架105限定服务器机架105内以有序和重复的方式布置的多个插槽107，并且每个插槽107是机架中的空间，对应的服务器机架子组件110可以放置到该空间中并且从该空间移除。例如，服务器机架子组件可以支撑在从机架105的相对侧突出的轨道112上，并且该轨道112可以限定插槽107的位置。
插槽107和服务器机架子组件110可以以示出的水平布置(相对于重力)定向。替代地，插槽107和服务器机架子组件110可以垂直地(相对于重力)定向。在插槽水平地定向的情况下，它们可以在机架105中垂直地堆叠，并且在插槽垂直地定向的情况下，它们可以在机架105中水平地堆叠。
服务器机架105作为例如较大数据中心的一部分，可以提供数据处理和存储容量。在操作中，数据中心可以连接到网络，并且可以接收和响应来自网络的各种请求，以检索、处理和/或存储数据。例如，在操作中，服务器机架105通常便于通过网络与由用户的网页浏览器应用生成的用户界面进行信息通信，该用户请求由数据中心中的计算机上运行的应用提供的服务。例如，服务器机架105可以向正在使用网页浏览器的用户提供或帮助提供访问因特网或万维网上的网站。
服务器机架子组件110可以是可以安装在服务器机架中的各种结构中的一个结构。例如，在一些实施方式中，服务器机架子组件110可以是可滑动地插入到服务器机架105中的“托盘”或托盘组件。术语“托盘”不限于任何特定的布置，而是应用于主板或附属于主板用于将主板支撑在机架结构中的适当位置的其它相对平坦的结构。在一些实施方式中，服务器机架子组件110可以是服务器托盘封装、服务器机箱或服务器容器(例如，服务器盒)。在一些实施方式中，服务器机架子组件110可以是硬盘驱动器笼子。
图2示出了包括液体冷却板组件201的服务器托盘封装200的示例实施方式的示意性横截面侧视图。在一些实施方式中，服务器托盘封装200可以用作图1中示出的一个或多个服务器机架子组件110。参考图2，服务器托盘封装200包括印刷电路板202(例如，主板202)，该印刷电路板202支持一个或多个数据中心电子设备；在该示例中，两个或更多个存储器模块214以及一个或多个处理设备216(例如，一个或多个专用集成电路(ASIC))。在一些方面，主板202可以安装在框架(未示出)上，该框架可以包括或者简单地是平坦结构，该平坦结构可以由技术人员抓住，用于将主板202移动到位并且将其保持在机架105内的适当位置。例如，服务器托盘封装200可以水平地安装在服务器机架105中，诸如通过将框架滑入到插槽107中，并且在服务器托盘封装200的相对侧上的机架105中的一对导轨上方——非常像将午餐托盘滑入到自助餐厅机架中。框架可以在主板202下方延伸，或者可以具有其它形式(例如，通过将其实施为围绕主板202的外围框架)，或者可以被去除，使得主板本身位于机架105中，例如，与机架105可滑动地接合。框架可以是平板或者包括从平板的边缘向上突出的一个或多个侧壁，并且平板可以是封闭顶部或敞开顶部的盒子或笼子的底板。
在一些示例中，一个主板202安装在框架上；替代地，根据特定应用的需要，多个主板202可以安装在框架上。在一些实施方式中，一个或多个风扇(未示出)可以放置在主板202或框架上，使得当服务器托盘封装200安装在机架105中时，空气在服务器托盘封装200的更靠近机架105的前面的前边缘处进入，流过主板202，流过主板202上的一些数据中心电子部件，并且当服务器托盘封装200安装在机架105中时，在更靠近机架105的后面的后边缘处从服务器托盘封装200排出。一个或多个风扇可以通过支架固定到主板202或框架。
如示出的，基板204和中介层212(例如，硅中介层)位于数据中心电子设备214和216与主板202之间。例如，基板204提供一个或多个数据中心电子设备(例如，处理设备216)与主板202之间的接口，诸如通过提供电气和通信接口的引脚。在该示例中，基板204还可以为液体冷却板组件201的一个或多个部件提供安装位置。例如，中介层212在数据中心电子设备之间(诸如在存储器模块214与处理设备216之间)提供高带宽连接。
如图2中示出的，液体冷却板组件201包括顶部222(也被称为顶帽222)和基部206。基部206包括限定基部206的顶表面的盖208和将盖208耦合到基板204的侧面210。盖208和侧面210组合限定或包围容积203，在该容积203中，中介层212以及数据中心电子设备214和216(安装在其上)位于服务器托盘封装200中。如该示例中示出的，热界面材料218(例如，相变材料或其它导热材料)接触地位于盖208的底侧与数据中心电子设备214和216之间，以在这些部件之间提供传导传热界面。
在该示例实施方式中，顶帽222通过另一热界面材料220(例如，相变材料或其它导热材料)安装到盖208的顶表面，该另一热界面材料220在顶帽222的底部228与基部206的盖208之间提供传导传热界面。如示出的，顶帽222包括通过侧面226连接到底部228的帽224。盖224、侧面226和底部228组合限定容积234，冷却液流可以通过该容积234循环。
如该示例中示出的，盖224包括冷却液入口230，冷却液源240可以通过该冷却液入口230进入。盖224还包括冷却液出口232，冷却液回流242可以通过该冷却液出口232离开。容积234限定或包括在入口230与出口232之间的冷却液流路。如该示例中示出的，一个或多个传热表面236(例如，鳍、波动、脊或增加传热面积的其它延伸表面)位于容积234中。传热表面236限定通道238，例如，冷却液可以通过该通道238循环，以增加从数据中心电子设备214和216传递到冷却液的热量(例如，相对于在不包括传热表面236的服务器托盘封装200的实施方式中传递的量)。服务器托盘封装200的替代实施方式可以包括多个入口230、多个出口232，或者可以不包括传热表面236。
在服务器托盘封装200冷却数据中心电子设备214和216的示例操作中，服务器托盘封装200可以部署在例如数据中心中的数据中心服务器机架105中。在服务器托盘封装200的操作期间，处理设备216和存储器模块214生成可能需要从服务器托盘封装200散发或移除的热量(例如，用于服务器托盘封装200的适当操作)。由处理设备216和存储器模块214生成的热量通过热界面材料218传递到液体冷却板组件201的基部206的盖208。传递的热量进一步通过热界面材料220从盖208传递到顶帽222的底部228。在一些示例中，液体冷却板组件201的一个或多个部件可以由导热材料形成或制成，诸如铜、铝、铜和铝的组合或者其它导热材料。
传递到顶帽222的底部228的热量然后传递到冷却液源240，该冷却液源240通过入口230循环并且进入顶帽222的容积234中。在一些示例中，冷却液可以是冷却水或乙二醇，诸如来自与服务器托盘封装200流体耦合的一个或多个冷却器。在替代示例中，冷却液可以是冷凝器水或其它蒸发冷却的液体(例如，没有机械制冷)。在其它示例中，冷却液可以是介电单相或两相流体。在任何情况下，冷却液源240可以处于适当的温度和流速，以从数据中心电子设备214和216移除期望的热量。
在一些示例中，热量直接从底部228传递到冷却液源240。热量也可以通过一个或多个传热表面236从底部228传递，然后传递到流经通道238的冷却液源240。受热的冷却液源240循环到出口232并且作为冷却液回流242离开顶帽222(例如，该冷却液回流242的温度高于冷却液源240的温度)。冷却液回流242循环回到例如冷却液源，以从回流242排出热量(例如，在冷却器、冷却塔或其它热交换器中)。
图3A示出了包括液体冷却板组件301和蒸汽室350的服务器托盘封装300的另一示例实施方式的示意性横截面侧视图。在一些实施方式中，服务器托盘封装300可以用作图1中示出的一个或多个服务器机架子组件110。参考图3A，服务器托盘封装300包括印刷电路板302(例如，主板302)，该印刷电路板302支持一个或多个数据中心电子设备；在该示例中，两个或更多个存储器模块314以及一个或多个处理设备316(例如，一个或多个专用集成电路(ASIC))。在一些方面，主板302可以安装在框架(未示出)上，该框架可以包括或者简单地是平坦结构，该平坦结构可以由技术人员抓住，用于将主板302移动到位并且将其保持在机架105内的适当位置。例如，服务器托盘封装300可以水平地安装在服务器机架105中，诸如通过将框架滑入到插槽107中，并且在服务器托盘封装300的相对侧上的机架105中的一对导轨上方——非常像将午餐托盘滑入到自助餐厅机架中。框架可以在主板302下方延伸，或者可以具有其它形式(例如，通过将其实施为围绕主板302的外围框架)，或者可以被去除，使得主板本身位于机架105中，例如，与机架105可滑动地接合。框架可以是平板或者包括从平板的边缘向上突出的一个或多个侧壁，并且平板可以是封闭顶部或敞开顶部的盒子或笼子的底板。
在一些示例中，一个主板302安装在框架上；替代地，根据特定应用的需要，多个主板302可以安装在框架上。在一些实施方式中，一个或多个风扇(未示出)可以放置在主板302或框架上，使得当服务器托盘封装300安装在机架105中时，空气在服务器托盘封装300的更靠近机架105的前面的前边缘处进入，流过主板302，流过主板302上的一些数据中心电子部件，并且当服务器托盘封装300安装在机架105中时，在更靠近机架105的后面的后边缘处从服务器托盘封装300排出。一个或多个风扇可以通过支架固定到主板302或框架。
如示出的，基板304和中介层312(例如，硅中介层)位于数据中心电子设备314和316与主板302之间。例如，基板304提供一个或多个数据中心电子设备(例如，处理设备316)与主板302之间的接口，诸如通过提供电气和通信接口的引脚。在该示例中，基板304还可以为液体冷却板组件301的一个或多个部件提供安装位置。例如，中介层312在数据中心电子设备之间(诸如在存储器模块314与处理设备316之间)提供高带宽连接。
如图3A中示出的，液体冷却板组件301包括顶部322(也被称为顶帽322)和基部306。基部306包括限定基部306的顶表面的盖308和将盖308耦合到基板304的侧面310。盖308和侧面310组合限定或包围容积303，在该容积303中，中介层312以及数据中心电子设备314和316(安装在其上)位于服务器托盘封装300中。如该示例中示出的，热界面材料318(例如，相变材料或其它导热材料)接触地位于盖308的底侧与数据中心电子设备314和316之间，以在这些部件之间提供传导传热界面。
在该示例实施方式中，顶帽322通过另一热界面材料320(例如，相变材料或其它导热材料)安装到蒸汽室350，该另一热界面材料320在顶帽322的底部328与蒸汽室350之间提供传导传热界面。短暂地转到图3B，该图示出了蒸汽室350的示例实施方式的示意性横截面侧视图。如示出的，蒸汽室350包括包含传热流体354(例如，水、制冷剂或响应于接收的热量而沸腾的其它流体)的壳体。在该示例中，蒸汽室350包括包围流体354的壳体352内的单个室。在一些方面，蒸汽室350可以包括室内(例如，底部内表面上)的沸腾增强件(例如，鳍或其它)，以增加到流体354的热传递。蒸汽室350还可以包括室内(例如，顶部内表面上)的冷凝增强件(例如，芯吸结构)，以允许从流体354到顶帽322的底部328的更好的热传递。
如该示例中示出的，蒸汽室350(具有单个室和流体354)位于数据中心电子设备314和316的顶端。在一些方面，一个或多个电子设备(例如，处理器316)可以比其它电子设备(例如，存储器模块314)生成更多的热量。因此，蒸汽室350可以通过将来自处理器316的热量分布在整个室350中(例如，分布到流体354中)来消除或帮助消除由处理器316引起的热点。因此，虽然可能存在从数据中心电子设备314和316到蒸汽室的不均匀(每单位面积)的热传递，但是可以实现从蒸汽室到顶帽组件322的均匀或基本上均匀(每单位面积)的热传递。
蒸汽室350通过另一热界面材料353(例如，相变材料或其它导热材料)安装到基部306的盖308。因此，在蒸汽室350与基部306的盖308之间的传导传热界面。
如示出的，顶帽322包括通过侧面326连接到底部328的帽324。盖324、侧面326和底部328组合限定容积334，冷却液流可以通过该容积234循环。
如该示例中示出的，盖324包括冷却液入口330，冷却液源340可以通过该冷却液入口330进入。盖324还包括冷却液出口332，冷却液回流342可以通过该冷却液出口232离开。容积334限定或包括在入口330与出口332之间的冷却液流路。如该示例中示出的，一个或多个传热表面336(例如，鳍、波动、脊或增加传热面积的其它延伸表面)位于容积334中。传热表面336限定通道338，例如，冷却液可以通过该通道338循环，以增加从数据中心电子设备314和316传递到冷却液的热量(例如，相对于在不包括传热表面336的服务器托盘封装300的实施方式中传递的量)。服务器托盘封装300的替代实施方式可以包括多个入口330、多个出口332，或者可以不包括传热表面336。
在服务器托盘封装300冷却数据中心电子设备314和316的示例操作中，服务器托盘封装300可以部署在例如数据中心中的数据中心服务器机架105中。在服务器托盘封装300的操作期间，处理设备316和存储器模块314生成可能需要从服务器托盘封装300散发或移除的热量(例如，用于服务器托盘封装300的适当操作)。由处理设备316和存储器模块314生成的热量通过热界面材料318传递到液体冷却板组件301的基部306的盖308。传递的热量进一步通过热界面材料320从盖308传递到蒸汽室350。当热量传递到流体354中时，流体354可以沸腾或蒸发。沸腾或蒸发的流体354自然地朝向蒸汽室350的顶端循环，其中热量传递到顶帽322的底部328。当热量传递到底部328时，蒸发或沸腾的流体354冷凝回液体形式并且落回蒸汽室350的底部。
传递到顶帽322的底部328的热量然后传递到冷却液源340，该冷却液源340通过入口330循环并且进入顶帽322的容积334中。在一些示例中，冷却液可以是冷却水或乙二醇，诸如来自与服务器托盘封装300流体耦合的一个或多个冷却器。在替代示例中，冷却液可以是冷凝器水或其它蒸发冷却的液体(例如，没有机械制冷)。在其它示例中，冷却液可以是介电单相或两相流体。在任何情况下，冷却液源340可以处于适当的温度和流速，以从数据中心电子设备314和316移除期望的热量。
在一些示例中，热量直接从底部328传递到冷却液源340。热量也可以通过一个或多个传热表面336从底部328传递，然后传递到流经通道338的冷却液源340。受热的冷却液源340循环到出口332并且作为冷却液回流342离开顶帽322(例如，该冷却液回流342的温度高于冷却液源340的温度)。冷却液回流342循环回到例如冷却液源，以从回流342排出热量(例如，在冷却器、冷却塔或其它热交换器中)。
图3C和3D示出了可以用在服务器托盘封装(诸如服务器托盘封装300)中的液体冷却板组件中的蒸汽室370的另一示例实施方式的示意性侧视图和俯视图。如示出的，蒸汽室370具有多个子室；在该示例中，三个子室在两个子室374与子室376之间划分。传热流体可以包含在每个子室374和376中。如进一步示出的，子室374可以具有与子室376不同的尺寸(例如，长度和宽度)。如图3D中示出的，当蒸汽室370位于盖308上时，较大的单个子室376可以位于处理器316上方，而两个子室374可以位于存储器模块314上方。在该示例中，可以例如根据每个子室位于的特定数据中心电子设备的热功率输出来定制每个子室。例如，可以定制每个子室中包含的传热流体的类型或者每个子室的尺寸，以满足从特定数据中心电子设备移除热量的传热要求。
图4A示出了包括液体冷却板组件401和蒸汽室450的服务器托盘封装400的另一示例实施方式的示意性横截面侧视图。在一些实施方式中，服务器托盘封装400可以用作图1中示出的一个或多个服务器机架子组件110。参考图4，服务器托盘封装400包括印刷电路板402(例如，主板402)，该印刷电路板402支持一个或多个数据中心电子设备；在该示例中，两个或更多个存储器模块414以及一个或多个处理设备416(例如，一个或多个专用集成电路(ASIC))。在一些方面，主板402可以安装在框架(未示出)上，该框架可以包括或者简单地是平坦结构，该平坦结构可以由技术人员抓住，用于将主板402移动到位并且将其保持在机架105内的适当位置。例如，服务器托盘封装400可以水平地安装在服务器机架105中，诸如通过将框架滑入到插槽107中，并且在服务器托盘封装400的相对侧上的机架105中的一对导轨上方——非常像将午餐托盘滑入到自助餐厅机架中。框架可以在主板402下方延伸，或者可以具有其它形式(例如，通过将其实施为围绕主板402的外围框架)，或者可以被去除，使得主板本身位于机架105中，例如，与机架105可滑动地接合。框架可以是平板或者包括从平板的边缘向上突出的一个或多个侧壁，并且平板可以是封闭顶部或敞开顶部的盒子或笼子的底板。
在一些示例中，一个主板402安装在框架上；替代地，根据特定应用的需要，多个主板402可以安装在框架上。在一些实施方式中，一个或多个风扇(未示出)可以放置在主板402或框架上，使得当服务器托盘封装400安装在机架105中时，空气在服务器托盘封装400的更靠近机架105的前面的前边缘处进入，流过主板402，流过主板402上的一些数据中心电子部件，并且当服务器托盘封装400安装在机架105中时，在更靠近机架105的后面的后边缘处从服务器托盘封装400排出。一个或多个风扇可以通过支架固定到主板402或框架。
如示出的，基板404和中介层412(例如，硅中介层)位于数据中心电子设备414和416与主板402之间。例如，基板404提供一个或多个数据中心电子设备(例如，处理设备416)与主板402之间的接口，诸如通过提供电气和通信接口的引脚。在该示例中，基板404还可以为液体冷却板组件401的一个或多个部件提供安装位置。例如，中介层412在数据中心电子设备之间(诸如在存储器模块414与处理设备416之间)提供高带宽连接。
如图4中示出的，液体冷却板组件401包括顶部422(也被称为顶帽422)和基部406。基部406包括限定基部406的顶表面的盖408和将盖408耦合到基板404的侧面410。盖408和侧面410组合限定或包围容积403，在该容积403中，中介层412以及数据中心电子设备414和416(安装在其上)位于服务器托盘封装400中。如该示例中示出的，热界面材料418(例如，相变材料或其它导热材料)接触地位于盖408的底侧与数据中心电子设备414和416之间，以在这些部件之间提供传导传热界面。
在该示例实施方式中，顶帽422通过另一热界面材料420(例如，相变材料或其它导热材料)安装到蒸汽室450，该另一热界面材料420在顶帽422的底部428与蒸汽室450之间提供传导传热界面。在该示例中，蒸汽室450可以是单室蒸汽室(例如，如图3B中示出的)或者可以是多室蒸汽室(如图3C-3D或4B-4C中示出的)。此外，如该示例中示出的，顶帽422和蒸汽室450可以具有大于基部406的尺寸(例如，长度和宽度)。因此，如示出的，蒸汽室450和顶帽422可以悬垂在基部406的盖408的两个或更多个侧面(图4A中示出的两个侧面)上。与具有类似于盖408的尺寸(例如，长度和宽度)的蒸汽室/顶帽组合相比，该蒸汽室450/顶帽422组合可以提供来自数据中心电子设备414和416的更好的热传递。因此，可以移除更多的热量，或者替代地，更少体积的冷却液流440可以循环到顶帽322以产生相同量的传热性能。
在一些方面，一个或多个电子设备(例如，处理器416)可以比其它电子设备(例如，存储器模块414)生成更多的热量。因此，蒸汽室450可以通过将来自处理器416的热量分布在整个室450中(例如，分布到流体中)来消除或帮助消除由处理器416引起的热点。因此，虽然可能存在从数据中心电子设备414和416到蒸汽室的不均匀(每单位面积)的热传递，但是可以实现从蒸汽室到顶帽组件422的均匀或基本上均匀(每单位面积)的热传递。
蒸汽室450通过另一热界面材料453(例如，相变材料或其它导热材料)安装到基部406的盖408。因此，在蒸汽室450与基部406的盖408之间的传导传热界面。
如示出的，顶帽422包括通过侧面426连接到底部428的帽424。盖424、侧面426和底部428组合限定容积434，冷却液流可以通过该容积434循环。如该示例中示出的，盖424包括冷却液入口430，冷却液源440可以通过该冷却液入口430进入。盖424还包括冷却液出口432，冷却液回流442可以通过该冷却液出口432离开。容积434限定或包括在入口430与出口432之间的冷却液流路。如该示例中示出的，一个或多个传热表面436(例如，鳍、波动、脊或增加传热面积的其它延伸表面)位于容积434中。传热表面436限定通道438，例如，冷却液可以通过该通道438循环，以增加从数据中心电子设备414和416传递到冷却液的热量(例如，相对于在不包括传热表面436的服务器托盘封装400的实施方式中传递的量)。服务器托盘封装400的替代实施方式可以包括多个入口430、多个出口432，或者可以不包括传热表面436。
在服务器托盘封装400冷却数据中心电子设备414和416的示例操作中，服务器托盘封装400可以部署在例如数据中心中的数据中心服务器机架105中。在服务器托盘封装400的操作期间，处理设备416和存储器模块414生成可能需要从服务器托盘封装400散发或移除的热量(例如，用于服务器托盘封装400的适当操作)。由处理设备416和存储器模块414生成的热量通过热界面材料418传递到液体冷却板组件401的基部406的盖408。传递的热量进一步通过热界面材料420从盖408传递到蒸汽室450。当热量传递到流体中时，流体可以沸腾或蒸发。沸腾或蒸发的流体自然地朝向蒸汽室450的顶端循环，其中热量传递到顶帽422的底部428。当热量传递到底部428时，蒸发或沸腾的流体冷凝回液体形式并且落回蒸汽室450的底部。
传递到顶帽422的底部428的热量然后传递到冷却液源440，该冷却液源440通过入口430循环并且进入顶帽422的容积434中。在一些示例中，冷却液可以是冷却水或乙二醇，诸如来自与服务器托盘封装400流体耦合的一个或多个冷却器。在替代示例中，冷却液可以是冷凝器水或其它蒸发冷却的液体(例如，没有机械制冷)。在其它示例中，冷却液可以是介电单相或两相流体。在任何情况下，冷却液源440可以处于适当的温度和流速，以从数据中心电子设备414和416移除期望的热量。
在一些示例中，热量直接从底部428传递到冷却液源440。热量也可以通过一个或多个传热表面436从底部428传递，然后传递到流经通道438的冷却液源440。受热的冷却液源440循环到出口432并且作为冷却液回流442离开顶帽422(例如，该冷却液回流442的温度高于冷却液源440的温度)。冷却液回流442循环回到例如冷却液源，以从回流442排出热量(例如，在冷却器、冷却塔或其它热交换器中)。
图4B和4C示出了可以用在服务器托盘封装(诸如服务器托盘封装400)中的液体冷却板组件中的蒸汽室470的另一示例实施方式的示意性侧视图和俯视图。如示出的，蒸汽室470具有多个子室；在该示例中，三个子室在两个子室474与子室476之间划分。传热流体可以包含在每个子室474和476中。如进一步示出的，子室474可以具有与子室476不同的尺寸(例如，长度和宽度甚至形状)。如图4C中示出的，当蒸汽室470位于盖408上时，较大的单个子室476可以位于处理器416上方以及邻近存储器模块414延伸(例如，呈“I”或“H”形状)。两个子室474可以位于存储器模块414上方，并且在该示例中为矩形形状。在该示例中，可以例如根据每个子室位于的特定数据中心电子设备的热功率输出来定制每个子室。例如，可以定制每个子室中包含的传热流体的类型或者每个子室的尺寸或形状，以满足从特定数据中心电子设备移除热量的传热要求。
图5示出了包括液体冷却板组件501和蒸汽室550的服务器托盘封装500的另一示例实施方式的示意性横截面侧视图。在一些实施方式中，服务器托盘封装500可以用作图1中示出的一个或多个服务器机架子组件110。参考图5，服务器托盘封装500包括印刷电路板502(例如，主板502)，该印刷电路板502支持一个或多个数据中心电子设备；在该示例中，两个或更多个存储器模块514以及一个或多个处理设备516(例如，一个或多个专用集成电路(ASIC))。在一些方面，主板502可以安装在框架(未示出)上，该框架可以包括或者简单地是平坦结构，该平坦结构可以由技术人员抓住，用于将主板502移动到位并且将其保持在机架105内的适当位置。例如，服务器托盘封装500可以水平地安装在服务器机架105中，诸如通过将框架滑入到插槽107中，并且在服务器托盘封装500的相对侧上的机架105中的一对导轨上方——非常像将午餐托盘滑入到自助餐厅机架中。框架可以在主板502下方延伸，或者可以具有其它形式(例如，通过将其实施为围绕主板502的外围框架)，或者可以被去除，使得主板本身位于机架105中，例如，与机架105可滑动地接合。框架可以是平板或者包括从平板的边缘向上突出的一个或多个侧壁，并且平板可以是封闭顶部或敞开顶部的盒子或笼子的底板。
在一些示例中，一个主板502安装在框架上；替代地，根据特定应用的需要，多个主板502可以安装在框架上。在一些实施方式中，一个或多个风扇(未示出)可以放置在主板502或框架上，使得当服务器托盘封装500安装在机架105中时，空气在服务器托盘封装500的更靠近机架105的前面的前边缘处进入，流过主板502，流过主板502上的一些数据中心电子部件，并且当服务器托盘封装500安装在机架105中时，在更靠近机架105的后面的后边缘处从服务器托盘封装500排出。一个或多个风扇可以通过支架固定到主板502或框架。
如示出的，基板504和中介层512(例如，硅中介层)位于数据中心电子设备514和516与主板502之间。例如，基板504提供一个或多个数据中心电子设备(例如，处理设备516)与主板502之间的接口，诸如通过提供电气和通信接口的引脚。在该示例中，基板504还可以为液体冷却板组件501的一个或多个部件提供安装位置。例如，中介层512在数据中心电子设备之间(诸如在存储器模块514与处理设备516之间)提供高带宽连接。
如图5中示出的，液体冷却板组件501包括顶部522(也被称为顶帽522)和基部506。基部506包括限定基部506的顶表面的盖508和将盖508耦合到基板504的侧面510。盖508和侧面510组合限定或包围容积503，在该容积503中，中介层512以及数据中心电子设备514和516(安装在其上)位于服务器托盘封装500中。如该示例中示出的，热界面材料518(例如，相变材料或其它导热材料)接触地位于盖508的底侧与数据中心电子设备514和516之间，以在这些部件之间提供传导传热界面。
在该示例实施方式中，顶帽522包括蒸汽室550(与蒸汽室550集成在一起)。蒸汽室550可以是单室蒸汽室(例如，如图3B中示出的)或者多室蒸汽室(例如，如图3C-3D或4B-4C中示出的)。如该示例中示出的，蒸汽室550位于数据中心电子设备514和516的顶端。在一些方面，一个或多个电子设备(例如，处理器516)可以比其它电子设备(例如，存储器模块514)生成更多的热量。因此，蒸汽室550可以通过将来自处理器516的热量分布在整个室550中(例如，分布到流体中)来消除或帮助消除由处理器516引起的热点。因此，虽然可能存在从数据中心电子设备514和516到蒸汽室的不均匀(每单位面积)的热传递，但是可以实现从蒸汽室到顶帽组件522的均匀或基本上均匀(每单位面积)的热传递。
包括蒸汽室550的顶帽522通过另一热界面材料520(例如，相变材料或其它导热材料)安装到基部506的盖508。因此，通过蒸汽室550和热界面材料520，在顶帽522与基部506的盖508之间的传导传热界面。
如示出的，顶帽522包括通过侧面526连接到蒸汽室550的帽524。盖524、侧面526和蒸汽室550组合限定容积534，冷却液流可以通过该容积534循环。如该示例中示出的，盖524包括冷却液入口530，冷却液源540可以通过该冷却液入口530进入。盖524还包括冷却液出口532，冷却液回流542可以通过该冷却液出口532离开。容积534限定或包括在入口530与出口532之间的冷却液流路。如该示例中示出的，一个或多个传热表面536(例如，鳍、波动、脊或增加传热面积的其它延伸表面)位于容积534中。传热表面536限定通道538，例如，冷却液可以通过该通道538循环，以增加从数据中心电子设备514和516传递到冷却液的热量(例如，相对于在不包括传热表面536的服务器托盘封装500的实施方式中传递的量)。服务器托盘封装500的替代实施方式可以包括多个入口530、多个出口532，或者可以不包括传热表面536。
在服务器托盘封装500冷却数据中心电子设备514和516的示例操作中，服务器托盘封装500可以部署在例如数据中心中的数据中心服务器机架105中。在服务器托盘封装500的操作期间，处理设备516和存储器模块514生成可能需要从服务器托盘封装500散发或移除的热量(例如，用于服务器托盘封装500的适当操作)。由处理设备516和存储器模块514生成的热量通过热界面材料518传递到液体冷却板组件501的基部506的盖508。传递的热量进一步通过热界面材料520从盖508传递到蒸汽室550。当热量传递到流体中时，流体可以沸腾或蒸发。沸腾或蒸发的流体自然地朝向蒸汽室550的顶端循环，其中热量传递到冷却液源540。当热量传递到源540时，蒸发或沸腾的流体冷凝回液体形式并且落回蒸汽室550的底部。
来自蒸汽室550的热量传递到冷却液源540，该冷却液源540通过入口530循环并且进入顶帽522的容积534中。在一些示例中，冷却液可以是冷却水或乙二醇，诸如来自与服务器托盘封装500流体耦合的一个或多个冷却器。在替代示例中，冷却液可以是冷凝器水或其它蒸发冷却的液体(例如，没有机械制冷)。在其它示例中，冷却液可以是介电单相或两相流体。在任何情况下，冷却液源540可以处于适当的温度和流速，以从数据中心电子设备514和516移除期望的热量。
在一些示例中，热量直接从蒸汽室550(壳体)传递到冷却液源540。热量也可以通过一个或多个传热表面536从蒸汽室550的壳体传递，然后传递到流经通道538的冷却液源540。受热的冷却液源540循环到出口532并且作为冷却液回流542离开顶帽522(例如，该冷却液回流542的温度高于冷却液源540的温度)。冷却液回流542循环回到例如冷却液源，以从回流542排出热量(例如，在冷却器、冷却塔或其它热交换器中)。
图6示出了包括液体冷却板组件601和蒸汽室650的服务器托盘封装600的另一示例实施方式的示意性横截面侧视图。在一些实施方式中，服务器托盘封装600可以用作图1中示出的一个或多个服务器机架子组件110。参考图6，服务器托盘封装600包括印刷电路板602(例如，主板602)，该印刷电路板502支持一个或多个数据中心电子设备；在该示例中，两个或更多个存储器模块614以及一个或多个处理设备616(例如，一个或多个专用集成电路(ASIC))。在一些方面，主板602可以安装在框架(未示出)上，该框架可以包括或者简单地是平坦结构，该平坦结构可以由技术人员抓住，用于将主板602移动到位并且将其保持在机架105内的适当位置。例如，服务器托盘封装600可以水平地安装在服务器机架105中，诸如通过将框架滑入到插槽107中，并且在服务器托盘封装600的相对侧上的机架105中的一对导轨上方——非常像将午餐托盘滑入到自助餐厅机架中。框架可以在主板602下方延伸，或者可以具有其它形式(例如，通过将其实施为围绕主板602的外围框架)，或者可以被去除，使得主板本身位于机架105中，例如，与机架105可滑动地接合。框架可以是平板或者包括从平板的边缘向上突出的一个或多个侧壁，并且平板可以是封闭顶部或敞开顶部的盒子或笼子的底板。
在一些示例中，一个主板602安装在框架上；替代地，根据特定应用的需要，多个主板602可以安装在框架上。在一些实施方式中，一个或多个风扇(未示出)可以放置在主板602或框架上，使得当服务器托盘封装600安装在机架105中时，空气在服务器托盘封装600的更靠近机架105的前面的前边缘处进入，流过主板602，流过主板602上的一些数据中心电子部件，并且当服务器托盘封装600安装在机架105中时，在更靠近机架105的后面的后边缘处从服务器托盘封装600排出。一个或多个风扇可以通过支架固定到主板602或框架。
如示出的，基板604和中介层612(例如，硅中介层)位于数据中心电子设备614和616与主板602之间。例如，基板604提供一个或多个数据中心电子设备(例如，处理设备616)与主板602之间的接口，诸如通过提供电气和通信接口的引脚。在该示例中，基板604还可以为液体冷却板组件601的一个或多个部件提供安装位置。例如，中介层612在数据中心电子设备之间(诸如在存储器模块614与处理设备616之间)提供高带宽连接。
如图6中示出的，液体冷却板组件601包括顶部622(也被称为顶帽622)和基部606。基部606包括限定基部606的顶表面的集成在其中的蒸汽室650和将蒸汽室650耦合到基板604的侧面610。蒸汽室650和侧面610组合限定或包围容积603，在该容积603中，中介层612以及数据中心电子设备614和616(安装在其上)位于服务器托盘封装600中。如该示例中示出的，热界面材料618(例如，相变材料或其它导热材料)接触地位于蒸汽室650的底侧与数据中心电子设备614和616之间，以在这些部件之间提供传导传热界面。
在该示例实施方式中，顶帽622通过另一热界面材料620(例如，相变材料或其它导热材料)安装到蒸汽室650，该另一热界面材料620在顶帽622的底部628与蒸汽室650之间提供传导传热界面。蒸汽室650可以是单室蒸汽室(例如，如图3B中示出的)或者多室蒸汽室(例如，如图3C-3D或4B-4C中示出的)。如该示例中示出的，蒸汽室650位于数据中心电子设备614和616的顶端。在一些方面，一个或多个电子设备(例如，处理器616)可以比其它电子设备(例如，存储器模块614)生成更多的热量。因此，蒸汽室650可以通过将来自处理器616的热量分布在整个室650中(例如，分布到流体中)来消除或帮助消除由处理器616引起的热点。因此，虽然可能存在从数据中心电子设备614和616到蒸汽室的不均匀(每单位面积)的热传递，但是可以实现从蒸汽室到顶帽622的均匀或基本上均匀(每单位面积)的热传递。
如示出的，顶帽622包括通过侧面626连接到底部628的帽624。盖624、侧面626和底部628组合限定容积634，冷却液流可以通过该容积634循环。如该示例中示出的，盖624包括冷却液入口630，冷却液源640可以通过该冷却液入口630进入。盖624还包括冷却液出口632，冷却液回流642可以通过该冷却液出口632离开。容积634限定或包括在入口630与出口632之间的冷却液流路。如该示例中示出的，一个或多个传热表面636(例如，鳍、波动、脊或增加传热面积的其它延伸表面)位于容积634中。传热表面636限定通道638，例如，冷却液可以通过该通道638循环，以增加从数据中心电子设备614和616传递到冷却液的热量(例如，相对于在不包括传热表面636的服务器托盘封装600的实施方式中传递的量)。服务器托盘封装600的替代实施方式可以包括多个入口630、多个出口632，或者可以不包括传热表面636。
在服务器托盘封装600冷却数据中心电子设备614和616的示例操作中，服务器托盘封装600可以部署在例如数据中心中的数据中心服务器机架105中。在服务器托盘封装600的操作期间，处理设备616和存储器模块614生成可能需要从服务器托盘封装600散发或移除的热量(例如，用于服务器托盘封装600的适当操作)。由处理设备616和存储器模块614生成的热量通过热界面材料618传递到液体冷却板组件601的基部606的蒸汽室650。传递的热量通过热界面材料620传递到蒸汽室650的流体。当热量传递到流体中时，流体可以沸腾或蒸发。沸腾或蒸发的流体自然地朝向蒸汽室650的顶端循环，其中热量传递到顶帽622的底部628。当热量传递到底部628时，蒸发或沸腾的流体冷凝回液体形式并且落回蒸汽室650的底部。
传递到顶帽622的底部628的热量然后传递到冷却液源640，该冷却液源640通过入口630循环并且进入顶帽622的容积634中。在一些示例中，冷却液可以是冷却水或乙二醇，诸如来自与服务器托盘封装600流体耦合的一个或多个冷却器。在替代示例中，冷却液可以是冷凝器水或其它蒸发冷却的液体(例如，没有机械制冷)。在其它示例中，冷却液可以是介电单相或两相流体。在任何情况下，冷却液源640可以处于适当的温度和流速，以从数据中心电子设备614和616移除期望的热量。
在一些示例中，热量直接从底部628传递到冷却液源640。热量也可以通过一个或多个传热表面636从底部628传递，然后传递到流经通道638的冷却液源640。受热的冷却液源640循环到出口632并且作为冷却液回流642离开顶帽622(例如，该冷却液回流642的温度高于冷却液源640的温度)。冷却液回流642循环回到例如冷却液源，以从回流642排出热量(例如，在冷却器、冷却塔或其它热交换器中)。
图7示出了包括设置在部分盖706上的液体冷却板组件701的服务器托盘封装700的示例实施方式的一部分的示意性横截面侧视图。在一些实施方式中，服务器托盘封装700可以用作图1中示出的一个或多个服务器机架子组件110。参考图7，服务器托盘封装700包括印刷电路板702(例如，主板702)，该印刷电路板702支持一个或多个数据中心电子设备；在该示例中，两个或更多个电压调节器714、两个或更多个电容器705以及一个或多个处理设备716(例如，一个或多个专用集成电路(ASIC))。在一些方面，主板702可以安装在框架(未示出)上，该框架可以包括或者简单地是平坦结构，该平坦结构可以由技术人员抓住，用于将主板702移动到位并且将其保持在机架105内的适当位置。例如，服务器托盘封装700可以水平地安装在服务器机架105中，诸如通过将框架滑入到插槽107中，并且在服务器托盘封装700的相对侧上的机架105中的一对导轨上方——非常像将午餐托盘滑入到自助餐厅机架中。框架可以在主板702下方延伸，或者可以具有其它形式(例如，通过将其实施为围绕主板702的外围框架)，或者可以被去除，使得主板本身位于机架105中，例如，与机架105可滑动地接合。框架可以是平板或者包括从平板的边缘向上突出的一个或多个侧壁，并且平板可以是封闭顶部或敞开顶部的盒子或笼子的底板。
在一些示例中，一个主板702安装在框架上；替代地，根据特定应用的需要，多个主板702可以安装在框架上。在一些实施方式中，一个或多个风扇(未示出)可以放置在主板702或框架上，使得当服务器托盘封装700安装在机架105中时，空气在服务器托盘封装700的更靠近机架105的前面的前边缘处进入，流过主板702，流过主板702上的一些数据中心电子部件，并且当服务器托盘封装700安装在机架105中时，在更靠近机架105的后面的后边缘处从服务器托盘封装700排出。一个或多个风扇可以通过支架固定到主板702或框架。
如示出的，基板704以及一个或多个中介层712(例如，硅中介层)位于数据中心电子设备705,714和716与主板702之间。例如，基板704提供一个或多个数据中心电子设备(例如，处理设备716)与主板702之间的接口，诸如通过提供电气和通信接口的引脚。在该示例中，基板704还可以为液体冷却板组件701的一个或多个部件提供安装位置。例如，中介层712在数据中心电子设备之间(诸如在存储器模块714与处理设备716之间)提供高带宽连接。
在服务器托盘封装700的示例中，数据中心电子设备705,714和716可以具有不同的尺寸，并且更具体地，具有不同的高度。例如，如示出的，电压调节器714可以相对地比处理器716(和电容器705)高(例如，高2到3倍)。此外，在一些方面，数据中心电子设备705,714和716可以在它们各自的操作期间产生不同的热输出。例如，在一些方面，处理器716可以在操作期间产生比电压调节器714多得多的热量(例如，至少多一个数量级)。
如图7中示出的，液体冷却板组件701包括侧部735和基部739。如示出的，侧部735从基部739延伸并且比基部739更薄(例如，垂直距离更短)。虽然未示出，但是从俯视图来看，液体冷却板组件701可以是相对正方形的形状，其中，侧部735是与基部739外接的周边区域的一部分。
盖706或部分盖706位于基板704上并且包括孔，当液体冷却板组件701位于盖706上时，基部739可以通过该孔延伸。虽然未示出，但是从俯视图来看，部分盖706可以是方形环的形状，其中，孔的形状为正方形，以当侧部735位于部分盖706上时，允许液体冷却板组件的基部739插入。
如示出的，部分盖706限定或包围容积703，在该容积703中，中介层712以及数据中心电子设备705,714和716(安装在其上)位于服务器托盘封装700中。如该示例中示出的，热界面材料718(例如，相变材料或其它导热材料)接触地位于部分盖706的底侧与数据中心电子设备714之间，以在这些部件之间提供传导传热界面。
在该示例实施方式中，侧部735安装到部分盖706的顶表面。当侧部735安装到部分盖706的顶端时，基部739(例如，基部739的底表面)定位为通过相变材料718(或其它导热材料)与处理器716的顶表面热接触，该相变材料718在基部739的底部与处理器716之间提供传导传热界面。
如该示例中示出的，液体冷却板组件701包括冷却液入口730，冷却液源740可以通过该冷却液入口730进入。液体冷却板组件701还包括冷却液出口732，冷却液回流742可以通过该冷却液出口732离开。容积734限定或包括在入口730与出口732之间的冷却液流路。如该示例中示出的，一个或多个传热表面736(例如，鳍、波动、脊或增加传热面积的其它延伸表面)位于容积734中。在该示例中，传热表面736从组件701的顶部内表面处或顶部内表面附近延伸到组件701的基部739的底部内表面处或底部内表面附近。
传热表面736限定通道738，例如，冷却液可以通过该通道738循环，以增加从数据中心电子设备714和716传递到冷却液的热量(例如，相对于在不包括传热表面736的服务器托盘封装700的实施方式中传递的量)。服务器托盘封装700的替代实施方式可以包括多个入口730、多个出口732，或者可以不包括传热表面736。
在服务器托盘封装700冷却数据中心电子设备714和716的示例操作中，服务器托盘封装700可以部署在例如数据中心中的数据中心服务器机架105中。在服务器托盘封装700的操作期间，处理设备716和电压调节器714生成可能需要从服务器托盘封装700散发或移除的热量(例如，用于服务器托盘封装700的适当操作)。由处理设备716生成的热量通过热界面材料718传递到液体冷却板组件701的基部739。由电压调节器714生成的热量通过热界面材料718，通过部分盖706传递到液体冷却板组件701的侧部735。在一些示例中，液体冷却板组件701的一个或多个部件可以由导热材料形成或制成，诸如铜、铝、铜和铝的组合或者其它导热材料。
传递到液体冷却板组件701的基部739和侧部735的热量然后传递到冷却液源740，该冷却液源740通过入口730循环并且进入液体冷却板组件701的容积734中。在一些示例中，冷却液可以是冷却水或乙二醇，诸如来自与服务器托盘封装700流体耦合的一个或多个冷却器。在替代示例中，冷却液可以是冷凝器水或其它蒸发冷却的液体(例如，没有机械制冷)。在其它示例中，冷却液可以是介电单相或两相流体。在任何情况下，冷却液源740可以处于适当的温度和流速，以从数据中心电子设备714和716移除期望的热量。
在一些示例中，热量直接从基部739传递到冷却液源740。热量也可以通过一个或多个传热表面736(在该示例中，限制在基部739)从基部739传递，然后传递到流经通道738的冷却液源740。受热的冷却液源740循环到出口732并且作为冷却液回流742离开液体冷却板组件701(例如，该冷却液回流742的温度高于冷却液源740的温度)。冷却液回流742循环回到例如冷却液源，以从回流742排出热量(例如，在冷却器、冷却塔或其它热交换器中)。
图8示出了包括设置在部分盖806上的液体冷却板组件801的服务器托盘封装800的示例实施方式的一部分的示意性横截面侧视图。在一些实施方式中，服务器托盘封装800可以用作图1中示出的一个或多个服务器机架子组件110。参考图8，服务器托盘封装800包括印刷电路板802(例如，主板802)，该印刷电路板802支持一个或多个数据中心电子设备；在该示例中，两个或更多个电压调节器814、两个或更多个电容器805以及一个或多个处理设备816(例如，一个或多个专用集成电路(ASIC))。在一些方面，主板802可以安装在框架(未示出)上，该框架可以包括或者简单地是平坦结构，该平坦结构可以由技术人员抓住，用于将主板802移动到位并且将其保持在机架105内的适当位置。例如，服务器托盘封装800可以水平地安装在服务器机架105中，诸如通过将框架滑入到插槽107中，并且在服务器托盘封装800的相对侧上的机架105中的一对导轨上方——非常像将午餐托盘滑入到自助餐厅机架中。框架可以在主板802下方延伸，或者可以具有其它形式(例如，通过将其实施为围绕主板802的外围框架)，或者可以被去除，使得主板本身位于机架105中，例如，与机架105可滑动地接合。框架可以是平板或者包括从平板的边缘向上突出的一个或多个侧壁，并且平板可以是封闭顶部或敞开顶部的盒子或笼子的底板。
在一些示例中，一个主板802安装在框架上；替代地，根据特定应用的需要，多个主板802可以安装在框架上。在一些实施方式中，一个或多个风扇(未示出)可以放置在主板802或框架上，使得当服务器托盘封装800安装在机架105中时，空气在服务器托盘封装800的更靠近机架105的前面的前边缘处进入，流过主板802，流过主板802上的一些数据中心电子部件，并且当服务器托盘封装800安装在机架105中时，在更靠近机架105的后面的后边缘处从服务器托盘封装800排出。一个或多个风扇可以通过支架固定到主板802或框架。
如示出的，基板804以及一个或多个中介层812(例如，硅中介层)位于数据中心电子设备805,814和816与主板802之间。例如，基板804提供一个或多个数据中心电子设备(例如，处理设备816)与主板802之间的接口，诸如通过提供电气和通信接口的引脚。在该示例中，基板804还可以为液体冷却板组件801的一个或多个部件提供安装位置。例如，中介层812在数据中心电子设备之间(诸如在存储器模块814与处理设备816之间)提供高带宽连接。
在服务器托盘封装800的示例中，数据中心电子设备805,814和816可以具有不同的尺寸，并且更具体地，具有不同的高度。例如，如示出的，电压调节器814可以相对地比处理器816(和电容器805)高(例如，高2到3倍)。此外，在一些方面，数据中心电子设备805,814和816可以在它们各自的操作期间产生不同的热输出。例如，在一些方面，处理器816可以在操作期间产生比电压调节器814多得多的热量(例如，至少多一个数量级)。
如图8中示出的，液体冷却板组件801包括侧部835和基部839。如示出的，侧部835从基部839延伸并且比基部839更薄(例如，垂直距离更短)。虽然未示出，但是从俯视图来看，液体冷却板组件801可以是相对正方形的形状，其中，侧部835是与基部839外接的周边区域的一部分。
盖806或部分盖806位于基板804上并且包括孔，当液体冷却板组件801位于盖806上时，基部839可以通过该孔延伸。虽然未示出，但是从俯视图来看，部分盖806可以是方形环的形状，其中，孔的形状为正方形，以当侧部835位于部分盖806上时，允许液体冷却板组件的基部839插入。
如示出的，部分盖806限定或包围容积803，在该容积803中，中介层812以及数据中心电子设备805,814和816(安装在其上)位于服务器托盘封装800中。如该示例中示出的，热界面材料818(例如，相变材料或其它导热材料)接触地位于部分盖806的底侧与数据中心电子设备814之间，以在这些部件之间提供传导传热界面。
在该示例实施方式中，侧部835安装到部分盖806的顶表面。当侧部835安装到部分盖806的顶端时，基部839(例如，基部839的底表面)定位为通过相变材料818(或其它导热材料)与处理器816的顶表面热接触，该相变材料818在基部839的底部与处理器816之间提供传导传热界面。
如该示例中示出的，液体冷却板组件801包括冷却液入口830，冷却液源840可以通过该冷却液入口830进入。液体冷却板组件801还包括冷却液出口832，冷却液回流842可以通过该冷却液出口832离开。容积834限定或包括在入口830与出口832之间的冷却液流路。如该示例中示出的，一个或多个传热表面836(例如，鳍、波动、脊或增加传热面积的其它延伸表面)位于容积834中。在该示例中，传热表面836从组件801的顶部内表面处或顶部内表面附近延伸到组件801的基部839的底部内表面处或底部内表面附近。因此，在该示例中，容积834(和传热表面836)在入口830与出口840之间具有基本上统一的高度。
传热表面836限定通道838，例如，冷却液可以通过该通道838循环，以增加从数据中心电子设备814和816传递到冷却液的热量(例如，相对于在不包括传热表面836的服务器托盘封装800的实施方式中传递的量)。服务器托盘封装800的替代实施方式可以包括多个入口830、多个出口832，或者可以不包括传热表面836。
在服务器托盘封装800冷却数据中心电子设备814和816的示例操作中，服务器托盘封装800可以部署在例如数据中心中的数据中心服务器机架105中。在服务器托盘封装800的操作期间，处理设备816和电压调节器814生成可能需要从服务器托盘封装800散发或移除的热量(例如，用于服务器托盘封装800的适当操作)。由处理设备816生成的热量通过热界面材料818传递到液体冷却板组件801的基部839。由电压调节器814生成的热量通过热界面材料818，通过部分盖806传递到液体冷却板组件801的侧部835。在一些示例中，液体冷却板组件801的一个或多个部件可以由导热材料形成或制成，诸如铜、铝、铜和铝的组合或者其它导热材料。
传递到液体冷却板组件801的基部839和侧部835的热量然后传递到冷却液源840，该冷却液源840通过入口830循环并且进入液体冷却板组件801的容积834中。在一些示例中，冷却液可以是冷却水或乙二醇，诸如来自与服务器托盘封装800流体耦合的一个或多个冷却器。在替代示例中，冷却液可以是冷凝器水或其它蒸发冷却的液体(例如，没有机械制冷)。在其它示例中，冷却液可以是介电单相或两相流体。在任何情况下，冷却液源840可以处于适当的温度和流速，以从数据中心电子设备814和816移除期望的热量。
在一些示例中，热量直接从基部839传递到冷却液源840。热量也可以通过一个或多个传热表面836(在该示例中，限制在基部839，但是仅限制在容积834的高度)从基部839传递，然后传递到流经通道838的冷却液源840。受热的冷却液源840循环到出口832并且作为冷却液回流842离开液体冷却板组件801(例如，该冷却液回流842的温度高于冷却液源840的温度)。冷却液回流842循环回到例如冷却液源，以从回流842排出热量(例如，在冷却器、冷却塔或其它热交换器中)。
图9示出了包括设置在部分盖906上的液体冷却板组件901的服务器托盘封装900的另一示例实施方式的一部分的示意性横截面侧视图。在一些实施方式中，服务器托盘封装900可以用作图1中示出的一个或多个服务器机架子组件110。参考图9，服务器托盘封装900包括印刷电路板902(例如，主板902)，该印刷电路板902支持一个或多个数据中心电子设备；在该示例中，两个或更多个电压调节器914、两个或更多个电容器905以及一个或多个处理设备916(例如，一个或多个专用集成电路(ASIC))。在一些方面，主板902可以安装在框架(未示出)上，该框架可以包括或者简单地是平坦结构，该平坦结构可以由技术人员抓住，用于将主板902移动到位并且将其保持在机架105内的适当位置。例如，服务器托盘封装900可以水平地安装在服务器机架105中，诸如通过将框架滑入到插槽107中，并且在服务器托盘封装900的相对侧上的机架105中的一对导轨上方——非常像将午餐托盘滑入到自助餐厅机架中。框架可以在主板902下方延伸，或者可以具有其它形式(例如，通过将其实施为围绕主板902的外围框架)，或者可以被去除，使得主板本身位于机架105中，例如，与机架105可滑动地接合。框架可以是平板或者包括从平板的边缘向上突出的一个或多个侧壁，并且平板可以是封闭顶部或敞开顶部的盒子或笼子的底板。
在一些示例中，一个主板902安装在框架上；替代地，根据特定应用的需要，多个主板902可以安装在框架上。在一些实施方式中，一个或多个风扇(未示出)可以放置在主板902或框架上，使得当服务器托盘封装900安装在机架105中时，空气在服务器托盘封装900的更靠近机架105的前面的前边缘处进入，流过主板902，流过主板902上的一些数据中心电子部件，并且当服务器托盘封装900安装在机架105中时，在更靠近机架105的后面的后边缘处从服务器托盘封装900排出。一个或多个风扇可以通过支架固定到主板902或框架。
如示出的，基板904以及一个或多个中介层912(例如，硅中介层)位于数据中心电子设备905,914和916与主板902之间。例如，基板904提供一个或多个数据中心电子设备(例如，处理设备916)与主板902之间的接口，诸如通过提供电气和通信接口的引脚。在该示例中，基板904还可以为液体冷却板组件901的一个或多个部件提供安装位置。例如，中介层912在数据中心电子设备之间(诸如在存储器模块914与处理设备916之间)提供高带宽连接。
在服务器托盘封装900的示例中，数据中心电子设备905,914和916可以具有不同的尺寸，并且更具体地，具有不同的高度。例如，如示出的，电压调节器914可以相对地比处理器916(和电容器905)高(例如，高2到3倍)。此外，在一些方面，数据中心电子设备905,914和916可以在它们各自的操作期间产生不同的热输出。例如，在一些方面，处理器916可以在操作期间产生比电压调节器914多得多的热量(例如，至少多一个数量级)。
如图9中示出的，液体冷却板组件901包括侧部935和基部939。如示出的，侧部935从基部939延伸并且比基部939更薄(例如，垂直距离更短)。虽然未示出，但是从俯视图来看，液体冷却板组件901可以是相对正方形的形状，其中，侧部935是与基部939外接的周边区域的一部分。
盖906或部分盖906位于基板904上并且包括孔，当液体冷却板组件901位于盖906上时，基部939可以通过该孔延伸。虽然未示出，但是从俯视图来看，部分盖906可以是方形环的形状，其中，孔的形状为正方形，以当侧部935位于部分盖906上时，允许液体冷却板组件的基部939插入。
如示出的，部分盖906限定或包围容积903，在该容积903中，中介层912以及数据中心电子设备905,914和916(安装在其上)位于服务器托盘封装900中。如该示例中示出的，热界面材料918(例如，相变材料或其它导热材料)接触地位于部分盖906的底侧与数据中心电子设备914之间，以在这些部件之间提供传导传热界面。
在该示例实施方式中，侧部935安装到部分盖906的顶表面。当侧部935安装到部分盖906的顶端时，基部939(例如，基部939的底表面)定位为通过相变材料918(或其它导热材料)与处理器916的顶表面热接触，该相变材料918在基部939的底部与处理器916之间提供传导传热界面。
如该示例中示出的，液体冷却板组件901包括冷却液入口930，冷却液源940可以通过该冷却液入口930进入。液体冷却板组件901还包括冷却液出口932，冷却液回流942可以通过该冷却液出口932离开。容积934限定或包括在入口930与出口932之间的冷却液流路。如该示例中示出的，一个或多个传热表面936(例如，鳍、波动、脊或增加传热面积的其它延伸表面)位于容积934中。在该示例中，传热表面936从组件901的顶部内表面处或顶部内表面附近延伸到组件901的基部939的底部内表面处或底部内表面附近。因此，在该示例中，容积934(和传热表面936)在入口930与出口932之间具有基本上统一的高度。此外，如该示例中示出的，传热表面从入口930处或入口930附近延伸到出口932处或出口932附近。
传热表面936限定通道938，例如，冷却液可以通过该通道938循环，以增加从数据中心电子设备914和916传递到冷却液的热量(例如，相对于在不包括传热表面936的服务器托盘封装900的实施方式中传递的量)。服务器托盘封装900的替代实施方式可以包括多个入口930、多个出口932，或者可以不包括传热表面936。
在服务器托盘封装900冷却数据中心电子设备914和916的示例操作中，服务器托盘封装900可以部署在例如数据中心中的数据中心服务器机架105中。在服务器托盘封装900的操作期间，处理设备916和电压调节器914生成可能需要从服务器托盘封装900散发或移除的热量(例如，用于服务器托盘封装900的适当操作)。由处理设备916生成的热量通过热界面材料918传递到液体冷却板组件901的基部939。由电压调节器914生成的热量通过热界面材料918，通过部分盖906传递到液体冷却板组件901的侧部935。在一些示例中，液体冷却板组件901的一个或多个部件可以由导热材料形成或制成，诸如铜、铝、铜和铝的组合或者其它导热材料。
传递到液体冷却板组件901的基部939和侧部935的热量然后传递到冷却液源940，该冷却液源940通过入口930循环并且进入液体冷却板组件901的容积934中。在一些示例中，冷却液可以是冷却水或乙二醇，诸如来自与服务器托盘封装900流体耦合的一个或多个冷却器。在替代示例中，冷却液可以是冷凝器水或其它蒸发冷却的液体(例如，没有机械制冷)。在其它示例中，冷却液可以是介电单相或两相流体。在任何情况下，冷却液源940可以处于适当的温度和流速，以从数据中心电子设备914和916移除期望的热量。
在一些示例中，热量直接从基部939传递到冷却液源940。热量也可以通过一个或多个传热表面936(在该示例中，延伸通过入口930与出口932之间的容积934)从基部939传递，然后传递到流经通道938的冷却液源940。受热的冷却液源940循环到出口932并且作为冷却液回流942离开液体冷却板组件901(例如，该冷却液回流942的温度高于冷却液源940的温度)。冷却液回流942循环回到例如冷却液源，以从回流942排出热量(例如，在冷却器、冷却塔或其它热交换器中)。
图10示出了包括设置在部分盖1006上的液体冷却板组件1001的服务器托盘封装1000的另一示例实施方式的一部分的示意性横截面侧视图。在一些实施方式中，服务器托盘封装1000可以用作图1中示出的一个或多个服务器机架子组件110。参考图10，服务器托盘封装1000包括印刷电路板1002(例如，主板1002)，该印刷电路板1002支持一个或多个数据中心电子设备；在该示例中，两个或更多个电压调节器1014、两个或更多个电容器1005以及一个或多个处理设备1016(例如，一个或多个专用集成电路(ASIC))。在一些方面，主板1002可以安装在框架(未示出)上，该框架可以包括或者简单地是平坦结构，该平坦结构可以由技术人员抓住，用于将主板1002移动到位并且将其保持在机架105内的适当位置。例如，服务器托盘封装1000可以水平地安装在服务器机架105中，诸如通过将框架滑入到插槽107中，并且在服务器托盘封装1000的相对侧上的机架105中的一对导轨上方——非常像将午餐托盘滑入到自助餐厅机架中。框架可以在主板1002下方延伸，或者可以具有其它形式(例如，通过将其实施为围绕主板1002的外围框架)，或者可以被去除，使得主板本身位于机架105中，例如，与机架105可滑动地接合。框架可以是平板或者包括从平板的边缘向上突出的一个或多个侧壁，并且平板可以是封闭顶部或敞开顶部的盒子或笼子的底板。
在一些示例中，一个主板1002安装在框架上；替代地，根据特定应用的需要，多个主板1002可以安装在框架上。在一些实施方式中，一个或多个风扇(未示出)可以放置在主板1002或框架上，使得当服务器托盘封装1000安装在机架105中时，空气在服务器托盘封装1000的更靠近机架105的前面的前边缘处进入，流过主板1002，流过主板1002上的一些数据中心电子部件，并且当服务器托盘封装1000安装在机架105中时，在更靠近机架105的后面的后边缘处从服务器托盘封装1000排出。一个或多个风扇可以通过支架固定到主板1002或框架。
如示出的，基板1004以及一个或多个中介层1012(例如，硅中介层)位于数据中心电子设备1005,1014和1016与主板1002之间。例如，基板1004提供一个或多个数据中心电子设备(例如，处理设备1016)与主板1002之间的接口，诸如通过提供电气和通信接口的引脚。在该示例中，基板1004还可以为液体冷却板组件1001的一个或多个部件提供安装位置。例如，中介层1012在数据中心电子设备之间(诸如在存储器模块1014与处理设备1016之间)提供高带宽连接。
在服务器托盘封装1000的示例中，数据中心电子设备1005,1014和1016可以具有不同的尺寸，并且更具体地，具有不同的高度。例如，如示出的，电压调节器1014可以相对地比处理器1016(和电容器1005)高(例如，高2到3倍)。此外，在一些方面，数据中心电子设备1005,1014和1016可以在它们各自的操作期间产生不同的热输出。例如，在一些方面，处理器1016可以在操作期间产生比电压调节器1014多得多的热量(例如，至少多一个数量级)。
如图10中示出的，液体冷却板组件1001包括侧部1035和基部10310。如示出的，侧部1035从基部10310延伸并且比基部10310更薄(例如，垂直距离更短)。虽然未示出，但是从俯视图来看，液体冷却板组件1001可以是相对正方形的形状，其中，侧部1035是与基部1039外接的周边区域的一部分。
盖1006或部分盖1006位于基板1004上并且包括孔，当液体冷却板组件1001位于盖1006上时，基部1039可以通过该孔延伸。虽然未示出，但是从俯视图来看，部分盖1006可以是方形环的形状，其中，孔的形状为正方形，以当侧部1035位于部分盖1006上时，允许液体冷却板组件的基部1039插入。
如示出的，部分盖1006限定或包围容积1003，在该容积1003中，中介层1012以及数据中心电子设备1005,1014和1016(安装在其上)位于服务器托盘封装1000中。如该示例中示出的，热界面材料1018(例如，相变材料或其它导热材料)接触地位于部分盖1006的底侧与数据中心电子设备1014之间，以在这些部件之间提供传导传热界面。
在该示例实施方式中，侧部1035安装到部分盖1006的顶表面。当侧部1035安装到部分盖1006的顶端时，基部1039(例如，基部1039的底表面)定位为通过相变材料1018(或其它导热材料)与处理器1016的顶表面热接触，该相变材料1018在基部1039的底部与处理器1016之间提供传导传热界面。
如该示例中示出的，液体冷却板组件1001包括冷却液入口1030，在该示例中，冷却液源1040可以通过该冷却液入口1030进入组件1001的中心位置。液体冷却板组件1001还包括位于侧部1035的相对边缘处的冷却液出口1032a和1032b，冷却液回流1042a和1042b可以通过该冷却液出口1032a和1032b离开。容积1034限定或包括在入口1030与出口1032a和1032b之间的冷却液流路。如该示例中示出的，一个或多个传热表面1036(例如，鳍、波动、脊或增加传热面积的其它延伸表面)位于容积1034中。在该示例中，传热表面1036从组件1001的顶部内表面处或顶部内表面附近延伸到组件1001的基部1039的底部内表面处或底部内表面附近。因此，在该示例中，容积1034(和传热表面1036)在入口1030与出口1032a和1032b之间具有基本上统一的高度。此外，如该示例中示出的，传热表面从入口1030处或入口1030附近延伸到出口1032a和1032b处或出口1032a和1032b附近。
传热表面1036限定通道1038，例如，冷却液可以通过该通道1038循环，以增加从数据中心电子设备1014和1016传递到冷却液的热量(例如，相对于在不包括传热表面1036的服务器托盘封装1000的实施方式中传递的量)。服务器托盘封装1000的替代实施方式可以包括多个入口1030、多个出口1032，或者可以不包括传热表面1036。
在服务器托盘封装1000冷却数据中心电子设备1014和1016的示例操作中，服务器托盘封装1000可以部署在例如数据中心中的数据中心服务器机架105中。在服务器托盘封装1000的操作期间，处理设备1016和电压调节器1014生成可能需要从服务器托盘封装1000散发或移除的热量(例如，用于服务器托盘封装1000的适当操作)。由处理设备1016生成的热量通过热界面材料1018传递到液体冷却板组件1001的基部1039。由电压调节器1014生成的热量通过热界面材料1018，通过部分盖1006传递到液体冷却板组件1001的侧部1035。在一些示例中，液体冷却板组件1001的一个或多个部件可以由导热材料形成或制成，诸如铜、铝、铜和铝的组合或者其它导热材料。
传递到液体冷却板组件1001的基部1039和侧部1035的热量然后传递到冷却液源1040，该冷却液源1040通过入口1030循环并且进入液体冷却板组件1001的容积1034中。在一些示例中，冷却液可以是冷却水或乙二醇，诸如来自与服务器托盘封装1000流体耦合的一个或多个冷却器。在替代示例中，冷却液可以是冷凝器水或其它蒸发冷却的液体(例如，没有机械制冷)。在其它示例中，冷却液可以是介电单相或两相流体。在任何情况下，冷却液源1040可以处于适当的温度和流速，以从数据中心电子设备1014和1016移除期望的热量。
在一些示例中，热量直接从基部1039传递到冷却液源1040。热量也可以通过一个或多个传热表面1036(在该示例中，延伸通过入口1030与出口1032a和1032b之间的容积1034)从基部1039传递，然后传递到流经通道1038的冷却液源1040。受热的冷却液源1040循环到出口1032a和1032b并且作为冷却液回流1042a和1042b离开液体冷却板组件1001(例如，该冷却液回流1042a和1042b的温度高于冷却液源1040的温度)。冷却液回流1042a和1042b循环回到例如冷却液源，以从出口1032a和1032b排出热量(例如，在冷却器、冷却塔或其它热交换器中)。
图11示出了包括设置在部分盖1106上的液体冷却板组件1101的服务器托盘封装1100的另一示例实施方式的一部分的示意性横截面侧视图。在一些实施方式中，服务器托盘封装1100可以用作图1中示出的一个或多个服务器机架子组件110。参考图11，服务器托盘封装1100包括印刷电路板1102(例如，主板1102)，该印刷电路板1102支持一个或多个数据中心电子设备；在该示例中，两个或更多个电压调节器1114、两个或更多个电容器805以及一个或多个处理设备1116(例如，一个或多个专用集成电路(ASIC))。在一些方面，主板1102可以安装在框架(未示出)上，该框架可以包括或者简单地是平坦结构，该平坦结构可以由技术人员抓住，用于将主板1102移动到位并且将其保持在机架105内的适当位置。例如，服务器托盘封装1100可以水平地安装在服务器机架105中，诸如通过将框架滑入到插槽107中，并且在服务器托盘封装1100的相对侧上的机架105中的一对导轨上方——非常像将午餐托盘滑入到自助餐厅机架中。框架可以在主板1102下方延伸，或者可以具有其它形式(例如，通过将其实施为围绕主板1102的外围框架)，或者可以被去除，使得主板本身位于机架105中，例如，与机架105可滑动地接合。框架可以是平板或者包括从平板的边缘向上突出的一个或多个侧壁，并且平板可以是封闭顶部或敞开顶部的盒子或笼子的底板。
在一些示例中，一个主板1102安装在框架上；替代地，根据特定应用的需要，多个主板1102可以安装在框架上。在一些实施方式中，一个或多个风扇(未示出)可以放置在主板1102或框架上，使得当服务器托盘封装1100安装在机架105中时，空气在服务器托盘封装1100的更靠近机架105的前面的前边缘处进入，流过主板1102，流过主板1102上的一些数据中心电子部件，并且当服务器托盘封装1100安装在机架105中时，在更靠近机架105的后面的后边缘处从服务器托盘封装1100排出。一个或多个风扇可以通过支架固定到主板1102或框架。
如示出的，基板1104以及一个或多个中介层1112(例如，硅中介层)位于数据中心电子设备1105,1114和1116与主板1102之间。例如，基板1104提供一个或多个数据中心电子设备(例如，处理设备1116)与主板1102之间的接口，诸如通过提供电气和通信接口的引脚。在该示例中，基板1104还可以为液体冷却板组件1101的一个或多个部件提供安装位置。例如，中介层1112在数据中心电子设备之间(诸如在存储器模块1114与处理设备1116之间)提供高带宽连接。
在服务器托盘封装1100的示例中，数据中心电子设备1105,1114和1116可以具有不同的尺寸，并且更具体地，具有不同的高度。例如，如示出的，电压调节器1114可以相对地比处理器1116(和电容器1105)高(例如，高2到3倍)。此外，在一些方面，数据中心电子设备1105,1114和1116可以在它们各自的操作期间产生不同的热输出。例如，在一些方面，处理器1116可以在操作期间产生比电压调节器1114多得多的热量(例如，至少多一个数量级)。
如图11中示出的，液体冷却板组件1101包括侧部1135和基部1139。如示出的，侧部1135从基部1139延伸并且比基部1139更薄(例如，垂直距离更短)。虽然未示出，但是从俯视图来看，液体冷却板组件1101可以是相对正方形的形状，其中，侧部1135是与基部1139外接的周边区域的一部分。
盖1106或部分盖1106位于基板1104上并且包括孔，当液体冷却板组件1101位于盖1106上时，基部1139可以通过该孔延伸。如该示例中示出的，部分盖不接触电压调节器1114的顶表面(例如，通过相变材料1118)，而是成形为环。虽然未示出，但是从俯视图来看，部分盖1106可以是方形环的形状，其中，孔的形状为正方形，以当侧部1135位于部分盖1106上时，允许液体冷却板组件的基部1139插入。
如示出的，部分盖1106限定或包围容积1103，在该容积1103中，中介层1112以及数据中心电子设备1105,1114和1116(安装在其上)位于服务器托盘封装1100中。如该示例中示出的，热界面材料1118(例如，相变材料或其它导热材料)接触地位于侧部1135的底侧与电压调节器1114之间，以在这些部件之间提供传导传热界面。
在该示例实施方式中，侧部1135安装到电压调节器1114的顶表面。当侧部1135安装到电压调节器1114的顶端时，基部1139(例如，基部1139的底表面)定位为通过相变材料1118(或其它导热材料)与处理器1116的顶表面热接触，该相变材料1118在基部1139的底部与处理器1116之间提供传导传热界面。
如该示例中示出的，液体冷却板组件1101包括冷却液入口1130，冷却液源1140可以通过该冷却液入口1130进入。液体冷却板组件1101还包括冷却液出口1132，冷却液回流1142可以通过该冷却液出口1132离开。容积1134限定或包括在入口1130与出口1132之间的冷却液流路。如该示例中示出的，一个或多个传热表面1136(例如，鳍、波动、脊或增加传热面积的其它延伸表面)位于容积1134中。在该示例中，传热表面1136从组件1101的顶部内表面处或顶部内表面附近延伸到组件1101的基部1139的底部内表面处或底部内表面附近。
传热表面1136限定通道1138，例如，冷却液可以通过该通道1138循环，以增加从数据中心电子设备1114和1116传递到冷却液的热量(例如，相对于在不包括传热表面1136的服务器托盘封装1100的实施方式中传递的量)。服务器托盘封装1100的替代实施方式可以包括多个入口1130、多个出口1132，或者可以不包括传热表面1136。
在服务器托盘封装1100冷却数据中心电子设备1114和1116的示例操作中，服务器托盘封装1100可以部署在例如数据中心中的数据中心服务器机架105中。在服务器托盘封装1100的操作期间，处理设备1116和电压调节器1114生成可能需要从服务器托盘封装1100散发或移除的热量(例如，用于服务器托盘封装1100的适当操作)。由处理设备1116生成的热量通过热界面材料1118传递到液体冷却板组件1101的基部1139。由电压调节器1114生成的热量通过热界面材料1118传递到液体冷却板组件1101的侧部1135。在一些示例中，液体冷却板组件1101的一个或多个部件可以由导热材料形成或制成，诸如铜、铝、铜和铝的组合或者其它导热材料。
传递到液体冷却板组件1101的基部1139和侧部1135的热量然后传递到冷却液源1140，该冷却液源1140通过入口1130循环并且进入液体冷却板组件1101的容积1134中。在一些示例中，冷却液可以是冷却水或乙二醇，诸如来自与服务器托盘封装1100流体耦合的一个或多个冷却器。在替代示例中，冷却液可以是冷凝器水或其它蒸发冷却的液体(例如，没有机械制冷)。在其它示例中，冷却液可以是介电单相或两相流体。在任何情况下，冷却液源1140可以处于适当的温度和流速，以从数据中心电子设备1114和1116移除期望的热量。
在一些示例中，热量直接从基部1139传递到冷却液源1140。热量也可以通过一个或多个传热表面1136(在该示例中，限制在基部1139)从基部1139传递，然后传递到流经通道1138的冷却液源1140。受热的冷却液源1140循环到出口1132并且作为冷却液回流1142离开液体冷却板组件1101(例如，该冷却液回流1142的温度高于冷却液源1140的温度)。冷却液回流1142循环回到例如冷却液源，以从回流1142排出热量(例如，在冷却器、冷却塔或其它热交换器中)。
已经描述了数个实施例。然而，应该理解的是，在不脱离描述的内容的精神和范围的情况下，可以进行各种修改。例如，此处描述的示例方法和处理的示例操作的步骤可以以其它顺序进行，可以移除一些步骤，并且可以添加其它步骤。因此，其它实施例在以下权利要求的范围内。

Claims (24)

1.一种服务器托盘封装，其特征在于，包括：
主板组件，所述主板组件包括多个数据中心电子设备，所述多个数据中心电子设备包括至少一个发热处理器设备；
液体冷却板组件，所述液体冷却板组件包括：
基部，所述基部安装到所述主板组件，所述基部和主板组件限定至少部分地包围所述多个数据中心电子设备的容积；以及
顶部，所述顶部安装到所述基部并且包括传热构件，所述传热构件包括入口端和出口端，所述入口端和所述出口端与被限定通过所述传热构件的冷却液流路流体连通；以及
蒸汽室，所述蒸汽室位于所述基部与所述顶部之间，所述蒸汽室包括壳体，所述壳体包围与所述主板组件和所述液体冷却板组件热接触的传热流体。
2.根据权利要求1所述的服务器托盘封装，其特征在于，进一步包括：
第一热界面材料，所述第一热界面材料位于所述顶部的底表面与所述蒸气室之间；以及
第二热界面材料，所述第二热界面材料位于所述基部的顶表面与所述多个数据中心电子设备的至少一部分之间；以及
第三热界面材料，所述第三热界面材料位于所述基部的所述顶表面与所述蒸汽室之间。
3.根据权利要求1所述的服务器托盘封装，其特征在于，所述液体冷却板组件进一步包括包围在所述冷却液流路内的多个传热表面。
4.根据权利要求1所述的服务器托盘封装，其特征在于，所述蒸汽室包括所述壳体内的多个流体独立的室，每个所述流体独立的室包围所述传热流体的至少一部分。
5.根据权利要求4所述的服务器托盘封装，其特征在于，所述传热流体的所述部分在成分或量中的至少一个中变化。
6.根据权利要求4所述的服务器托盘封装，其特征在于，至少一个所述流体独立的室包括第一容积，并且至少另一所述流体独立的室包括大于所述第一容积的第二容积。
7.根据权利要求6所述的服务器托盘封装，其特征在于，所述第二容积在所述发热处理器设备上方垂直对准定位。
8.根据权利要求1所述的服务器托盘封装，其特征在于，所述蒸汽室一体地形成为所述液体冷却板组件的所述顶部的基底，并且所述蒸汽室位于所述基部的盖的顶端并且通过热界面材料与所述盖传导传热接触。
9.根据权利要求1所述的服务器托盘封装，其特征在于，所述蒸汽室一体地形成为所述液体冷却板组件的所述基部的盖，并且所述蒸汽室支撑所述顶部的基底并且通过热界面材料与所述基底传导传热接触。
10.一种用于冷却数据中心中的发热设备的方法，其特征在于，包括：
使冷却液流循环到服务器托盘封装，所述服务器托盘封装包括：
主板组件，所述主板组件包括多个数据中心电子设备，所述多个数据中心电子设备包括至少一个发热处理器设备；
液体冷却板组件，所述液体冷却板组件包括基部和顶部，所述基部安装到所述主板组件，所述基部和主板组件限定至少部分地包围所述多个数据中心电子设备的容积，所述顶部安装到所述基部；以及
蒸汽室，所述蒸汽室位于所述基部与所述顶部之间；
使冷却液流循环进入所述传热部件的入口端；
将来自所述多个数据中心电子设备的热量接收到包围在所述蒸汽室的壳体内的传热流体中，以蒸发所述传热流体的至少一部分；
使来自所述入口端的所述冷却液流循环通过被限定通过所述传热构件的冷却液流路，以将热量从所述传热流体的蒸发的所述部分传递到所述冷却液中；以及
使受热的所述冷却液流从所述冷却液流路循环到所述传热构件的出口端。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括：
通过位于所述多个数据中心电子设备与所述基部的顶表面之间的第一热界面材料从所述多个数据中心电子设备传递热量；
通过位于所述基部与所述蒸汽室之间的第二热界面材料从所述基部的所述顶表面传递热量；以及
通过位于所述液体冷却板组件的所述顶部的底表面与所述蒸汽室之间的第三热界面材料从所述蒸汽室传递热量。
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，使所述冷却液流循环通过被限定通过所述传热构件的所述冷却液流路包括，使所述冷却液循环通过多个流动通道，所述多个流动通道由包围在所述冷却液流路内的多个传热表面限定。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，将来自所述多个数据中心电子设备的热量接收到包围在所述蒸汽室的所述壳体内的所述传热流体中，以蒸发所述传热流体的至少所述部分包括：
将来自所述多个数据中心电子设备的热量接收到包围在所述蒸汽室的所述壳体内的相应的流体独立的室内的所述传热流体的多个部分中。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述传热流体的所述部分在成分或量中的至少一个中变化。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，至少一个所述流体独立的室包括第一容积，并且至少另一所述流体独立的室包括大于所述第一容积的第二容积。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，进一步包括：
将来自所述发热处理器设备的热量接收到包围在所述另一所述流体独立的室中的所述第二容积内的所述传热流体的所述部分中；以及
将来自一个或多个存储器设备的热量接收到包围在所述至少一个所述流体独立的室中的所述第一容积内的所述传热流体的所述部分中。
17.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述蒸汽室一体地形成为所述液体冷却板组件的所述顶部的基底，并且所述蒸汽室位于所述基部的盖的顶端并且通过热界面材料与所述盖传导传热接触。
18.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述蒸汽室一体地形成为所述液体冷却板组件的所述基部的盖，并且所述蒸汽室支撑所述顶部的基底并且通过热界面材料与所述基底传导传热接触。
19.一种用于形成服务器托盘封装的方法，其特征在于，包括：
将多个数据中心电子设备安装到主板组件，所述多个数据中心电子设备包括至少一个发热处理器设备；
将液体冷却板组件基底安装到所述主板组件，以至少部分地限定包围所述多个数据中心电子设备的容积；
将蒸汽室安装到所述液体冷却板组件基底，所述蒸汽室包括限定至少一个流体隔离室的壳体，所述至少一个流体隔离室包围相变流体的至少一部分；以及
将液体冷却板组件顶帽安装到所述蒸汽室，所述液体冷却板组件顶帽包括传热构件，所述传热构件包括入口端和出口端，所述入口端和所述出口端与被限定通过所述传热构件的冷却液流路流体连通。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，进一步包括：
将所述多个数据中心电子设备安装到所述主板组件的中介层；
将所述中介层安装到所述主板组件的基板；以及
将所述基板安装到所述主板组件的主板。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，进一步包括：
将第一热界面材料定位在所述液体冷却板组件基底的盖与所述蒸汽室之间；
将第二热界面材料定位在所述盖与所述多个数据中心电子设备之间；以及
将第三热界面材料定位在所述蒸汽室与所述液体冷却板组件顶帽的基底之间。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述蒸汽室包括所述液体冷却板组件顶帽的基底。
23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述蒸汽室包括所述液体冷却板组件基底的盖。
24.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述蒸汽室的所述壳体的底表面的面积不同于所述液体冷却板组件基底的面积，所述蒸汽室安装在所述液体冷却板组件基底上。
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