CN113891620B - 一种散热装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种散热装置及电子设备，所述散热装置包括均热板，所述均热板包括依次设置的吸热板体、真空腔和散热区域；所述吸热板体用于连接至发热器件上；所述真空腔内设置有至少一个立体散热结构，所述立体散热结构的端部与所述真空腔的内壁留有间隙，所述真空腔的内壁和所述立体散热结构上均设置有毛细结构，所述毛细结构用于容置散热液；所述散热区域用于降低与所述散热液对应的散热蒸气的温度；应用本发明实施例提供的散热装置，能够提高冷板的散热能力的效果。

Description

一种散热装置及电子设备
技术领域
本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种散热装置及电子设备。
背景技术
电子设备在进行数据运算期间会产生热量，温度的较高会影响电子设备的运行性能，为了使电子设备能够高效地运行，需要对电子设备进行冷却。冷板是用于对电子设备进行液冷散热的装置，冷板内设置有多条供冷却液流动的通道，当发热器件的热量传导到冷板上，热量经由冷板内部的冷却液吸收，随着冷却液的流动进入外冷循环系统，散到室外。但是传统冷板的散热能力有限，需要改善冷板的散热能力。
发明内容
本发明实施例提供了一种散热装置及电子设备，提高冷板的散热能力的效果。
本发明一方面提供一种散热装置，所述散热装置包括均热板，所述均热板包括依次设置的吸热板体、真空腔和散热区域；所述吸热板体用于连接至发热器件上；所述真空腔内设置有至少一个立体散热结构，所述立体散热结构的端部与所述真空腔的内壁留有间隙，所述真空腔的内壁和所述立体散热结构上均设置有毛细结构，所述毛细结构用于容置散热液；所述散热区域用于降低与所述散热液对应的散热蒸气的温度。
在一可实施方式中，所述立体散热结构的高度不超过所述真空腔高度的三分之二。
在一可实施方式中，所述立体散热结构可活动连接在所述真空腔的内壁上。
在一可实施方式中，所述立体散热结构为翅片型结构、柱状结构、球形结构中的至少其中之一。
在一可实施方式中，所述发热器件包括第一区域和第二区域，所述第一区域的散热需求大于所述第二区域，所述立体散热结构设置于与所述第一区域对应的位置上。
在一可实施方式中，所述散热区域上形成有若干散热凹槽。
在一可实施方式中，所述散热凹槽可活动连接在所述真空腔上。
在一可实施方式中，所述散热区域上还连接有液冷板。
在一可实施方式中，所述液冷板嵌设在散热凹槽中。
本发明另一方面提供一种电子设备，包括：电子元件和如上述可实施方式中任一项所述的散热装置，所述散热装置用于与所述电子元件表面靠近或接触，所述散热装置用于对所述电子元件散热。
本申请实施例提供的散热装置，通过在均热板的真空腔内设置立体散热结构，毛细结构能够设置在真空腔的内壁和立体散热结构上，从而能够增加毛细结构的整体体积，使毛细结构能够容置更多的散热液，从而提高散热装置的散热效果。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：
在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
图1为本发明第一实施例一种散热装置的截面示意图；
图2为本发明第二实施例一种散热装置立体散热结构的排布示意图；
图3为本发明第三实施例一种散热装置立体散热结构的排布示意图；
图4为本发明第四实施例一种散热装置的截面示意图；
图5为本发明第五实施例一种散热装置的截面示意图；
图6为本发明第六实施例一种散热装置的截面示意图；
图7为本发明第七实施例一种散热装置的截面示意图；
图8为本发明第八实施例一种散热装置的截面示意图。
其中，附图标记如下：1、均热板；11、吸热板体；12、真空腔；13、立体散热结构；14、毛细结构；15、散热凹槽；2、发热器件；21、第一区域；22、第二区域；3、液冷板。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明第一实施例一种散热装置的截面示意图；
参见图1，本申请一方面提供一种散热装置，散热装置包括均热板1，均热板1包括依次设置的吸热板体11、真空腔12和散热区域；吸热板体11用于连接至发热器件2上；真空腔12内设置有至少一个立体散热结构13，立体散热结构13的端部与真空腔12的内壁留有间隙，真空腔12的内壁和立体散热结构13上均设置有毛细结构14，毛细结构14用于容置散热液；散热区域用于降低与散热液对应的散热蒸气的温度。
本申请实施例提供的散热装置，通过在均热板1的真空腔12内设置至少一个立体散热结构13，毛细结构14能够设置在真空腔12的内壁和立体散热结构13上，从而能够增加毛细结构14的整体体积，使毛细结构14能够容置更多的散热液，从而提高散热装置的散热效果。
发热器件2可以为电子设备内部的电子元件，如各类芯片。吸热板体11为均热板1上与发热器件2连接的结构。吸热板体11可以是均热板1外壳的一部分，与均热板1外壳一体成型，吸热板体11也可以通过拼接连接在均热板1外壳上。吸热板件通过与发热器件2连接，从而将发热器件2的热量传导至真空腔12内进行散热，吸热板件可以为导热性能良好的金属制成。
立体散热结构13为设置在真空腔12内且相对真空腔12内壁凸起的立体结构，立体散热结构13可以设置在真空腔12内壁的任意位置，立体散热结构13设置在吸热板体11位于真空腔12内的表面上，以使吸热板体11位于真空腔12的表面面积增大，从而使吸热板体11位于发热器件2的表面面积小于吸热板体11位于真空腔12内表面面积。立体散热结构13可以固定在吸热板体11上，也可以通过冲压与吸热板体11一体成型。立体散热结构13的端部与真空腔12的内壁留有间隙，以避免由于立体散热结构13的端部与真空腔12的内壁接触而减小毛细结构14的总面积。具体的，立体散热结构13的一端连接在吸热板体11上，另一端与真空腔12远离吸热板体11的内壁留有间隙。毛细结构14覆盖在真空腔12的内壁和立体散热结构13的外表面上，毛细结构14包括很多的微细结构，微细结构能够用于容置散热液。
本申请实施例提供的散热装置在使用时，将均热板1与发热器件2固定连接，使吸热板体11的外表面与发热器件2的表面接触，当发热器件2工作时，吸热板体11通过热传导将发热器件2的热量传导至真空腔12内，真空腔12为一个低真空度的腔体。位于毛细结构14中的散热液能够吸收传导至真空腔12内的热量，散热液吸热后迅速蒸发，产生液相气化现象，形成散热蒸气。散热蒸气很快充满整个真空腔12。可以理解的是，真空腔12内远离吸热板体11的区域温度较低，即散热区域，当散热蒸气接触到比较冷的散热区域时便会产生凝结现象，将由蒸发时所累积的热量在凝结过程中快速释放出来。散热区域用于进行热传导，将散热蒸气释放的热量传导至外界环境中，实现对发热器件2进行快速散热。散热蒸气释放凝结为散热液，散热液再回到毛细结构14上。通过散热液蒸发凝结周而复始，使均热板1持续对发热器件2进行散热，由于增设了的立体散热结构13，能够使毛细结构14容置更多的散热液，由于更多的散热液快速将发热器件2的热量传到至散热区域中，且散热区域的散热范围远大于发热器件2本身的散热范围，因此能够提升散热速度，从而提高散热效果。
在一可实施方式中，立体散热结构13的高度不超过真空腔12高度的三分之二。进一步的，选为不超过真空腔12高度的二分之一。可以理解的是，在吸热板体11进行热传导的过程中，真空腔12内越远离吸热板体11的区域温度越低，当立体散热结构13的高度过高的情况下，其不仅会占据散热区域的空间，而且立体散热结构13的端部由于热量不足无法使散热液蒸发，无法起到散热效果。基于此，本申请中立体散热结构13的高度不超过真空腔12高度的三分之二，以满足立体散热结构13上的毛细结构14的散热液均能够实现蒸发凝结的散热过程。例如，当均热板1真空腔12内的高度为4毫米的情况下，立体散热结构13的高度选为1～2毫米，当均热板1真空腔12内的高度为3毫米的情况下，立体散热结构13的高度不超过1.5毫米。
图2为本发明第二实施例一种散热装置立体散热结构13的排布示意图；图3为本发明第三实施例一种散热装置立体散热结构13的排布示意图。
参见图2和图3，在一可实施方式中，立体散热结构13为翅片型结构、柱状结构、球形结构中的至少其中之一。
立体散热结构13的立体凸起形状包括但不限于翅片型、柱形、球形、半球形、锥形等其他形状。且在同一真空腔12内，可以设置一种以上形状的立体散热结构13进行组合。进一步的，当立体散热结构13为多个的情况下，立体散热结构13可以采用各种方式进行排列，包括但不限于，随机排列、矩阵排列、环形排列等，且排列方式同样可以互相组合。进一步的，相邻立体散热结构13之间同样存在间隔。
图4为本发明第四实施例一种散热装置的截面示意图。
参见图4，在一可实施方式中，发热器件2包括第一区域21和第二区域22，第一区域21的散热需求大于第二区域22，立体散热结构13设置于与第一区域21对应的位置上。
部分发热器件2在进行工作时，其表面产生的温度存在差异，散热装置可以根据发热器件2的发热情况对应的设置立体散热结构13的具体位置。在一种实施情况下，可以将立体散热结构13设置在发热器件2散热需求较大的区域。
图5为本发明第五实施例一种散热装置的截面示意图。
参见图5，在另一种实施情况下，当发热器件2整体散热需求都较大的情况下，可以对立体散热结构13的密度进行布设，即位于第一区域21的立体散热结构13的密度大于位于第二区域22的立体散热结构13的密度。还可以通过调节立体散热结构13的排布对发热器件2表面进行针对性降温。
在一可实施方式中，立体散热结构13可活动连接在真空腔12的内壁上。
立体散热结构13可以通过驱动件控制实现活动连接在真空腔12的内壁上的目的，使立体散热结构13能够根据散热需求在真空腔12中移动，从而能够使立体散热结构13对发热器件2的散热效果更有针对性。具体的，在一种实施情况下，可以对发热器件2表面进行分区的温度监控，并根据监控获得的温度情况，控制立体散热结构13移动到散热需求大的区域内，实现对该区域的降温。
图6为本发明第六实施例一种散热装置的截面示意图。
参见图6，在一可实施方式中，散热区域上形成有若干散热凹槽15。
散热区域包括均热板1远离吸热板体11的外壳，通过在外壳上形成若干散热凹槽15，能够增大散热区域与外界环境的接触面积，从而增大散热区域与外界环境进行热交换的换热效率，提高散热速度，从而进一步提高散热装置的散热效果。可以理解的是，本申请散热凹槽15的数量、形状和排列方式均可以根据实际情况进行调整。散热凹槽15包括但不限于长条槽、方槽、阶梯槽、锥形槽、圆形槽等。散热凹槽15也可以采用随机排列、矩阵排列、环形排列等排列方式进行设置。
进一步的，可以在散热区域上连接各种类型的散热翅片，即将散热翅片连接在均热板1的外壳上，利用散热翅片，能够进一步提升均热板的散热效率。
图7为本发明第七实施例一种散热装置的截面示意图；
参见图7，在一可实施方式中，散热区域上还连接有液冷板3。
具体的，可以将液冷板3连接在均热板1的外壳上，液冷板3内部具有散热翅片形成的微通道结构，利用微通道的机构特性，散热区域的热量传导到液冷板3上，由液冷板3内部微通道结构内的液体吸收，并通过液冷系统进入外冷循环系统，散到室外，能够强化传热，增大对流换热强度，从而将热量从发热器件2带走，保证器件的工作温度。进一步的，可以通过控制液冷系统的流向和流速实现对液冷板3散热能力的控制。通过液冷板3内部微通道结构与均热板1结合，通过灵活设计微通道内散热翅片的大小与分布，能够极大增加换热面积，提升换热效果。
通过将均热板1与发热器件2连接的表面尺寸可以大于发热器件2的表面，例如，使均热板1与发热器件2连接的表面尺寸为发热器件2表面的两倍以上，从而利用均热板2的真空腔将发热器件2散热表面积扩展到至少两倍以上，突破发热器件2表面功率密度过大的瓶颈问题。
举例来说，如果发热器件2为1000W高密度芯片，在其表面连接表面尺寸为其两倍或三倍的均热板1，并通过等尺寸的液冷板3对均热板进行散热，相当于2个500W芯片或3个330W芯片通过冷板微通道结构进行散热。极大降低了超高功率密度芯片的液冷板的设计要求。
在一种实施场景中，液冷板3可以连接在任意需要提升散热效率的均热板1表面，本结构可以不对均热板1真空腔内的内部结构进行限定，只需将液冷板3连接在均热板1表面，即可实现对均热板1进行散热的目的。
图8为本发明第八实施例一种散热装置的截面示意图。
参见图8，在一可实施方式中，液冷板3嵌设在散热凹槽15中。通过液冷板3与散热凹槽15结合，即保证了散热区域内换热面积的增大，又能够通过液冷板3对外界环境进行快速降温。从而满足了散热需求。
在一可实施方式中，散热凹槽15可活动连接在真空腔12上。需要补充的是，本方法的散热凹槽15的形状、数量和深度均可以根据实际情况进行调整，通过调整散热凹槽15的深度，能够改变液冷板3的立体程度，散热凹槽15深度越大，液冷板3越立体。
散热凹槽15也可以通过驱动件控制实现活动连接在真空腔12上的目的，具体的，通过驱动件控制活动连接在均热板1的外壳上，使散热凹槽15能够根据散热需求在均热板1的外壳上移动。在一种具体实施场景中，散热凹槽15可以根据外部环境的温度进行移动，通过对外部环境进行温度监控，从而控制散热凹槽15移动到温度较低的区域，提高热交换的效率。在另一种具体实施场景中，散热凹槽15可以可活动的立体散热结构13进行移动，通过监控立体散热结构13的位置，控制散热凹槽15移动至对应立体散热结构13的位置上，加强对立体散热结构13的散热效果。可以理解的是，当液冷板3嵌设在散热凹槽15中时，本申请可以通过移动散热凹槽15实现对液冷板3的同步移动。
在一种实施场景中，液冷板3可以连接在任意需要提升散热效率的均热板1的表面散热凹槽15内，本结构可以不对均热板1真空腔内的内部结构进行限定，只需将液冷板3连接在均热板1表面散热凹槽15内，即可实现对均热板1进行散热的目的。
本申请另一方面提供一种电子设备，包括：电子元件和如上述可实施方式中任一项的散热装置，散热装置用于与电子元件表面靠近或接触，散热装置用于对电子元件散热。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种散热装置，所述散热装置包括均热板，所述均热板包括依次设置的吸热板体、真空腔和散热区域；
所述吸热板体用于连接至发热器件上；所述发热器件包括第一区域和第二区域，所述第一区域的散热需求大于所述第二区域；
所述真空腔内设置有至少一个立体散热结构，所述立体散热结构设置在所述吸热板体位于真空腔内的表面上，所述立体散热结构的端部与所述真空腔的内壁留有间隙，所述立体散热结构为设置在真空腔内且相对真空腔内壁凸起的立体结构，使吸热板体位于发热器件的表面积小于吸热板体位于真空腔内的表面积；
所述真空腔的内壁和所述立体散热结构上均覆盖有毛细结构，所述真空腔的内壁和所述立体散热结构上的毛细结构均用于容置散热液，使所述均热板内的毛细结构能够容置比真空腔的内壁上的毛细结构更多的散热液；
所述立体散热结构设置于与所述第一区域对应的位置上，或所述第一区域的立体散热结构的密度大于位于第二区域的立体散热结构的密度；
所述散热区域用于降低与所述散热液对应的散热蒸气的温度，所述散热区域为真空腔内温度低于所述散热蒸气的区域。
2.根据权利要求1所述的散热装置，所述立体散热结构的高度不超过所述真空腔高度的三分之二。
3.根据权利要求1所述的散热装置，所述立体散热结构可活动连接在所述真空腔的内壁上。
4.根据权利要求1所述的散热装置，所述立体散热结构为翅片型结构、柱状结构、球形结构中的至少其中之一。
5.根据权利要求1所述的散热装置，所述散热区域上形成有若干散热凹槽。
6.根据权利要求5所述的散热装置，所述散热凹槽可活动连接在所述真空腔上。
7.根据权利要求1所述的散热装置，所述散热区域上还连接有液冷板。
8.根据权利要求7所述的散热装置，所述液冷板嵌设在散热凹槽中。
9.一种电子设备，包括：电子元件和如权利要求1-8任一项所述的散热装置，所述散热装置用于与所述电子元件表面靠近或接触，所述散热装置用于对所述电子元件散热。
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