CN208636787U - 一种用于刀片服务器的中央处理器芯片散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于刀片服务器的中央处理器芯片散热装置，属于集成电路芯片散热技术领域。本刀片服务器的散热装置包括蒸发器、热管、冷凝器和散热风道。本实用新型通过蒸发器吸收CPU芯片产生的热量，蒸发器腔体内部的液体工质受热后迅速汽化为蒸汽，热管将工质蒸汽传输到冷凝器进行冷凝液化放热。由于利用工质的汽、液相变传递热量，因此热阻很小，具有很高的导热能力。散热风道为直通结构，风力单向，无紊流现象，可使冷凝器快速充分散热，迅速排放CPU芯片产生的热量。散热风道与刀片服务器的电路空间物理隔离，散热气流只在散热风道内流动，不进入刀片服务器的电路空间，解决了已有散热装置存在级联加热效应、散热效率低和风扇噪音大等问题。

Description

一种用于刀片服务器的中央处理器芯片散热装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于刀片服务器的中央处理器芯片散热装置，属于集成电路芯片散热技术领域。

背景技术

刀片服务器是指在标准高度的机架式机箱内可插装多个卡式的服务器单元，是一种实现高可用、高密度的低成本服务器平台，目前主要广泛用于大型数据中心和高性能集群的建设。刀片服务器由于采用高性能和高集成度设计方案，其优点是最大限度地减小了对物理空间的占用，但缺点是大幅度提高了功率密度，运行中要产生大量的热量，因此刀片服务器的散热性能就成为决定系统运行稳定性的关键因素。

刀片服务器受物理结构的限制，CPU芯片的散热片体积不能太大，散热片上也不能安装风扇，散热问题异常突出。已有的散热装置其结构如图1所示，只能采用前面板进风、后背板出风的设计，以空气对流方式进行散热。由于刀片服务器内电子元器众多，造成内部风道结构复杂，流体阻力很大，存在级联加热效应，导致散热效果较差。为了能够及时带走内部电子元器件产生的热量，进出刀片服务器机箱的空气流量必须很大，不得不使用大功率、高转速强力风扇，使风扇的气动噪声和旋转噪声成为的刀片服务器的主要噪声源。

发明内容

本实用新型的目的是提出一种用于刀片服务器的中央处理器芯片散热装置，对已有的用于刀片服务器的散热装置的结构进行改进，利用蒸发器吸收中央处理器芯片产生的热量，以解决了现有刀片服务器散热装置存在级存在的级联加热效应问题。

本实用新型提出的用于刀片服务器的中央处理器芯片散热装置，包括散热片和轴流风扇，其特征在于还包括蒸发器、热管、冷凝器和散热风道，所述的蒸发器的底部通过导热硅胶粘接在中央处理器芯片上，所述的热管的两端分别与蒸发器和冷凝器焊接连通，蒸发器、热管和冷凝器组成的热系统内部抽成真空状态，蒸发器、热管和冷凝器组成的热系统内部充入液体工质，所述的冷凝器安装在散热风道中，散热风道与刀片服务器的电路空间物理隔离；多台轴流风扇分别与散热风道和刀片服务器外壳相连通。

本实用新型提出的用于刀片服务器的中央处理器芯片散热装置，其优点是：

本实用新型的用于刀片服务器的中央处理器芯片散热装置，利用封闭真空系统内的液体蒸发与凝结来传递热量，可将CPU芯片产生的热量迅速传递到散热通道中的冷凝器。蒸发器腔内的液体工质受热后迅速汽化为蒸汽，蒸汽经热管被传送到散热风道中的冷凝器，对工质蒸汽进行冷凝液化放热。由于利用工质的汽、液相变传递热量，因此热阻很小，具有很高的导热能力。散热风道为直通结构，风力单向，无紊流现象，可使冷凝器迅速充分散热，快速排放CPU芯片产生的热量。由于冷凝器腔体上的散热翅片面积较大，并处于无遮挡的专用散热风道内，可采用噪音较小的低转速、低风量风扇，解决了已有刀片服务器散热装置散热片面积小、风道结构复杂、风扇噪音大和散热效率低等问题。另外，散热风道与刀片服务器的电路空间物理隔离，散热气流只在专用散热风道内流动，不进入刀片服务器电路空间，解决了已有散热装置存在级联加热效应问题。

附图说明

图1是已有的刀片服务器散热装置的结构示意图。

图2是本实用新型提出的刀片服务器中央处理器散热装置结构示意图。

图3是图2中冷凝器7的A-A剖面图。

图1和图2中，1是中央处理器芯片，2是散热片，3是轴流风扇，4是刀片服务器外壳，5是蒸发器、6是热管，7是冷凝器，8是散热风道。

具体实施方式

本实用新型提出的用于刀片服务器的中央处理器芯片散热装置，其结构如图2所示。包括散热片2和轴流风扇3、蒸发器5、热管6、冷凝器7和散热风道8。蒸发器5的底部通过导热硅胶粘接在中央处理器芯片1上，热管6的两端分别与蒸发器5和冷凝器7焊接连通，蒸发器5、热管6和冷凝器7组成的热系统内部抽成真空状态，蒸发器5、热管6 和冷凝器7组成的热系统内部充入液体工质。冷凝器7安装在散热风道8中，散热风道8 与刀片服务器的电路空间物理隔离。多台轴流风扇3分别与散热风道3和刀片服务器外壳 4相连通，轴流风扇3可以通过螺钉固定在刀片服务器外壳4上。

本实用新型提出的用于刀片服务器的中央处理器芯片散热装置中，蒸发器5用来吸收 CPU芯片1产生的热量，蒸发器5腔体内部的液体工质受热后迅速汽化为蒸汽，工质蒸汽在微小压力差的作用下进入热管6，并带走大量热量。热管6将工质蒸汽从蒸发器5传输到冷凝器7的腔体内，冷凝器7的腔体与腔体上的直肋散热翅片(如图3所示)吸收工质蒸汽热量。散热风道8内快速流动的空气迅速带走冷凝器7腔体和散热翅片上的热量。失去热量的工质冷凝液化后，在热管6内壁吸液芯毛细管的作用下，通过热管6回流到蒸发器5腔内，完成工质的循环。

上述刀片服务器散热装置中的蒸发器5用来吸收CPU芯片1产生的热量，并迅速将蒸发器5腔体内部的液体工质汽化为蒸汽，工质蒸汽在微小压力差的作用下进入热管6，并带走大量热量。

上述刀片服务器散热装置中的热管6用于将蒸发器5腔体内部的工质蒸汽传输到冷凝器7的腔体内，同时将冷凝器7腔内的液体工质回流到蒸发器5。

上述刀片服务器散热装置中的冷凝器7用于工质蒸汽的冷凝液化放热。工质蒸汽进入冷凝器7的腔体内部，将热量传导给冷凝器7的腔体和直肋散热翅片。散热风道8内的快速流动空气带走冷凝器7腔体和散热翅片上的热量，失去热量的工质冷凝液化后，在热管 6内壁吸液芯毛细管的作用下，通过热管6回流到蒸发器5，完成工质的循环。

上述刀片服务器散热装置中的散热风道8用于对冷凝器7进行强迫风冷，并将散热气流与刀片服务器电路空间物理隔离。

上述刀片服务器散热装置中的轴流风扇3用于在散热风道8中产生强制对流。轴流风扇3安装在散热风道8的出风口，冷空气从散热风道8的进风口被抽入风道，快速流动的空气吸收冷凝器7腔体和散热翅片上的热量后，从散热风道8的后部出风口排出。

本实用新型提出的用于刀片服务器的散热装置的一个实施例中，蒸发器5、热管6和冷凝器7均采用导热性好的铜材料制成，热管6内壁吸液芯采用镍纤维毡制作，工质采用水，蒸发器、热管和冷凝器构成的热系统内部被抽成真空状态。

本实用新型的用于刀片服务器的散热装置的工作原理是：

当刀片服务器内的CPU芯片1开始工作时，CPU芯片1的温度逐渐升高，CPU芯片 1将热量传递给蒸发器5；蒸发器5、热管6和冷凝器7构成的热系统内部已被抽成真空状态，因此蒸发器5腔体内部的液体工质沸点很低，液体工质受热后迅速汽化为饱和蒸汽，工质蒸汽在微小压力差的作用下进入热管6，并带走大量热量。工质蒸汽经热管6进入冷凝器7的腔体内部，并将热量传导给冷凝器7的腔体和其上的直肋散热翅片。散热风道8 内快速流动的空气迅速带走冷凝器7腔体和翅片上的热量，失去热量的工质冷凝液化后，在热管6内壁吸液芯毛细管的作用下，通过热管6回流到蒸发器5，完成工质的循环。

本实用新型提出的用于刀片服务器的中央处理器芯片散热装置，利用封闭真空系统内的液体蒸发与凝结来传递热量，可将CPU芯片产生的热量迅速传递到散热通道中的冷凝器。由于利用工质的汽、液相变传递热量，因此热阻很小，具有很高的导热能力。散热风道为直通结构，风力单向，无紊流现象，可使冷凝器迅速充分散热，快速排放CPU芯片产生的热量。由于冷凝器上的散热翅片面积较大，并处于无遮挡的专用散热风道内，可采用噪音较小的低转速、低风量风扇。另外，散热风道与刀片服务器的电路空间物理隔离，散热气流只在专用散热风道内流动，不进入刀片服务器的电路空间，解决了已有散热装置存在级联加热效应、散热效率低和风扇噪音大等问题。

Claims (1)

1.一种用于刀片服务器的中央处理器芯片散热装置，包括散热片和轴流风扇，其特征在于还包括蒸发器、热管、冷凝器和散热风道，所述的蒸发器的底部通过导热硅胶粘接在中央处理器芯片上，所述的热管的两端分别与蒸发器和冷凝器焊接连通，蒸发器、热管和冷凝器组成的热系统内部抽成真空状态，蒸发器、热管和冷凝器组成的热系统内部充入液体工质，所述的冷凝器安装在散热风道中，散热风道与刀片服务器的电路空间物理隔离；多台轴流风扇分别与散热风道和刀片服务器外壳相连通。