TWI673468B - 冷卻裝置及伺服器裝置 - Google Patents
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Abstract
本揭示提供一種用以冷卻電子元件的冷卻裝置,其包含吸熱基部以及散熱體。吸熱基部配置以接觸位於伺服器裝置內的電子元件,而散熱體連接吸熱基部。散熱體包含散熱靜態特徵以及至少一散熱動態特徵。散熱動態特徵配置以相對散熱靜態特徵改變位置,以增加散熱體的冷卻表面積。利用樞軸裝置以及柔性金屬導管連接散熱動態特徵與散熱靜態特徵,並進行兩者間的熱能傳遞。此冷卻裝置依循目前的組裝過程,且不會影響其他的裝置組裝方法。產品內具有越多的空間,則能處理越多的熱能。
Description
本發明係關於一種用以散發從伺服器裝置內的各電子單元發出之熱能的冷卻裝置。
由網際網路的擴展所驅動之資料儲存與高頻寬通訊的快速成長,增加了對資料中心內密集互連系統的需求。資料中心通常由多排的機架伺服器組成,伺服器需要與資料中心中的其他伺服器進行高頻寬通訊,而高頻寬通訊可藉由屏蔽電纜或逐漸流行的主動光纜來達成。主動光纜可達成更長的傳輸距離與更高的傳輸頻寬,其通常具有結合至纜線至少一端上的收發器中的光學引擎。光學引擎將電訊號轉換為光訊號(傳輸[Tx]功能),並將光訊號轉換為電訊號(接收[Rx]功能)。電子機架可具有數百甚至數千個互連元件,每個互連元件產生必須從電子機架移除的熱能。無法移除此熱能會導致電子機架中其他部件之互連元件的加速老化及/或提早失效,因此,需要於高速通訊裝置中提供冷卻系統,其有助於高熱能移除以及互連元件的密集封裝。
本揭示的多個實施方式係關於一種用以冷卻電子元件的冷卻裝置。冷卻裝置包含吸熱基部以及散熱體。吸熱基部配置以接觸位於伺服器裝置內的電子元件,而散熱體連接吸熱基部。散熱體包含散熱靜態特徵以及第一散熱動態特徵。第一散熱動態特徵配置以相對散熱靜態特徵改變位置,以增加散熱體的冷卻表面積。
於本揭示的一些實施方式中,散熱靜態特徵以及第一散熱動態特徵包含高熱傳導率材料,高熱傳導率材料係選自由鋁、銅、合金以及複合材料所組成的一群組。
於本揭示的一些實施方式中,第一散熱動態特徵配置以經由第一樞軸裝置繞散熱靜態特徵旋轉。第一樞軸裝置連接第一散熱動態特徵以及散熱靜態特徵,並且供熱能傳遞。於本揭示的一些實施方式中,第一散熱動態特徵繞散熱靜態特徵的旋轉產生介於第一散熱動態特徵以及散熱靜態特徵之間的互鎖配合特徵。
冷卻裝置可進一步包含第二散熱動態特徵,其配置以相對散熱靜態特徵改變位置以增加散熱體的冷卻表面積。於本揭示的一些實施方式中,第二散熱動態特徵配置以經由第二樞軸裝置繞散熱靜態特徵旋轉。第二樞軸裝置連接第二散熱動態特徵以及散熱靜態特徵,並且供熱能傳遞。
於本揭示的一些實施方式中,第二散熱動態特徵繞散熱靜態特徵的旋轉產生介於第二散熱動態特徵以及
散熱靜態特徵之間的互鎖配合特徵。於本揭示的一些實施方式中,第二散熱動態特徵配置以經由熱虹吸管組繞散熱靜態特徵旋轉,熱虹吸管組連接第二散熱動態特徵以及散熱靜態特徵。於本揭示的一些實施方式中,熱虹吸管組包含循環流體的熱導管。
於本揭示的一些實施方式中,第一散熱動態特徵以及第二散熱動態特徵具有矩形外型。應當理解散熱動態特徵可基於容納於裝置內的產品而具有不同的形狀。
於本揭示的一些實施方式中,第一散熱動態特徵包含一互鎖特徵,第二散熱動態特徵包含對應的另一互鎖特徵,其配置以接收該第一散熱動態特徵之互鎖特徵。
於本揭示的一些實施方式中,第一散熱動態特徵配置以經由第二熱虹吸管組繞散熱靜態特徵旋轉。第二熱虹吸管組連接第一散熱動態特徵以及散熱靜態特徵。於本揭示的一些實施方式中,第二熱虹吸管組包含循環流體的熱導管。
本揭示的多個實施方式係關於一種伺服器裝置,其具有入口側、出口側、第一側壁以及第二側壁。第一側壁以及第二側壁由入口側延伸至出口側。伺服器裝置包含風扇模組以及晶片組。風扇模組配置以由入口側引入氣流,氣流吹向出口側。晶片組配置以接收冷卻裝置。冷卻裝置包含配置以接觸晶片組的吸熱基部以及連接吸熱基部的散熱體。散熱體包含散熱靜態特徵、第一散熱動態特徵以及第二
散熱動態特徵。第一散熱動態特徵以及第二散熱動態特徵配置以繞散熱靜態特徵旋轉以增加散熱體的表面積。
本發明的其他特徵與優點將在下文的敘述中闡述,部分可從敘述中明顯看出,或者可透過實踐本文揭示的原理來習得。藉由所附申請專利範圍中特別指出的元件與組合,可理解並習得本揭示的特徵與優點。本揭示的上述及其他特徵藉由以下敘述與所附申請專利範圍變得完全清楚,或者可以通過實踐本文闡述的原理來習得。
10‧‧‧散熱器
12‧‧‧散熱鰭片
14‧‧‧安裝特徵
16‧‧‧吸熱基部
18‧‧‧散熱特徵
20‧‧‧通孔
22‧‧‧螺絲
24‧‧‧安裝孔
210、310、410‧‧‧冷卻裝置
216、316、416‧‧‧吸熱基部
218、318、418‧‧‧散熱體
220、320、420‧‧‧散熱靜態特徵
221、321、421‧‧‧第一散熱動態特徵
222、322、422‧‧‧第二散熱動態特徵
223、423‧‧‧第一樞軸裝置
224、424‧‧‧第二樞軸裝置
323‧‧‧第一熱虹吸管組
324‧‧‧第二熱虹吸管組
500‧‧‧伺服器裝置
A‧‧‧晶片組
C‧‧‧印刷電路板
F‧‧‧風扇模組
T1、T2‧‧‧頂面
為了以容易理解的方式描述上述揭示內容及其優點與特徵,以下藉由參照所附圖式中繪示出的特定實施例來呈現上述原理的更具體之描述。圖式僅描繪本揭示的示例性態樣,因此不應被視為對本揭示範圍的限制。藉由使用以下圖式更具體、詳細地敘述與解釋本揭示的原理。
第1圖為用以冷卻晶片組之習知散熱器的立體圖。
第2A圖依據本揭示一或多個實施方式繪示處於關閉狀態的冷卻裝置。
第2B圖依據本揭示一或多個實施方式繪示處於開啟狀態的冷卻裝置。
第3A圖依據本揭示一或多個實施方式繪示處於關閉狀態的冷卻裝置。
第3B圖依據本揭示一或多個實施方式繪示處於開啟
狀態的冷卻裝置。
第3C圖依據本揭示一或多個實施方式繪示實現於第3B圖所示之冷卻裝置的示例性熱虹吸管連接器。
第4A圖依據本揭示一或多個實施方式繪示處於關閉狀態的冷卻裝置,其具有不同形狀。
第4B圖依據本揭示一或多個實施方式繪示處於開啟狀態的冷卻裝置,其具有不同形狀。
第5A圖依據本揭示一或多個實施方式展示裝設有冷卻裝置之伺服器裝置。
第5B圖依據本揭示一或多個實施方式展示第5A圖所示之伺服器裝置,其中冷卻裝置處於開啟狀態。
以下參考附圖來描述本發明,其中於附圖中使用相同的數字標記來指定相似或等同的元件。附圖未按比例繪製,且僅為說明本發明而提供。以下參照說明用之示例應用以描述本發明的若干個態樣。應該理解以下闡述許多具體細節、關係與方法以提供對本發明的全面理解。然而,相關領域具普通技術者將容易看出可在沒有一或多個具體細節的情況下或以其他方法實施本發明。在其他實施例中,未詳細示出習知的結構或操作以避免模糊本發明。本發明不受動作或事件說明的順序限制,因為一些動作可能以不同的順序發生及/或與其他動作或事件同時發生。此外,並非所有示出的動作或事件皆需依據本發明的方法實施。
在高效能計算產業中,典型的計算伺服器裝置可包含一或多個高性能晶片組,舉例來說,計算伺服器可包含中央處理器(CPU)或圖形處理器(GPU)。上述晶片組可產生熱能及/或具有產生熱能的互連元件。如前文所述,無法移除熱能會導致晶片組本身或是計算伺服器中其他部件的互連元件的加速老化及/或提早失效。在典型的計算伺服器中,散熱器可直接連接於高效能晶片組的頂部,以試圖減輕前文所討論的熱問題。
第1圖為用以冷卻晶片組A之習知散熱器10的立體圖。晶片組A可裝設於印刷電路板C上。習知的散熱器10包含吸熱基部16以及散熱特徵18。吸熱基部16包含位於角落的兩個安裝特徵14,其使得吸熱基部16能夠被裝設以接觸裝設於印刷電路板C上的晶片組A。舉例來說,安裝特徵14包含配置以接收螺絲22的通孔20,而印刷電路板C可包含配置以固定螺絲22的安裝孔24。如第1圖所示,兩個安裝孔24形成於晶片組A附近。散熱特徵18可由吸熱基部16向上延伸,以將吸熱基部16吸收的熱能傳遞至空氣。散熱特徵18包含散熱鰭片12。
於一些實施方式中,印刷電路板C可具有多個晶片組A。印刷電路板C可位於伺服器裝置(未示於第1圖中)內。因此,伺服器裝置可包含多個晶片組A以及附帶的散熱器10。在典型的伺服器裝置中,風扇模組裝設於散熱器10附近,使得風扇導引氣流通過散熱器10。空氣最好是流入一或多個散熱鰭片12之間的空氣流動路徑。散熱器10傳統
上由鋁、銅、導熱管或蒸氣腔製成。散熱器10可具有與晶片組A的尺寸相對應的特定尺寸。散熱器通常設計以使圍繞散熱器的冷卻媒介(例如是氣流)與其接觸的表面積最大化。氣流速度、選擇的材料、突起的設計以及表面處理為影響散熱器性能的因素。散熱器10的表面積受限於散熱鰭片12的表面積。
隨著高功率晶片組的需求增加,對高效率散熱氣的需求亦增加。如前文所述,當對效能的需求提升時,伺服器裝置中的晶片組產生的熱隨之增加。過高的溫度可能導致提早失效以及效能不佳。因此,本文所揭示的各種實施方式提供具有較大表面積的新散熱器設計,但仍保持緊密封裝的高效能晶片組。具體而言,本揭示教示一種包含吸熱基部以及連接吸熱基部之散熱體的冷卻機構,其中吸熱基部配置以接觸高功率晶片組。散熱體包含散熱靜態特徵、第一散熱動態特徵以及第二散熱動態特徵。第一散熱動態特徵以及第二散熱動態特徵配置以繞散熱靜態特徵旋轉以增加散熱體的表面積。
第2A圖依據本揭示一或多個實施方式繪示冷卻裝置210,其可包含吸熱基部216以及散熱體218。舉例來說,冷卻裝置210可由鋁、銅、合金、複合材料、導熱管或蒸氣腔製成,亦可利用其他導熱材料實現。散熱體218的形狀可改變以產生更大的表面積,從而增加氣流路徑並提升冷卻裝置210的效率。
請暫時參照第5A圖。冷卻裝置210配置以接觸晶片組A的頂面。晶片組A可設置於位於伺服器裝置500內的印刷電路板C。由晶片組A吸收的熱能可通過吸熱基部216傳送至散熱體218。風扇模組F可裝設於冷卻裝置210附近,使得風扇導引氣流通過散熱體218。
請回頭參照第2A圖。散熱體218包含散熱靜態特徵220、第一散熱動態特徵221以及第二散熱動態特徵222。第一散熱動態特徵221可經由第一樞軸裝置223連接散熱靜態特徵220,同樣地,第二散熱動態特徵222可經由第二樞軸裝置224連接散熱靜態特徵220。儘管冷卻裝置210包含第一樞軸裝置223與第二樞軸裝置224以動態地旋轉第一散熱動態特徵221與第二散熱動態特徵222,冷卻裝置210亦可包含其他的機械特徵。其他的示例性實施方式參照第3A圖至第3C圖詳細討論。
第2A圖展示處於關閉狀態的冷卻裝置210,其頂面T1受限於堆疊於散熱靜態特徵220上方的第一散熱動態特徵221與第二散熱動態特徵222的尺寸。換言之,冷卻裝置210的頂面T1面積等於散熱靜態特徵220之寬度的平方。
處於關閉狀態時,第一散熱動態特徵221的底面接觸散熱靜態特徵220部分頂面。如此一來,任何由晶片組(未示於第2A圖中)產生的熱能得傳遞通過吸熱基部216進入散熱靜態特徵220,再進一步地經配合面傳遞至第一散熱動態特徵221。此外,處於關閉狀態時,第二散熱動態特
徵222的底面接觸散熱靜態特徵220部分頂面。如此一來,任何由晶片組(未示於第2A圖中)產生的熱能可傳遞通過吸熱基部216進入散熱靜態特徵220,再進一步地經配合面傳遞至第二散熱動態特徵222。儘管散熱體218提供立方體的表面積,第一散熱動態特徵221與第二散熱動態特徵222可移動至開放位置。在開放位置時,冷卻裝置210表面積增加以改善其冷卻效率。
於一些實施方式中,配合面可為散熱靜態特徵220與第一散熱動態特徵221之間的兩平面。於替代的實施方式中,配合面可為散熱靜態特徵220與第一散熱動態特徵221之間的兩個互鎖表面。同樣地,配合面可為散熱靜態特徵220與第二散熱動態特徵222之間的兩平面。於替代的實施方式中,配合面可為散熱靜態特徵220與第二散熱動態特徵222之間的兩個互鎖表面。互鎖表面使得兩配合元件之間的表面積增加,改善冷卻裝置210的效率。互鎖表面可包含互鎖齒。
配合面亦可包含不同於散熱靜態特徵220與第一散熱動態特徵221的材料。於一些實施方式中,配合面可包含與散熱靜態特徵220以及第一散熱動態特徵221相同的材料。同樣地,配合面亦可包含不同於散熱靜態特徵220與第二散熱動態特徵222的材料。於一些實施方式中,配合面可包含與散熱靜態特徵220以及第二散熱動態特徵222相同的材料。
第2B圖依據本揭示一或多個實施方式繪示處於開啟狀態的冷卻裝置210。於一些實施方式中,冷卻裝置210可手動配置為開啟狀態。於替代的實施方式中,冷卻裝置210可自動配置為開啟狀態。舉例來說,冷卻裝置210可配備溫度感測器,其可偵測環境溫度或晶片組的溫度是否超過預定閥值。一旦超過閥值溫度,冷卻裝置210可致動為開啟狀態。此外,冷卻裝置210可經由廣域網路(wide area network,WAN)或區域網路(local area network,LAN)連接至管理者(圖未示),管理者可在決定晶片組超過閥值溫度時致動冷卻裝置210。本揭示亦可包含其他手動或自動的實施方式。
處於開啟狀態時,第一散熱動態特徵221的側表面向內旋轉而接觸散熱靜態特徵220部分側表面。如此一來,任何由晶片組(未示於第2B圖中)產生的熱能得傳遞通過吸熱基部216進入散熱靜態特徵220,再進一步地經配合面傳遞至第一散熱動態特徵221。同樣地,處於開啟狀態時,第二散熱動態特徵222的側表面接觸散熱靜態特徵220部分側表面。如此一來,任何由晶片組(未示於第2B圖中)產生的熱能得傳遞通過吸熱基部216進入散熱靜態特徵220,再進一步地經配合面傳遞至第二散熱動態特徵222。此外,散熱體218的頂面面積藉由第一散熱動態特徵221與第二散熱動態特徵222向外旋轉而增加。
請暫時參照第5B圖。冷卻裝置210可於伺服器裝置500內配置為開啟狀態。冷卻裝置210處於開啟狀態時的頂面T2(如第2B圖所示)面積為其處於關閉狀態時的頂
面T1(如第2A圖所示)面積的兩倍。具體而言,冷卻裝置210的頂面T2面積等於散熱靜態特徵220之寬度的平方加上第一散熱動態特徵221與第二散熱動態特徵222頂面的面積。由晶片組A吸收的熱能可通過吸熱基部216傳送至散熱體218,再向外傳遞至第一散熱動態特徵221與第二散熱動態特徵222。風扇模組F可裝設於冷卻裝置210附近,使得風扇導引氣流通過冷卻裝置210的頂面T2。增大的表面積改善了冷卻裝置210的散熱效率,因為風扇模組F導引的氣流有更大的表面空間可以接觸冷卻裝置210。
第3A圖依據本揭示一或多個實施方式繪示處於關閉狀態的冷卻裝置310,其可包含吸熱基部316以及散熱體318。舉例來說,冷卻裝置310可由鋁、銅、合金、複合材料、導熱管或蒸氣腔製成。於一些實施方式中,冷卻裝置310可由多種材料製成。舉例來說,冷卻裝置310可包含連接散熱體318之部件的熱虹吸管,以下參照第3A圖與第3B圖更詳細地對此進行討論。冷卻裝置310亦可以其他導熱材料實現。類似第2A圖與第2B圖所示之冷卻裝置210,散熱體318的外型可改變以增大表面積,從而增加氣流路徑並改善冷卻裝置310的效率。
散熱體318可包含散熱靜態特徵320、第一散熱動態特徵321以及第二散熱動態特徵322。處於關閉狀態的冷卻裝置310之頂面T1受限於堆疊於散熱靜態特徵320上方的第一散熱動態特徵321與第二散熱動態特徵322的尺寸。換言之,冷卻裝置310的頂面T1面積等於散熱靜態特徵
320之寬度的平方。處於關閉狀態時,第一散熱動態特徵321的底面接觸散熱靜態特徵320部分頂面。如此一來,任何由晶片組(未示於第3A圖中)產生的熱能得傳遞通過吸熱基部316進入散熱靜態特徵320,再進一步傳遞至第一散熱動態特徵321。此外,處於關閉狀態時,第二散熱動態特徵322的底面接觸散熱靜態特徵320部分頂面。如此一來,任何由晶片組(未示於第3A圖中)產生的熱能可傳遞通過吸熱基部316進入散熱靜態特徵320,再進一步傳遞至第二散熱動態特徵322。儘管散熱體318提供立方體的表面積,冷卻裝置310可改變為開啟狀態。處於開啟狀態時,冷卻裝置310表面積增加以改善其冷卻效率。
第3B圖依據本揭示一或多個實施方式繪示處於開啟狀態的冷卻裝置310。第一散熱動態特徵321可透過第一熱虹吸管組323連接至散熱靜態特徵320。第一熱虹吸管組323可為具有熱交換器以及樞軸功能的機械特徵。舉例來說,第一熱虹吸管組323可於第一散熱動態特徵321與散熱靜態特徵320之間循環流體,第一熱虹吸管組323在流體達到特定溫度時擴張,導致第一散熱動態特徵321繞散熱靜態特徵320旋轉。第一熱虹吸管組323可為導熱管,其不需要機械泵即可循環流體。取而代之地,第一熱虹吸管組323可由單一導熱材料製成,類似於散熱體318。於一些實施方式中,第一熱虹吸管組323可由電動機致動。
同樣地,第二散熱動態特徵322可透過第二熱虹吸管組324連接至散熱靜態特徵320。第二熱虹吸管組
324可為具有熱交換器以及樞軸功能的機械特徵。舉例來說,第二熱虹吸管組324可於第二散熱動態特徵322與散熱靜態特徵320之間循環流體,第二熱虹吸管組324在流體達到特定溫度時擴張,導致第二散熱動態特徵322繞散熱靜態特徵320旋轉。第二熱虹吸管組324可為導熱管,其不需要機械泵即可循環流體。取而代之地,第二熱虹吸管組324可由單一導熱材料製成,類似於散熱體318。請暫時參照第3C圖。第二熱虹吸管組324可直接連接進入第二散熱動態特徵322。第二熱虹吸管組324可由同於第二散熱動態特徵322、散熱靜態特徵320或兩者的材料製成。於一些實施方式中,第二熱虹吸管組324可由電動機致動。第一熱虹吸管組323與第二熱虹吸管組324可由柔性金屬導管構成。
請回頭參照第3B圖。處於開啟狀態時,第一散熱動態特徵321的側表面向內旋轉而接觸散熱靜態特徵320部分側表面。如此一來,任何由晶片組(未示於第3B圖中)產生的熱能得傳遞通過吸熱基部316進入散熱靜態特徵320,再進一步傳遞至第一散熱動態特徵321。同樣地,處於開啟狀態時,第二散熱動態特徵322的側表面接觸散熱靜態特徵320部分側表面。如此一來,任何由晶片組(未示於第3B圖中)產生的熱能得傳遞通過吸熱基部316進入散熱靜態特徵320,再進一步傳遞至第二散熱動態特徵322。此外,散熱體318的頂面面積藉由第一散熱動態特徵321與第二散熱動態特徵322向外旋轉而增加。應當理解本揭示之實施方式可僅包含單一個散熱動態特徵,或是多於兩個散熱動態特徵。
於替代性實施方式中,第一散熱動態特徵321與第二散熱動態特徵322可由散熱靜態特徵320鉛直地延伸。於一些實施方式中,第一散熱動態特徵321與第二散熱動態特徵322配置以相對於散熱靜態特徵320在多個方向移動。應當理解的是,第一散熱動態特徵321與第二散熱動態特徵322可在其他方向上或以其他機制由散熱靜態特徵320旋轉、滑動或是延伸,以增加冷卻裝置310的表面積。
冷卻裝置310處於開啟狀態時的頂面T2面積為其處於關閉狀態時的頂面T1(如第3A圖所示)面積的兩倍。具體而言,冷卻裝置310的頂面T2面積等於散熱靜態特徵320之寬度的平方加上第一散熱動態特徵321與第二散熱動態特徵322頂面的面積。增大的表面積改善了冷卻裝置310的散熱效率。儘管冷卻裝置310包含矩形的第一散熱動態特徵321與第二散熱動態特徵322,冷卻裝置310可包含其他幾何形狀的散熱動態特徵。
第4A圖依據本揭示一或多個實施方式繪示冷卻裝置410,其可包含吸熱基部416以及散熱體418。舉例來說,冷卻裝置410可由鋁、銅、合金、複合材料、導熱管或蒸氣腔製成,亦可包含其他導熱材料。散熱體418的外型可改變以增大表面積,從而增加氣流路徑並改善冷卻裝置410的效率。
散熱體418可包含散熱靜態特徵420、第一散熱動態特徵421以及第二散熱動態特徵422。第一散熱動態特徵421可經由第一樞軸裝置423連接散熱靜態特徵420,同
樣地,第二散熱動態特徵422可經由第二樞軸裝置424連接散熱靜態特徵420。需注意的是,第一散熱動態特徵421之表面積大於第二散熱動態特徵422之表面積。第一散熱動態特徵421具有U形外型,其配置以固定第二散熱動態特徵422的互補外型。儘管第一散熱動態特徵421具有方型U形外型,亦可考慮其他形狀,舉例來說,第一散熱動態特徵421可具有半圓U形外型,其配置以固定第二散熱動態特徵422與半圓U形互補的外型。在此配置下,冷卻裝置410在處於開啟狀態時提供更大的表面積供氣流接觸。本揭示亦可包含其他幾何方向。
儘管第4A圖展示處於關閉狀態的冷卻裝置410,第4B圖繪示處於開啟狀態的冷卻裝置410。處於關閉狀態時,冷卻裝置410之頂面T1(如第4A圖所示)受限於堆疊於散熱靜態特徵420上方的第一散熱動態特徵421與第二散熱動態特徵422的尺寸。換言之,冷卻裝置410的頂面T1面積等於散熱靜態特徵420之寬度的平方。
處於關閉狀態時,第一散熱動態特徵421的底面接觸散熱靜態特徵420部分頂面。如此一來,任何由晶片組(未示於第4A圖中)產生的熱能得傳遞通過吸熱基部416進入散熱靜態特徵420,再進一步傳遞至第一散熱動態特徵421。此外,處於關閉狀態時,第二散熱動態特徵422的底面接觸散熱靜態特徵420部分頂面。如此一來,任何由晶片組(未示於第4A圖中)產生的熱能可傳遞通過吸熱基部416進入散熱靜態特徵420,再進一步傳遞至第二散熱動態特徵
422。儘管散熱體418提供立方體的表面積,第一散熱動態特徵421與第二散熱動態特徵422可移動至開放位置。在開放位置時,冷卻裝置410表面積增加以改善其冷卻效率。
第4B圖依據本揭示一或多個實施方式繪示處於開啟狀態的冷卻裝置410。處於開啟狀態時,第一散熱動態特徵421的側表面向內旋轉而接觸散熱靜態特徵420部分側表面。如此一來,任何由晶片組(未示於第4B圖中)產生的熱能得傳遞通過吸熱基部416進入散熱靜態特徵420,再進一步地經配合面傳遞至第一散熱動態特徵421。同樣地,處於開啟狀態時,第二散熱動態特徵422的側表面接觸散熱靜態特徵420部分側表面。如此一來,任何由晶片組(未示於第4B圖中)產生的熱能得傳遞通過吸熱基部416進入散熱靜態特徵420,再進一步地經配合面傳遞至第二散熱動態特徵422。此外,散熱體418的頂面面積藉由第一散熱動態特徵421與第二散熱動態特徵422向外旋轉而增加。
冷卻裝置410處於開啟狀態時的頂面T2面積為其處於關閉狀態時的頂面T1(如第4A圖所示)面積的兩倍。具體而言,冷卻裝置410的頂面T2面積等於散熱靜態特徵420之寬度的平方加上第一散熱動態特徵421與第二散熱動態特徵422頂面的面積。此外,由於第一散熱動態特徵421具有U形外型,且第二散熱動態特徵422具有與U形互補的外型,冷卻裝置410處於開啟狀態時沿側邊提供較大的表面積供氣流接觸。增大的表面積改善了冷卻裝置410的散熱效率。
儘管已展示與描述本發明的特定實施方式,但對於相關領域的技術人員而言,明顯可在不脫離本發明更廣泛的態樣下進行變更與修改。因此,所附申請專利範圍的目的在於涵蓋落入本發明真正的精神與範圍內的所有變更與修改。前文闡述的內容與附圖僅作為說明而非限定。當基於現有技術以適當的角度觀察時,本發明的實際範圍意圖由以下申請專利範圍定義。
本文所使用的術語僅為描述特定實施方式,而非意圖限定本發明。除非上下文另外明確指出,否則本文中使用的單數形「一」及「該」也意圖包含複數形。此外,於實施方式或申請專利範圍中使用「包括」、「具有」等術語或其變形時,旨在表達類似「包含」的意思。
除非另外定義,否則本文中使用的所有術語(包含技術及科學術語)具有本發明所屬領域具普通技術者通常理解的之涵義。此外,諸如常用之字典中定義的術語應以使其具有與其在本發明相關領域涵義一致的方式來解讀,並且將不以理想化或過度正式的意義解釋,除非明確如此定義。
Claims (9)
- 一種冷卻裝置,用以冷卻一電子元件,該冷卻裝置包含:一吸熱基部,配置以接觸位於一伺服器裝置內的該電子元件;以及一散熱體,連接該吸熱基部,其中該散熱體包含一散熱靜態特徵以及一第一散熱動態特徵,其中該第一散熱動態特徵配置以相對該散熱靜態特徵改變位置而由一關閉狀態轉換為一開啟狀態,以增加該散熱體的一冷卻表面積,其中位於該關閉狀態的該第一散熱動態特徵堆疊於該散熱靜態特徵上方。
- 如請求項1所述之冷卻裝置,其中該散熱靜態特徵以及該第一散熱動態特徵包含一高熱傳導率材料,該高熱傳導率材料係選自由鋁、銅、合金以及複合材料所組成的一群組。
- 如請求項1所述之冷卻裝置,其中該第一散熱動態特徵配置以經由一第一樞軸裝置繞該散熱靜態特徵旋轉,該第一樞軸裝置連接該第一散熱動態特徵以及該散熱靜態特徵,並且供熱能傳遞至該第一散熱動態特徵。
- 如請求項1所述之冷卻裝置,進一步包含一第二散熱動態特徵,配置以相對該散熱靜態特徵改變位置,以增加該散熱體的該冷卻表面積。
- 如請求項4所述之冷卻裝置,其中該第二散熱動態特徵配置以經由一熱虹吸管組繞該散熱靜態特徵旋轉,該熱虹吸管組連接該第二散熱動態特徵以及該散熱靜態特徵。
- 如請求項5所述之冷卻裝置,其中該熱虹吸管組包含一熱導管,該熱導管循環一流體。
- 如請求項4所述之冷卻裝置,其中該第一散熱動態特徵以及該第二散熱動態特徵具有矩形外型。
- 如請求項4所述之冷卻裝置,其中該第一散熱動態特徵包含一互鎖特徵,該第二散熱動態特徵包含對應的另一互鎖特徵,該另一互鎖特徵配置以接收該第一散熱動態特徵之該互鎖特徵。
- 一種伺服器裝置,具有一入口側、一出口側、一第一側壁以及一第二側壁,其中該第一側壁以及該第二側壁由該入口側延伸至該出口側,該伺服機裝置包含:一風扇模組,配置以由該入口側引入一氣流,該氣流吹向該出口側;一晶片組;以及一冷卻組件,包含:一吸熱基部,配置以接觸該晶片組;以及一散熱體,連接該吸熱基部,其中該散熱體包含一散熱靜態特徵以及至少一散熱動態特徵,其中該至少一散熱動態特徵配置以相對該散熱靜態特徵改變位置而由一關閉狀態轉換為一開啟狀態,以增加該散熱體的一冷卻表面積,其中位於該關閉狀態的該至少一散熱動態特徵堆疊於該散熱靜態特徵上方。
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---|---|---|---|---|
US11129309B2 (en) * | 2018-03-27 | 2021-09-21 | Mitsubishi Electric Corporation | Cooling device, lid-equipped cooling device, case with cooling device, and inverter |
US10939536B1 (en) * | 2019-09-16 | 2021-03-02 | Ciena Corporation | Secondary side heatsink techniques for optical and electrical modules |
US11703921B2 (en) * | 2020-03-09 | 2023-07-18 | Nvidia Corporation | Configurable heatsink |
US20210345519A1 (en) * | 2020-06-29 | 2021-11-04 | Intel Corporation | Technologies for reconfigurable heat sinks |
US11582888B2 (en) * | 2021-03-25 | 2023-02-14 | Baidu Usa Llc | Hybrid cooling device for acceleration hardware |
CN117082845B (zh) * | 2023-10-17 | 2024-01-30 | 湖南省康普通信技术有限责任公司 | 一种模块化数据中心散热冷通道装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5329436A (en) * | 1993-10-04 | 1994-07-12 | David Chiu | Removable heat sink for xenon arc lamp packages |
JP2007155285A (ja) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Sharp Corp | 熱交換器およびその製造方法ならびにそれを備えた空気調和機 |
TW201043903A (en) * | 2009-06-11 | 2010-12-16 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Heat sink |
TW201314425A (zh) * | 2011-09-30 | 2013-04-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 散熱裝置及使用該散熱裝置的電子裝置 |
CN203554868U (zh) * | 2013-10-17 | 2014-04-16 | 南宁市博泰华五金模具厂 | 一种散热片 |
Family Cites Families (24)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01171040U (zh) | 1988-05-23 | 1989-12-04 | ||
JPH04125455U (ja) | 1991-04-26 | 1992-11-16 | 正博 森田 | ヒートシンク |
JPH0677363A (ja) * | 1992-08-24 | 1994-03-18 | Fujitsu Ltd | 展開自在な放熱フィン |
US5486982A (en) * | 1994-06-10 | 1996-01-23 | Hsu; Winston | Modular electronic packaging for computer servers |
US6137683A (en) * | 1999-10-01 | 2000-10-24 | Compal Electronics, Inc. | Heat-dissipating device for an electronic component |
US6385047B1 (en) | 1999-12-06 | 2002-05-07 | Cool Shield, Inc. | U-shaped heat sink assembly |
AU2003214698A1 (en) | 2002-04-06 | 2003-10-27 | Zalman Tech Co., Ltd | Chipset cooling device of video graphic adapter card |
CN1332285C (zh) | 2004-06-09 | 2007-08-15 | 中国科学院计算技术研究所 | 一种四路机架服务器的散热系统 |
TW200604781A (en) | 2004-07-30 | 2006-02-01 | Via Tech Inc | Expandable heat sink |
CN100361045C (zh) | 2005-07-08 | 2008-01-09 | 华硕电脑股份有限公司 | 伸展式散热装置 |
JP4967307B2 (ja) * | 2005-10-24 | 2012-07-04 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクタ |
US7298619B1 (en) * | 2006-05-02 | 2007-11-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Cable management arm with integrated heat exchanger |
US20080130221A1 (en) * | 2006-12-02 | 2008-06-05 | Krishnakumar Varadarajan | Thermal hinge for lid cooling |
TWI337837B (en) | 2007-06-08 | 2011-02-21 | Ama Precision Inc | Heat sink and modular heat sink |
CN201535493U (zh) | 2009-07-22 | 2010-07-28 | 杜姬芳 | Led散热装置 |
CN201575736U (zh) | 2009-11-17 | 2010-09-08 | 董林洲 | 独立多腔平板式热导装置 |
TWI425347B (zh) * | 2009-11-19 | 2014-02-01 | Compal Electronics Inc | 應用於電子裝置的散熱模組 |
JP2011181731A (ja) * | 2010-03-02 | 2011-09-15 | Molex Inc | カード状部品用ソケットを備えた電子機器 |
CN203232979U (zh) | 2013-05-13 | 2013-10-09 | 黄雅莉 | 具有散热装置的连接器 |
EP3025568B1 (en) * | 2013-07-22 | 2020-04-01 | Hewlett-Packard Enterprise Development LP | Heat sink |
US9668334B2 (en) * | 2014-05-23 | 2017-05-30 | General Electric Company | Thermal clamp apparatus for electronic systems |
CN206557699U (zh) | 2017-03-24 | 2017-10-13 | 湖南兴天电子科技有限公司 | 高效散热服务器 |
US10595439B2 (en) * | 2018-06-25 | 2020-03-17 | Intel Corporation | Movable heatsink utilizing flexible heat pipes |
US11231757B2 (en) * | 2018-08-01 | 2022-01-25 | Intel Corporation | Thermal dissipation in dual-chassis devices |
-
2018
- 2018-08-28 US US16/114,962 patent/US10779439B2/en active Active
-
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- 2019-03-27 JP JP2019060134A patent/JP6952071B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5329436A (en) * | 1993-10-04 | 1994-07-12 | David Chiu | Removable heat sink for xenon arc lamp packages |
JP2007155285A (ja) * | 2005-12-08 | 2007-06-21 | Sharp Corp | 熱交換器およびその製造方法ならびにそれを備えた空気調和機 |
TW201043903A (en) * | 2009-06-11 | 2010-12-16 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Heat sink |
TW201314425A (zh) * | 2011-09-30 | 2013-04-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 散熱裝置及使用該散熱裝置的電子裝置 |
CN203554868U (zh) * | 2013-10-17 | 2014-04-16 | 南宁市博泰华五金模具厂 | 一种散热片 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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