CN115379729A - 散热模块、装置、刀片服务器及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种散热模块、装置、刀片服务器及电子设备，散热模块包括平板热管，平板热管的侧面用于接触芯片模组；散热鳍片，散热鳍片固定在平板热管的一端。散热装置包括固定支架和上述的散热模块，多个散热模块互相平行且间隔均匀设置并通过固定支架连为一体，相邻的散热模块之间的间隙作为安装槽以用于放置芯片模组。刀片服务器包括：箱体、多个芯片模组和上述的散热装置。本发明利用平板热管超高的导热性能，通过传导散热的方式将芯片模组的热量通过平板热管以最短的热通道路径直接传导至散热鳍片，此方式相对于传统的对流散热方式省去了复杂的风道结构，传热路径大大缩短而且传热效率更高。
Description
技术领域
本发明涉及服务器领域，特别涉及一种散热模块、装置、刀片服务器及电子设备。
背景技术
现有的计算机或服务器内部使用的散热方式通常为导冷散热结构或风冷散热结构，传统的风冷散热结构风道设计复杂、散热效率低，例如图1所示的刀片式服务器传统散热结构风道结构，热量集中在服务器中间的芯片所在区域，为了在服务器内部形成曲折的风道带走芯片所在区域的热量，服务器的进风方向与出风方向不能处在同一条直线上，但这种结构设计的传热路径过长且风道结构复杂，会造成散热风扇的风量和风压损失，降低散热性能。部分高集成度板卡设备热量密度已达100W/m2以上，传统的风冷散热结构无法满足散热需求，这类高功耗设备使用液冷散热器对大功率器件进行散热，但传统的液冷散热器存在体积较大，对外部供液设备依存度较高，特别是在外部供液设备损坏失效，无法提供冷却液的情况下会存在板卡设备发热芯片过热损毁的风险。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种散热模块、装置、刀片服务器及电子设备，能够缩短传热路径、提高风冷散热的散热效率，满足高功耗设备的散热需求。
根据本发明第一方面实施例的散热模块，包括：平板热管，所述平板热管的侧面用于接触芯片模组；散热鳍片，所述散热鳍片固定在所述平板热管的一端。
根据本发明第一方面实施例的散热模块，至少具有如下有益效果：
本发明实施方式采用平板热管+散热鳍片的结构，平板热管通过腔体内部发生的“蒸发-冷凝”循环往复的相变化作用，不断将热量传导至端部的散热鳍片，通过散热鳍片的高效散热性能将热量迅速转移到外界大气环境中，散热鳍片位于平板热管的一端，服务器的风道只需穿过散热鳍片所在区域即可迅速将热量带走，无需采用复杂风道结构穿过散热芯片所在区域，能够缩短传热路径，提高风冷散热的散热效率，满足高功耗设备的散热需求。本发明利用平板热管超高的导热性能，通过传导散热的方式将芯片模组的热量通过平板热管以最短的热通道路径直接传导至散热鳍片，此方式相对于传统的对流散热方式省去了复杂的风道结构，传热路径大大缩短而且传热效率更高。
根据本发明的一些实施例，所述散热鳍片位于所述平板热管与芯片模组相接处的一面。
根据本发明第二方面实施例的散热装置，包括：固定支架和上述的散热模块，多个所述散热模块互相平行且间隔均匀设置并通过固定支架连为一体，相邻的散热模块之间的间隙作为安装槽以用于放置芯片模组。
根据本发明第二方面实施例的散热装置，至少具有如下有益效果：
本发明实施方式采用平板热管+散热鳍片的结构，平板热管通过腔体内部发生的“蒸发-冷凝”循环往复的相变化作用，不断将热量传导至端部的散热鳍片，通过散热鳍片的高效散热性能将热量迅速转移到外界大气环境中，散热鳍片位于平板热管的一端，服务器的风道只需穿过散热鳍片所在区域即可迅速将热量带走，无需采用复杂风道结构穿过散热芯片所在区域，能够缩短传热路径，提高风冷散热的散热效率，满足高功耗设备的散热需求。本发明利用平板热管超高的导热性能，通过传导散热的方式将芯片模组的热量通过平板热管以最短的热通道路径直接传导至散热鳍片，此方式相对于传统的对流散热方式省去了复杂的风道结构，传热路径大大缩短而且传热效率更高。
根据本发明的一些实施例，所述安装槽内设置有滑轨和锁紧机构以用于固定芯片模组。
根据本发明的一些实施例，所述固定支架包括上支撑板、下支撑板和侧边连接板，所述上支撑板和下支撑板相对设置在所述侧边连接板的两端，所述上支撑板上开设有用于插入所述平板热管的插孔，所述下支撑板上设置有与平板热管的底部匹配的插槽，所述平板热管穿过所述插孔插入所述插槽内以用于固定，所述散热鳍片位于所述上支撑板的上方。
根据本发明第三方面实施例的刀片服务器，包括：箱体、多个芯片模组和上述的散热装置，所述散热装置安装在所述箱体内，所述芯片模组分别对应一个散热模块且固定在对应散热模块的安装槽内，所述芯片模组上设置有导热冷板，所述导热冷板与所述平板热管的导热面相接。
根据本发明第三方面实施例的刀片服务器，至少具有如下有益效果：
本发明实施方式采用平板热管+散热鳍片的结构，平板热管通过腔体内部发生的“蒸发-冷凝”循环往复的相变化作用，不断将热量传导至端部的散热鳍片，通过散热鳍片的高效散热性能将热量迅速转移到外界大气环境中，散热鳍片位于平板热管的一端，服务器的风道只需穿过散热鳍片所在区域即可迅速将热量带走，无需采用复杂风道结构穿过散热芯片所在区域，能够缩短传热路径，提高风冷散热的散热效率，满足高功耗设备的散热需求。本发明利用平板热管超高的导热性能，通过传导散热的方式将芯片模组的热量通过平板热管以最短的热通道路径直接传导至散热鳍片，此方式相对于传统的对流散热方式省去了复杂的风道结构，传热路径大大缩短而且传热效率更高。
根据本发明的一些实施例，所述箱体的两侧开设有相对设置的进风口和出风口，所述进风口和所述出风口与所述散热鳍片皆位于同一水平线上。
根据本发明的一些实施例，所述出风口上设置有散热风扇。
根据本发明第四方面实施例的电子设备，所述电子设备包括终端和上述的刀片服务器，所述终端与所述刀片服务器通讯连接。
根据本发明第四方面实施例的电子设备，至少具有如下有益效果：
本发明实施方式采用平板热管+散热鳍片的结构，平板热管通过腔体内部发生的“蒸发-冷凝”循环往复的相变化作用，不断将热量传导至端部的散热鳍片，通过散热鳍片的高效散热性能将热量迅速转移到外界大气环境中，散热鳍片位于平板热管的一端，服务器的风道只需穿过散热鳍片所在区域即可迅速将热量带走，无需采用复杂风道结构穿过散热芯片所在区域，能够缩短传热路径，提高风冷散热的散热效率，满足高功耗设备的散热需求。本发明利用平板热管超高的导热性能，通过传导散热的方式将芯片模组的热量通过平板热管以最短的热通道路径直接传导至散热鳍片，此方式相对于传统的对流散热方式省去了复杂的风道结构，传热路径大大缩短而且传热效率更高。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
图1为传统刀片服务器的风冷散热结构示意图；
图2为本发明实施例中散热模块的结构示意图；
图3为本发明实施例中散热装置的结构示意图；
图4为本发明实施例中芯片模组和散热装置的导热示意图；
图5为本发明实施例中刀片服务器的内部结构示意图；
图6为本发明实施例中刀片服务器的散热风道结构示意图。
附图标号：
平板热管100、散热鳍片200、固定支架300、上支撑板310、下支撑板320、侧边连接板330、箱体400、进风口410、出风口420、散热风扇430、芯片模组500、导热冷板600。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参考图1为现有刀片式服务器采用的传统铝合金冷板散热结构，因为结构和使用环境的限制导致服务器的进风方向与出风方向不能处在同一条直线上，由此会在服务器内部形成曲折的风道，造成的散热风扇的风量和风压损失，降低散热性能。为弥补风量风压损失，通常都会在进风口和出风口各设置一组散热风扇来提高散热性能，既提高了成本，同时噪音大并且散热效果依然不佳。
为了解决上述问题，参照图2所示，为本发明实施例的一种散热模块，包括：平板热管100和散热鳍片200，平板热管100主要由铝制均温面板和铝制均温腔组成，铝制均温面板由铝挤压成型制成，外壁为光滑面，内壁为铝挤压齿状沟槽。铝制均温腔内部由铜粉、蒸馏水等组成毛细回路系统，铝制均温面板和其内部的铜粉通过烧结成型连接成为一个均有气体-液体相变循环功能的结构件，平板热管100对比传统的纯铜导热管可以实现由点向面的传热，导热效率更高。散热鳍片200由数片冲压成型的铝片依靠卡扣结构互相扣合成为一个整体。当然散热鳍片200也可以采用其他结构的散热片，散热鳍片200固定在平板热管100的一端，本实施例中散热鳍片200固定在平板热管100的顶端，当然也可以固定在底端，散热鳍片200的表面经镀镍处理后与平板热管通过锡焊工艺焊接成型，当然也可以采用其他方式将散热鳍片200固定在平板热管100上，只要散热鳍片200与平板热管100紧贴可以高效导热即可。平板热管100靠下的区域用于接触芯片模组500，例如直接接触芯片模组500或接触导热冷板600，通过导热冷板600将芯片模组500的热量传递至平板热管100上。本发明实施例中芯片模组500中的芯片模组500表面设置有导热冷板600，芯片模组500通过导热硅胶垫将芯片热量传导至导热冷板600，导热冷板600的外表面作为导热接触面加工为光滑平面，通过光滑平面与平板热管100的侧面紧贴。
将散热鳍片200固定在平板热管100一端是为了便于设置风道，这样只需要使服务器的风道穿过散热鳍片200所在区域即可，风道可以直线设置，无需使风道穿过芯片模组500所在区域，也就无需采用图1所示的传统散热风道结构。参考图4所示，平板热管100在起到支撑和固定芯片模组500作用的同时将导热冷板600传导出的热量通过平板热管100腔体内部发生的“蒸发-冷凝”循环往复的相变化作用，不断将热量由平板热管100的下方传导至平板热管100的上方，平板热管内部的吸收的热量再传导至与之焊接的散热鳍片200表面，在风道的空气对流作用下，利用铝制散热鳍片200的高效散热性能，最终将芯片模组500产生的热量快速转移到外界大气环境中。
参考图3所示，本发明实施例还涉及一种散热装置，包括：固定支架300和多个上述实施例的散热模块，多个散热模块互相平行且间隔均匀设置并通过固定支架300连为一体，相邻的散热模块之间的间隙作为安装槽，安装槽内可以设置滑轨和锁紧机构，安装时将芯片模组500沿滑轨插入安装槽内，通过锁紧机构将芯片模组500与平板热管100的一侧的导热面直接接触并压紧，使导热冷板600的导热面与平板热管100的导热面紧贴在一起。
其中，本实施例中固定支架300包括上支撑板310、下支撑板320和侧边连接板330，上支撑板310和下支撑板320相对设置在侧边连接板330的两端形成“匸”形的支撑结构。上支撑板310上均匀开设有一排插孔，下支撑板320上设置有与平板热管100的底部匹配的插槽，安装时平板热管100穿过插孔且底部插入插槽内从而实现固定，散热鳍片200位于上支撑板310的上方，使散热鳍片200可以直接裸露在风道中，便于散热，上支撑板310支撑并固定平板热管100的上半区域，下支撑板320支撑并固定平板热管100的底部，增强了整体结构的稳定性。
参考图5和图6所示，本发明实施例还涉及一种刀片服务器，包括：箱体400、多个芯片模组500和上述实施例的散热装置，散热装置安装在箱体400内，芯片模组500插入安装槽内，芯片模组500上设置有导热冷板600，导热冷板600与平板热管100的导热面相接。本发明实施例中散热鳍片200皆焊接在平板热管100的顶端，因此所有的散热鳍片200皆位于箱体400内的顶部区域，箱体400的两侧开设有相对设置的一组进风口410和一组出风口420，进风口410和出风口420与散热鳍片200皆位于同一水平线上，进风口410和出风口420形成的风道位于箱体400内顶部区域，通过进风口410和出风口420产生的对流空气能够迅速将散热鳍片200上的热量带走。本发明实施例中进风口410位于箱体400左侧面的顶部，出风口420位于箱体400右侧面的顶部，每个进风口410和出风口420对应一个散热鳍片200，这样可以形成直线风道，对比图1的传统风冷散热结构明显缩短了风道的长度，也就意味着缩短了传热路径，提高风冷散热的散热效率。为了实现空气对流，本发明实施例中出风口420上设置有散热风扇430，当然也可以在进风口410设置一个进气风扇或通过外置的风扇实现空气流通。
参考图1，传统的风冷散热结构传热路径过长且风道结构复杂，会造成散热风扇的风量和风压损失，降低散热性能，为了弥补风量风压损失，通常都会在进风口和出风口各设置一组散热风扇来提高散热性能。参考图6所示，本发明实施例中使用了平板热管100+散热鳍片200的散热结构，可以使芯片模组500产生的热量直接传导至到出风口420，不仅使散热风扇430工作时的风量风压损失大大减少而且仅用一组散热风扇430即可满足散热需求且散热性能更好，降低了服务器结构复杂度、节约了成本，提高了设备使用的可靠性和可维护性。
本申请将芯片模组500产生的热量通过热传导的方式传递给平板热管100，平板热管100的导热系数为普通铝合金导热管的5倍以上，借助平板热管100超高的导热性能，通过传导散热的方式将芯片模组500的热量通过平板热管100以最短的热通道路径直接传导至散热端，此方式相对于传统的对流散热来说避免了省去了复杂的风道结构，传热路径大大缩短而且传热效率更高。同时借助平板热管100和与之焊接成型的高密度散热鳍片200，在有限的空间内使平板热管100散热器的散热面积比传统散热冷板高出50％。通过实测数据可计算出本申请的散热模块的热阻约为0.7℃/W，仅为传统铝合金冷板散热结构热阻的1/3左右，传热热阻的降低可以使芯片模组500的热量传递速率大大提高，有效的提升了散热效能。
本发明还涉及一种电子设备，电子设备包括终端和上述实施例的刀片服务器，终端可以为计算机、手机或任意的终端设备，终端与刀片服务器通讯连接。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (9)
1.一种散热模块，其特征在于，包括：
平板热管(100)，所述平板热管(100)的侧面用于接触芯片模组；
散热鳍片(200)，所述散热鳍片(200)固定在所述平板热管(100)的一端。
2.根据权利要求1所述的散热模块，其特征在于，所述散热鳍片(200)位于所述平板热管(100)与芯片模组相接处的一面。
3.一种散热装置，其特征在于，包括：固定支架(300)和多个权利要求1至2任意一项所述的散热模块，多个所述散热模块互相平行且间隔均匀设置并通过固定支架(300)连为一体，相邻的散热模块之间的间隙作为安装槽以用于放置芯片模组。
4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述安装槽内设置有滑轨和锁紧机构以用于固定芯片模组。
5.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述固定支架(300)包括上支撑板(310)、下支撑板(320)和侧边连接板(330)，所述上支撑板(310)和下支撑板(320)相对设置在所述侧边连接板(330)的两端，所述上支撑板(310)上开设有用于插入所述平板热管(100)的插孔，所述下支撑板(320)上设置有与平板热管(100)的底部匹配的插槽，所述平板热管(100)穿过所述插孔插入所述插槽内以用于固定，所述散热鳍片(200)位于所述上支撑板(310)的上方。
6.一种刀片服务器，其特征在于，包括：箱体(400)、多个芯片模组和权利要求3至5任意一项所述的散热装置，所述散热装置安装在所述箱体(400)内，所述芯片模组分别对应一个散热模块且固定在对应散热模块的安装槽内，所述芯片模组上设置有导热冷板，所述导热冷板与所述平板热管(100)的导热面相接。
7.根据权利要求6所述的刀片服务器，其特征在于，所述箱体(400)的两侧开设有相对设置的进风口(410)和出风口(420)，所述进风口(410)和所述出风口(420)与所述散热鳍片(200)皆位于同一水平线上。
8.根据权利要求7所述的刀片服务器，其特征在于，所述出风口(420)上设置有散热风扇(430)。
9.一种电子设备，其特征在于，包括终端和所述电子设备包括权利要求6至8任意一项所述的刀片服务器，所述终端与所述刀片服务器通讯连接。
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|---|---|---|---|
| CN202210974042.XA Pending CN115379729A (zh) | 2022-08-15 | 2022-08-15 | 散热模块、装置、刀片服务器及电子设备 |
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|---|---|
| CN (1) | CN115379729A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117320362A (zh) * | 2023-11-29 | 2023-12-29 | 四川赛狄信息技术股份公司 | 一种散热机箱、散热部件的确定方法以及信号处理设备 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWM302249U (en) * | 2006-06-28 | 2006-12-01 | Pin-Jr Chen | Thermal module of vapor chamber |
| CN108762454A (zh) * | 2018-08-06 | 2018-11-06 | 紫光股份有限公司 | 一种用于刀片服务器的中央处理器芯片散热装置 |
| CN110062565A (zh) * | 2019-04-25 | 2019-07-26 | 中国船舶重工集团公司第七一六研究所 | 基于热电制冷技术的均热板加固服务器高效散热装置及方法 |
| CN110913666A (zh) * | 2019-12-10 | 2020-03-24 | 西安电子工程研究所 | 一种低热阻通道密封型标准航空机箱 |
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| WO2022083159A1 (zh) * | 2020-10-21 | 2022-04-28 | 无锡罗利尔科技有限公司 | 一种实现高效散热的pc主机机箱 |
-
2022
- 2022-08-15 CN CN202210974042.XA patent/CN115379729A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN117320362A (zh) * | 2023-11-29 | 2023-12-29 | 四川赛狄信息技术股份公司 | 一种散热机箱、散热部件的确定方法以及信号处理设备 |
| CN117320362B (zh) * | 2023-11-29 | 2024-02-13 | 四川赛狄信息技术股份公司 | 一种散热机箱、散热部件的确定方法以及信号处理设备 |
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