CN219741077U - 散热模组及具有该散热模组的浸没式液冷的电子设备 - Google Patents

Abstract

一种散热模组，用以解决现有运用浸没式冷却的散热模组散热效率不佳的问题。包括：一底座，具有相对的一第一表面及一第二表面，该第二表面用以热连接一发热源；一传热单元，结合于该第一表面，该传热单元具有相间隔设置的至少两个传热部，该至少两个传热部由该第一表面沿一轴方向设置，该轴方向正交于该第一表面；及至少两个换热板，分别连接于该至少两个传热部。本实用新型另外公开具有该散热模组的液冷浸没式电子设备。

Description

散热模组及具有该散热模组的浸没式液冷的电子设备

技术领域

本实用新型关于一种散热模组及电子设备，尤其是一种用于电子装置的散热模组及具有该散热模组的浸没式液冷的电子设备。

背景技术

浸没式冷却（Immersion cooling）是将电气单元（例如伺服器、主机板、中央处理器、显示卡或记忆体等）沉浸于不导电液中，并通过加压马达驱使不导电液于一循环管路中流动以带离电气单元的热能、或通过不导电液的汽、液相变化，使电气单元工作时所产生的高温热能可直接由该不导电液吸收，使电气单元能够维持适当的工作温度，以达到预期的工作效能与使用寿命。

然而，现今科技工业的产品发展趋于精密化，如积体电路或电脑等装置，除了体积设计小型化外，运作速度也大幅地增加，使电流频繁地在元件间流动，故其运作时所产生的热量也相当的可观。因此，对于高功率电子发热元件来说，现有的散热模组所实现的散热效果有限，导致散热效率不佳。

有鉴于此，现有的散热模组确实仍有加以改善的必要。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种散热模组及具有该散热模组的浸没式液冷的电子设备，可以达到提供良好散热效能。

本实用新型的次一目的是提供一种散热模组及具有该散热模组的浸没式液冷的电子设备，可以降低制造成本。

本实用新型的又一目的是提供一种散热模组及具有该散热模组的浸没式液冷的电子设备，可以提升热交换效率。

本实用新型的再一目的是提供一种散热模组及具有该散热模组的浸没式液冷的电子设备，可以组装便利。

本实用新型全文所述方向性或其近似用语，例如“前”、“后”、“左”、“右”、“上（顶）”、“下（底）”、“内”、“外”、“侧面”等，主要参考附图的方向，各方向性或其近似用语仅用以辅助说明及理解本实用新型的各实施例，非用以限制本实用新型。

本实用新型全文所记载的元件及构件使用“一”或“一个”的量词，仅是为了方便使用且提供本实用新型范围的通常意义；于本实用新型中应被解读为包括一个或至少一个，且单一的概念也包括复数的情况，除非其明显意指其他意思。

本实用新型全文所述“结合”、“组合”或“组装”等近似用语，主要包含连接后仍可不破坏构件地分离，或是连接后使构件不可分离等型态，是本领域中技术人员可以依据欲相连的构件材质或组装需求予以选择的。

本实用新型的散热模组，包括：一底座，具有相对的一第一表面及一第二表面，该第二表面用以热连接一发热源；一传热单元，结合于该第一表面，该传热单元具有相间隔设置的至少两个传热部，该至少两个传热部由该第一表面沿一轴方向设置，该轴方向正交于该第一表面；及至少两个换热板，分别连接于该至少两个传热部。

本实用新型的浸没式液冷的电子设备，包括：一密封槽，内部填装有一不导电液；至少一电气单元，位于该密封槽内，该电气单元具有该发热源；及至少一前述的散热模组，结合于该电气单元的发热源，该散热模组接触该不导电液。

因此，本实用新型的散热模组及具有该散热模组的浸没式液冷的电子设备，利用该至少两个传热部相间隔且由该第一表面沿该轴方向设置，且该至少两个换热板分别连接于该至少两个传热部；该发热源的热能可以沿该轴方向传递至该传热单元，并分别经由各传热部传递至各换热板，再由各换热板周遭的不导电液吸收热能，该不导电液可以于循环管路中循环流动以带离该发热源的热能；或者，该不导电液可以从液态而蒸发成气态，气态的不导电液会在向上流动的过程中与周遭的相对低温的液态不导电液热交换，从而降温及再度冷凝回液态，使该不导电液可以充分吸收该发热源的热能，可以达到提供良好散热效能的作用。

其中，各换热板可以具有一上表面及一下表面，各换热板可以具有一热扩散微结构层位于该上表面，各下表面用以热连接各传热部。如此，可以增加该热扩散微结构层与该不导电液之间的接触面积，具有提升热交换效率的功效。

其中，该热扩散微结构层可以为多孔性网目结构、微型沟槽或由一粉末烧结而制成。如此，具有工艺简单、容易加工的功效。

其中，相邻的两个传热部之间于该轴方向可以具有一间距，该间距可以为大于或等于15 mm。如此，使相邻的两个传热部之间具有适当的距离，具有较佳传热效果的功效。

其中，该传热单元可以由一金属件弯折而成，该金属件可以为一金属条。如此，该传热单元结构简易而便于制造，具有降低制造成本的功效。

其中，该传热单元可以由一导热管弯折而成，该导热管的两端形成封闭且内部可以具有一毛细结构及一工作液体。如此，该传热单元结构简易而便于制造，且可通过该工作液体的汽、液相变化达到散热，具有加速散热效率的功效。

其中，该传热单元可以由多个U型件相结合而形成一组装体，该组装体具有该第一传热部及该第二传热部。如此，该传热单元结构简易而便于组装，具有组装便利的功效。

其中，该多个U型件可以反向地交错设置，以使该传热单元的两侧可以分别具有一连接部。如此，该发热源的热能可以由位于该传热单元两侧的连接部沿该轴方向传递，具有较佳传热效率的功效。

其中，各连接部于相间隔的两个U型件之间可以具有一径向间隙。如此，该不导电液可以通过该径向间隙以接触各连接部，具有增加散热面积的功效。

其中，该传热单元可以由多个S型件相结合而形成一结合体，该结合体具有该第一传热部、该第二传热部及一第三传热部，该第二传热部位于该第一传热部及该第三传热部之间。如此，该发热源的热能可以分别经由该第一传热部、第二传热部及第三传热部传递至各换热板，可以通过各换热板增加散热面积，具有提升散热效率的功效。

其中，该结合体在各S型件的弯折部位可以形成两个连接部，各连接部分别位于该传热单元的两侧，该连接部于相间隔的两个S型件之间可以具有一径向间隙。如此，该不导电液可以通过该径向间隙以接触各连接部，具有增加散热面积的功效。

其中，该底座可以具有一凹部位于该第一表面，该传热单元结合于该凹部。如此，该底座结构简易而可便于组装该传热单元，具有组装便利的功效。

其中，该第二表面的平面度可以小于或等于0.03mm。如此，可以使该第二表面与该发热源具有良好的接触度的功效。

其中，各传热部可以具有一第一长度，各换热板可以具有一第二长度，该第一长度可以为该第二长度的一半以上。如此，具有使该发热源的热能可易于经由该传热部传递至该换热板的功效。

其中，该第一长度可以大于或等于该第二长度。如此，使该传热部的长度可以涵盖整个该换热板的长度，具有增加传热面积的功效。

其中，各换热板可以分别为一均温板。如此，具有较佳换热效果的功效。

附图说明

图1：本实用新型第一实施例的分解立体图；

图2：沿图1的A-A线剖面图；

图3：本实用新型第一实施例传热单元内部具有毛细结构及工作液体的剖面图；

图4：本实用新型第一实施例的组合立体图；

图5：本实用新型具有散热模组的浸没式液冷的电子设备的剖面图；

图6：本实用新型第二实施例的分解立体图；

图7：本实用新型第二实施例的组合立体图；

图8：本实用新型第三实施例的分解立体图；

图9：本实用新型第三实施例的组合立体图。

附图标记说明

【本实用新型】

1: 底座

1a:第一表面

1b:第二表面

11: 凹部

2: 传热单元

20a: U型件

20b: S型件

21:传热部

21a:第一传热部

21b:第二传热部

21c:第三传热部

22:连接部

3:换热板

3a:上表面

3b:下表面

31:热扩散微结构层

4:密封槽

41:不导电液

C:毛细结构

D:间距

E:电气单元

G:径向间隙

H:发热源

J:散热模组

K1:第一长度

K2:第二长度

L:工作液体

Q1:组装体

Q2:结合体

T1:金属件

T2:导热管

Z:轴方向。

具体实施方式

为让本实用新型的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文列举本实用新型的较佳实施例，并配合附图作详细说明；此外，在不同图式中标示相同符号者视为相同，会省略其说明。

请参照图1所示，其是本实用新型散热模组J的第一实施例，包括一底座1、一传热单元2及至少两个换热板3，该传热单元2结合于该底座1，该至少两个换热板3分别连接于该传热单元2。

该底座1可以例如为铜或铝等高导热性能的金属材质所制成，该底座1的形成方式，本实用新型不加以限制，该底座1可以具有相对的一第一表面1a及一第二表面1b，该第二表面1b可用以直接或间接地连接于一发热源H（如图5所示）。该第二表面1b的平面度可以小于或等于0.03mm，可以使该第二表面1b与该发热源H具有良好的接触度的作用。该底座1的型态本实用新型不加以限制，例如：该底座1可以概呈一板体；在本实施例中，该底座1可以具有一凹部11，该凹部11可以位于该第一表面1a。

其中，该底座1可以具有一导热介质（例如导热垫片、导热膏或导热胶）后再热连接该发热源H（如图5所示），该发热源H可以例如为伺服器、电脑或其他电器产品的中央处理器，或者电路板上因运作而产生热的晶片等电子元件。

该传热单元2结合于该底座1的凹部11，该传热单元2与该底座1的结合方式本实用新型不加以限制，例如：该传热单元2可以选择黏贴、镶入、焊接或锁固等方式结合于该底座1，以提升该传热单元2与该底座1的结合强度。

特别说明的是，该传热单元2可以由一金属件T1弯折而成，该金属件T1可以例如为铜、钛、不锈钢或铝等导热性能的材质所制成。其中，该金属件T1可以如图2所示为一金属条（例如：铜条），使该传热单元2的断面可以为实心状。或者，该传热单元2也可以由一导热管T2弯折而成，该导热管T2的两端可以形成封闭，该导热管T2内部可以如图3所示具有一毛细结构C及一工作液体L，本实用新型均不加以限制。

请参照图1、图4、图5所示，该传热单元2具有至少两个传热部21，该至少两个传热部21用以将该发热源H的热能传递至该至少两个换热板3，各传热部21彼此相间隔，在本实施例中，各传热部21各可以为一板体，各传热部21的一端可以由一连接部22相连接。该至少两个传热部21由该第一表面1a沿一轴方向Z设置，该轴方向Z正交于该第一表面1a，使该传热单元2可以形成至少两层的传热部21，且相邻的两个传热部21之间于该轴方向Z可以具有一间距D，该间距D较佳可以为大于或等于15 mm。详言之，该至少两个传热部21可以由该第一表面1a朝远离该第一表面1a依序分别为第一、第二、第三传热部21等，在本实施例中，该传热部21的数量是以两个来作说明。即，本实施例的传热单元2具有一第一传热部21a及一第二传热部21b，该第一传热部21a较该第二传热部21b邻近该第一表面1a。

该至少两个换热板3分别连接于该至少两个传热部21，且较靠近该第一表面1a的该换热板3的局部可以连接该第一表面1a。各换热板3的形态本实用新型不加以限制，例如：各换热板3可以由铜或铝等高导热性能的材质制成片体状。在本实施例中，各换热板3可以具有一上表面3a及一下表面3b，该下表面3b较该上表面3a邻近该发热源H，各下表面3b用以热连接各传热部21，各换热板3可以具有一热扩散微结构层31，该热扩散微结构层31位于该上表面3a。其中，该热扩散微结构层31可以为多孔性网目结构、微型沟槽或由一粉末烧结（powder sintering process）而制成，例如：该热扩散微结构层31可以为由铜粉烧结形成，或是将铜网以锡膏铺设于该换热板3再回焊熔接等，具有工艺简单、容易加工的优点，本实用新型均不加以限制，只要能形成该热扩散微结构层31即可。

请参照图1所示，另外说明的是，各换热板3可以分别为一均温板，该均温板可以具有一板体，该板体形成封闭且内部填充有一相变化液，此乃该领域技术可理解，不再赘述之，如此，具有较佳的换热效果。并且，各传热部2可以具有一第一长度K1，各换热板3可以具有一第二长度K2，该第一长度K1可以为该第二长度K2的一半以上，使该发热源H的热能可易于经由该传热部21传递至该换热板3。较佳地，该第一长度K1可以大于或等于该第二长度K2，使该传热部2的长度可以涵盖整个该换热板3的长度，可以具有增加传热面积的作用。

请参照图5所示，其是本实用新型浸没式液冷的电子设备的一较佳实施例，包括一密封槽4、至少一电气单元E及至少一前述的散热模组J，该密封槽4内部填装有一不导电液41，该至少一电气单元E位于该密封槽4内，该至少一散热模组J结合于该至少一电气单元E的发热源H。

请参照图5所示，详言之，该电气单元E为需要冷却的对象，该电气单元E具有该发热源H，该底座1的第二表面1b热连接于该发热源H。其中，该电气单元E可例如为主机板、伺服器、通讯界面板、显示卡或资料储存板等装置。该发热源H可以位于该不导电液41，且该散热模组J能浸入而接触该不导电液41，较佳地，可以使整个散热模组J都沉浸于该不导电液41中。

请参照图1、图5所示，在该电气单元E运作而产生热能时，由于该底座1的第二表面1b热连接该发热源H，该发热源H的热能可以经由该底座1传递至该传热单元2。接着，部分热能可以经由该第一传热部21a传递至其中一换热板3，而其余部分热能可以继续沿该轴方向Z传递，并经由该第二传热部21b传递至另一换热板3。此时，可以由各换热板3周遭的不导电液41吸收热能，该不导电液41可以于循环管路（图未绘示）中循环流动以带离该发热源H的热能；或者，该不导电液41可以从液态而蒸发成气态，气态的不导电液41会在向上流动的过程中与周遭的相对低温的液态不导电液41热交换，从而降温及再度冷凝回液态；如此不断循环，以持续吸收该发热源H的热能，使该不导电液41可以充分吸收该发热源H的热能，进而使该电气单元E得以维持在适当的工作温度，可以实现提供良好散热效能的作用。

此外，由于各换热板3的热扩散微结构层31位于该不导电液41中，各热扩散微结构层31可以接触该不导电液41；通过该热扩散微结构层31的设置，可以增加该热扩散微结构层31与该不导电液41之间的接触面积，可以提升热交换效率，进而可以提升散热效能。

请参照图6、图7所示，其是本实用新型散热模组J的第二实施例，本实用新型的第二实施例大致上同于上述的第一实施例，在第二实施例中，该传热单元2可以由多个U型件20a相结合而形成一组装体Q1，该组装体Q1在各U型件20a的弯折部位形成该连接部22，该组装体Q1在各U型件20a的直条部位形成该传热部21，使该传热单元2可以形成两层的传热部21，使该组装体Q1具有该第一传热部21a及该第二传热部21b，该第一传热部21a较该第二传热部21b邻近该第一表面1a，可以提供另一种制成该传热单元2的方式。

较佳地，该多个U型件20a可以反向地交错设置，以使该传热单元2可以具有两个连接部22，各连接部22分别位于该传热单元2的两侧，该发热源H的热能可以由位于该传热单元2两侧的连接部22沿该轴方向Z传递，可以进一步具有较佳传热效率的作用。并且，各连接部22可以于相间隔的两个U型件20a之间具有一径向间隙G，该不导电液41可以通过该径向间隙G以接触各连接部22，可以具有增加散热面积的作用。

请参照图8、图9所示，其是本实用新型散热模组J的第三实施例，本实用新型的第三实施例大致上同于上述的第二实施例，在第三实施例中，该传热单元2可以由多个S型件20b相结合而形成一结合体Q2，该结合体Q2在各S型件20b的弯折部位形成该连接部22，该结合体Q2在各S型件20b的长条部位形成该传热部21，使该传热单元2可以形成三层的传热部21，各传热部21由该第一表面1a朝远离该第一表面1a依序分别为第一传热部21a、第二传热部21b及第三传热部21c，使该第二传热部21b位于该第一传热部21a及该第三传热部21c之间，各换热板3则分别连接于各传热部21。如此，该发热源H的热能可以分别经由该第一传热部21a、第二传热部21b及第三传热部21c传递至各换热板3，再由各换热板3周遭的不导电液41吸收热能。因此，可以通过各换热板3增加散热面积，可以具有提升散热效率的作用。

此外，该传热单元2的两侧分别具有该连接部22，该发热源H的热能可以由位于该传热单元2两侧的连接部22沿该轴方向Z传递，可以进一步具有较佳传热效率的作用。并且，各连接部22可以于相间隔的两个S型件20b之间具有该径向间隙G，该不导电液41可以通过该径向间隙G以接触各连接部22，可以具有增加散热面积的作用。

综上所述，本实用新型的散热模组及具有该散热模组的浸没式液冷的电子设备，利用该至少两个传热部相间隔且由该第一表面沿该轴方向设置，且该至少两个换热板分别连接于该至少两个传热部；该发热源的热能可以沿该轴方向传递至该传热单元，并分别经由各传热部传递至各换热板，再由各换热板周遭的不导电液吸收热能，该不导电液可以于循环管路中循环流动以带离该发热源的热能；或者，该不导电液可以从液态而蒸发成气态，气态的不导电液会在向上流动的过程中与周遭的相对低温的液态不导电液热交换，从而降温及再度冷凝回液态，使该不导电液可以充分吸收该发热源的热能，可以实现提供良好散热效能的作用。

Claims (17)

1.一种散热模组，其特征在于，包括：

一个底座，具有相对的一个第一表面及一个第二表面，该第二表面用以热连接一个发热源；

一个传热单元，结合于该第一表面，该传热单元具有相间隔设置的至少两个传热部，该至少两个传热部由该第一表面沿一个轴方向设置，该轴方向正交于该第一表面；及

至少两个换热板，分别连接于该至少两个传热部。

2.如权利要求1所述的散热模组，其特征在于，各换热板具有一个上表面及一个下表面，各换热板具有一个热扩散微结构层位于该上表面，各下表面用以热连接各传热部。

3.如权利要求2所述的散热模组，其特征在于，该热扩散微结构层为多孔性网目结构、微型沟槽或由一个粉末烧结而制成。

4.如权利要求1所述的散热模组，其特征在于，相邻的两个传热部之间于该轴方向具有一个间距，该间距为大于或等于15 mm。

5.如权利要求1所述的散热模组，其特征在于，该传热单元由一个金属件弯折而成，该金属件为一个金属条。

6.如权利要求1所述的散热模组，其特征在于，该传热单元由一个导热管弯折而成，该导热管的两端形成封闭且内部具有一个毛细结构及一个工作液体。

7.如权利要求1所述的散热模组，其特征在于，该传热单元由多个U型件相结合而形成一个组装体，该组装体具有该第一传热部及该第二传热部。

8.如权利要求7所述的散热模组，其特征在于，该多个U型件反向地交错设置，以使该传热单元的两侧分别具有一个连接部。

9.如权利要求8所述的散热模组，其特征在于，各连接部于相间隔的两个U型件之间具有一个径向间隙。

10.如权利要求1所述的散热模组，其特征在于，该传热单元由多个S型件相结合而形成一个结合体，该结合体具有该第一传热部、该第二传热部及一第三传热部，该第二传热部位于该第一传热部及该第三传热部之间。

11.如权利要求10所述的散热模组，其特征在于，该结合体在各S型件的弯折部位形成两个连接部，各连接部分别位于该传热单元的两侧，该连接部于相间隔的两个S型件之间具有一个径向间隙。

12.如权利要求1所述的散热模组，其特征在于，该底座具有一个凹部位于该第一表面，该传热单元结合于该凹部。

13.如权利要求1所述的散热模组，其特征在于，该第二表面的平面度小于或等于0.03mm。

14.如权利要求1所述的散热模组，其特征在于，各传热部具有一个第一长度，各换热板具有一个第二长度，该第一长度为该第二长度的一半以上。

15.如权利要求14所述的散热模组，其特征在于，该第一长度大于或等于该第二长度。

16.如权利要求1所述的散热模组，其特征在于，各换热板分别为一个均温板。

17.一种浸没式液冷的电子设备，其特征在于，包括：

一个密封槽，内部填装有一个不导电液；

至少一个电气单元，位于该密封槽内，该电气单元具有该发热源；及

至少一个如权利要求1至16中任一项所述的散热模组，结合于该电气单元的发热源，该散热模组接触该不导电液。