用于液体冷却的散热器制造技术

提供了一种用于容置电子设备和液体冷却剂的模块。模块包括：壳体，该壳体限定用于容纳电子设备和液体冷却剂的可密封内部体积，可密封内部体积具有基部；基板，该基板在可密封内部体积中大致平行于基部，电子设备中的一个电子设备安装在基板的接近基部的侧部上；以及散热器设备，该散热器设备包括限定内部体积的接纳部分，该接纳部分布置成接纳液体冷却剂并且使液体冷却剂积聚在接纳部分中。散热器安装成使得电子设备中的一个电子设备或热传导地联接至电子设备中的一个电子设备的部件至少部分地位于内部体积内。分地位于内部体积内。分地位于内部体积内。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于液体冷却的散热器


[0001]本公开内容涉及用于容置电子设备和液体冷却剂的模块，该模块包括散热器设备。

技术介绍

[0002]用于数据处理的计算机、服务器和其他设备(称为信息技术或IT)通常包括印刷电路板(PCB)。在这些PCB上存在称为集成电路(IC)的小型设备，所述小型设备可以包括中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、图形处理单元(GPU)、随机存取存储器(RAM)等。所有这些电子元件或设备在使用时都产生热量。为了使IT的性能最大化，应当将热量传递出去，以使内容物保持在最佳温度。这些考虑也适用于其他类型的电子设备或系统。
[0003]IT通常容置在箱体、外壳或壳体内。例如，在服务器中，该外壳有时称为服务器机箱。服务器机箱通常遵守指定每个机箱的高度的许多行业标准，其被称为1RU(一个机架单元)或1OU(一个开放式单元)，这些也缩写为1U或1OU。2个主要标准中较小的一者是1RU/1U，其高度为44.45mm或1.75英寸。例如，从形状和样式的意义上说，这样的单元有时被称为“刀片”服务器，尽管这种服务器机箱可能没有必要放入或插入背板中。
[0004]不同的服务器产品可以针对机箱一次利用多于一个RU/OU，例如2U机箱使用2个机架单元。通常将每个服务器机箱的大小保持为最小值，以最大化每个服务器机架的计算能力的量(服务器机架是添加有服务器机箱的主壳体)。
[0005]通常，在IT上或IT中使用的电子元件或设备使用空气来冷却。这通常包括：具有翅片或类似物的某种散热器被放置成与芯片表面直接接触，或者与两个部件之间的TIM(thermal interface material，热接口材料)接触。除了散热器之外，每个外壳还使用一系列风扇以将空气吹过外壳、从散热器移除热量并且将热量从机箱中排出。这种类型的散热器与处于服务器设备侧的冷却器、比如空调结合使用。这种冷却方法不是特别有效，运行成本高，并且使用大量的空间来管理用于冷却的空气。
[0006]这种对IT进行冷却的方法已经几乎只用于大规模生产的IT和服务器设备。然而，最近，由于用空气对设备进行冷却的限制，发热芯片的峰值性能已经被压制。由于技术每几年在相同性能下将大小减半(如摩尔定律(Moore
’
s law)所示例的)，由芯片产生的热量随着部件占用空间的减小而增加。这已经导致设计用于空气冷却的散热器的大小和复杂性增加。因此，所需的服务器机箱大小通常会增加，从而降低了单个机架内的计算能力。
[0007]作为空气冷却的替代方案，可以使用液体冷却。液体冷却在一些情况下可以从电子元件或设备提供更有效的热传递，并且因此可以提供更大的冷却能力。这些液体包括介电流体、矿物油和水等。已知许多使用液体冷却的现有方法。例如，与本公开内容共同转让的国际专利公开No.2018/096362描述了一种浸没式液体冷却方法，其中通常为介电液体的主要液体冷却剂被泵入密封的机箱内，使得初级液体冷却剂保持在内部。热交换器也在机箱内并且将热量从初级液体冷却剂传递至次级液体冷却剂，次级液体冷却剂在机箱外流动(并且可以在多个机箱之间共享)并且通常为水或水基的(具有高比热容的优点)。
[0008]在此基础上，也通常与本公开内容共同转让的国际专利公开No.2019/048864描述了可以安装在电子设备上、电子设备周围或邻近电子设备的许多类型的散热器，或者可以安装在散热器上或散热器周围的电子设备。散热器限定了用于积聚和保持邻近一个或多个电子设备的初级液体冷却剂的内部体积。当初级液体冷却剂在机箱内流动(通过泵送和/或通过对流)时，初级液体冷却剂被引导至散热器的内部体积，从而改善了电子设备的冷却(例如，IC在运行或供电单元中变得特别热)。初级液体冷却剂然后从散热器内部体积流出(例如，通过溢流以及/或者通过流经体积中的孔)并且与机箱中其余的初级液体冷却剂聚集在一起，以对其他电子设备(例如，PCB上的或以其他方式安装在机箱中的其他部件或IC)进行冷却。初级液体冷却剂通过机箱中的热交换器被再次冷却并且热量被传递至次级液体冷却剂。在这种方法中，机箱中的初级液体冷却剂的液位可以保持较低，并且一定低于散热器内部体积中的初级液体冷却剂的液位。这就形成了多级(高度)的液体冷却，从而减少了所需液体冷却剂的数量并且允许对电子设备进行高效的单相(即，仅液相)冷却。由于初级液体冷却剂可能价格昂贵、难以容纳且容易污染，因此这种方法可以在降低成本和复杂性方面提供显著的优势。
[0009]因此，期望将这种成功的方法扩展至部件的其他构型。

技术实现思路

[0010]在此背景下，提供了一种根据权利要求1的用于容纳电子设备和液体冷却剂的模块。其他优选和/或有利的特征在从属权利要求和本文的其余公开内容中确定。还可以考虑一种制造和/或操作用于容纳电子设备和液体冷却剂的模块、具有与本文描述的结构特征相对应的步骤的方法。
[0011]提供了一种用于对安装在基板的底面上(比如电路板的底面上)的电气或电子设备进行冷却的散热器。散热器具有接纳部分，该接纳部分构造成围绕被冷却部件或者附接至被冷却设备或安装在被冷却设备上的热传导部分(例如，常规空气冷却型散热器)延伸。散热器构造成使得：当液体冷却剂充满接纳部分时，液体冷却剂与设备和/或热传导部分接触并且由此对设备进行冷却。液体冷却剂流动(通过对流和/或泵送)并且当液体冷却剂离开接纳部分时，液体冷却剂从设备带走热量。液体冷却剂可以溢出接纳部分的侧部并且/或者通过接纳部分的侧部或基部中的一个或更多个孔流出(每个孔和所有孔加在一起通常比任何液体入口的大小都相对要小，使得接纳部分能够充满)。
[0012]散热器设置在具有用于容纳电子设备和液体冷却剂的可密封内部体积(比如可密封机箱或类似物，例如作为服务器刀片的一部分)的模块内。液体冷却剂通常是电介质，以便电绝缘但导热。液体冷却剂(通常由于重力)沉降在可密封内部体积的基部中，并且基部中的液体冷却剂的液位通常足以至少部分地浸没容置在可密封内部体积内的其他电子设备。接纳部分中的液体冷却剂的液位有利地高于基部中的液体冷却剂的液位。该方法在基板相对于上面安装有其他电子设备的另一基板(例如，主板)从基部上升的情况下可以具有显著的益处。因此，散热器甚至可以为安装在电路板的底面上的设备提供多级液体冷却剂。
[0013]热传导部分通常采用常规散热器的形式，例如具有安装在电子设备上的平面部分。突出部(销和/或翅片)可以从热传导部分(特别地，热传导部分的平面部分)延伸到接纳部分的内部体积中。这些突出部(优选地与热传导部分结合)可以一直延伸至接纳部分的远
端表面。接纳部分有益地比被冷却设备和/或热传导部分宽(在任何非高度尺寸的意义上)，使得为液体冷却剂的流动提供间隙。
[0014]液体冷却剂可以通过一个或更多个液体入口而接纳在接纳部分内，例如每个液体入口包括接纳部分中的孔口或孔，孔口或孔可以在接纳部分的底部(接近基部或远离被冷却设备)或侧部中。在实施方式中，液体入口可以围绕接纳部分的底部表面(即，最靠近基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于容置电子设备和液体冷却剂的模块，所述模块包括：壳体，所述壳体限定用于容纳所述电子设备和所述液体冷却剂的可密封内部体积，所述可密封内部体积具有基部；基板，所述基板在所述可密封内部体积中大致平行于所述基部，所述电子设备中的一个电子设备安装在所述基板的接近所述基部的侧部上；以及散热器设备，所述散热器设备包括限定内部体积的接纳部分，所述接纳部分布置成接纳所述液体冷却剂并且使所述液体冷却剂积聚在所述接纳部分中，所述散热器安装成使得所述电子设备中的一个电子设备或热传导地联接至所述电子设备中的一个电子设备的部件至少部分地位于所述内部体积内。2.根据权利要求1所述的模块，其中，所述散热器设备还包括传导部分，所述传导部分安装在所述电子设备中的一个电子设备上以便通过传导从所述电子设备中的一个电子设备接收热量，并且其中，所述传导部分至少部分地位于所述散热器设备的所述内部体积内。3.根据权利要求2所述的模块，其中，所述传导部分包括突出部，所述突出部延伸到所述散热器设备的所述内部体积中。4.根据权利要求3所述的模块，其中，所述突出部从所述传导部分延伸至所述散热器设备的内部体积的远离所述电子设备中的一个电子设备的表面。5.根据任一前述权利要求所述的模块，其中，所述接纳部分宽于所述电子设备中的一个电子设备和/或热传导地联接至所述电子设备中的一个电子设备的部件的宽度。6.根据任一前述权利要求所述的模块，其中，所述接纳部分包括液体入口，所述液体入口用于将所述液体冷却剂接纳到所述内部体积中，并且其中，所述液体入口定位在所述接纳部分的远离所述电子设备中的一个电子设备的部分上。7.根据权利要求6所述的模块，其中，所述液体入口定位在所述接纳部分的表面区域的中央部分中。8.根据权利要求6所述的模块，其中，所述液体入口定位在所述接纳部分的侧部上。9.根据任一前述权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：纳坦，
申请(专利权)人：爱思欧托普集团有限公司，
类型：发明
国别省市：