本申请涉及液冷散热技术领域，具体涉及一种浸没液冷环境下使用的散热装置，用于对芯片进行散热，所述散热装置包括散热器基板，所述散热器基板的外底面上设置闭环形的凹槽，所述凹槽内设置弹性元件，所述散热器基板的外底面、所述弹性元件与芯片的主散热面之间形成密封空间，所述密封空间内填充导热介质。本申请通过设置闭环形的凹槽，并在凹槽中设置弹性元件，使得浸没液冷环境下TIM材料能够被固定在由散热器基板、弹性元件和芯片的主散热面之间形成充满TIM材料的密封空间内，从而提高了芯片的独立散热能力，同时也使得浸没液冷环境下用于提高芯片散热能力的TIM材料的可选择范围更广。更广。更广。
【技术实现步骤摘要】
浸没液冷环境下使用的散热装置
[0001]本技术涉及液冷散热
，具体涉及一种浸没液冷环境下使用的散热装置。
技术介绍
[0002]在液冷散热技术中，浸没液冷散热技术是指将安装有芯片的印刷电路板(下称单板)浸泡在不导电的工质中进行散热，由于浸没液冷散热技术具有良好的散热效果且结构简单，逐渐成为针对电子元件散热的研究焦点。然而，简单的将安装有芯片的单板置于浸没液冷环境中并不能有效解决芯片的散热问题，主要体现在这种方式难以提升芯片的独立散热性能，因此，如何提升芯片的独立散热能力，正逐渐成为业界更为关注的技术问题。
技术实现思路
[0003]本申请实施例提供了一种浸没液冷环境下使用的散热装置，通过在用于对单个芯片进行散热的散热器基板外底面上设置闭环形的凹槽，并在凹槽中设置弹性元件，再与主散热面涂有 TIM材料的单个芯片进行组装，如此散热器基板、弹性元件内侧面和芯片的主散热面之间形成充满TIM材料的密封空间，使得浸没液冷环境下TIM材料能够被固定在所形成的密封空间内，从而提高了芯片的独立散热能力，同时也使得浸没液冷环境下用于提高芯片散热能力的TIM 材料的可选择范围更广。
[0004]第一方面，本申请实施例提供了一种浸没液冷环境下使用的散热装置，用于对芯片进行散热，所述散热装置包括散热器基板，所述散热器基板的外底面上设置闭环形的凹槽，所述凹槽内设置弹性元件，所述散热器基板的外底面、所述弹性元件与芯片的主散热面之间形成密封空间，所述密封空间内填充导热介质。
[0005]即在散热器的散热器基板平滑外底面上，例如是下文具体实施方式中的散热装置200的基板外底面2201上，开设与芯片101的主散热面1011的尺寸相匹配的凹槽，并在凹槽中设置高出基板外底面2201的弹性元件，例如是下文具体实施方式中的密封圈230，从而在基板外底面2201上围出一个罩体结构，当散热器与芯片进行组装时，基板外底面2201上的密封圈230 所围成的罩体结构能够及时罩在芯片101的主散热面1011上涂覆的TIM材料上，当散热装置 200与芯片101进行组装时TIM材料不容易被压出，从而起到便于组装的效果。散热装置200 与芯片101完成组装后，基板外底面2201、芯片的主散热面1011和密封圈230的侧表面围设形成密封空间，将TIM材料密封在该密封空间内，提高芯片101的独立散热能力的同时，也能够使芯片101具有稳定的散热性能。
[0006]在上述第一方面的一种可能的实现中，所述散热器与所述芯片组装在一起的状态下，所述弹性元件的外侧面与所述芯片的外侧面对齐。
[0007]即当散热器与芯片组装在一起的状态下，固定在散热器基板外底面凹槽中的弹性元件压合在芯片的主散热面边缘，弹性元件的外侧面与芯片的外侧面处于相同的平面或曲面上，这样的组装状态能够尽可能的增大TIM材料与芯片主散热面之间的接触面积，有利于
提高芯片的散热性能。
[0008]在上述第一方面的一种可能的实现中，所述弹性元件嵌合在所述凹槽内。
[0009]在上述第一方面的一种可能的实现中，所述弹性元件以弹性变形的状态嵌合在所述凹槽内。所述弹性元件的材料为橡胶材料或硅胶材料。
[0010]例如，弹性元件是橡胶密封圈，安装时弹性元件通过弹性形变嵌合在凹槽中，之后弹性元件恢复形变能够产生向凹槽内壁压紧的压力，使得弹性元件紧贴凹槽内壁，以实现较好的密封效果。
[0011]在上述第一方面的一种可能的实现中，所述弹性元件的截面形状与所述凹槽内表面相适配。
[0012]例如，散热器基板外表面开设的凹槽是方形槽时，弹性元件的截面形状可以是与该方形槽相配合的方形，以使弹性元件安装在凹槽内时能够紧贴凹槽内壁。又例如，散热器基板外表面开设的凹槽是圆形槽时，弹性元件的截面形状可以是与该圆形槽相配合的圆形。在不同的生产条件下，凹槽结构合理涉及即可，凹槽的结构只需与安装在凹槽中的弹性元件结构匹配能够达到较好的密封效果即可，这样利于优化散热器或下文具体实施方式中所描述的散热装置的生产流程，提高生产效率。
[0013]在上述第一方面的一种可能的实现中，所述导热介质充满所述密封空间。
[0014]即在散热器与芯片组装过程中，涂覆在芯片主散热面上的TIM材料随着密封空间的体积压缩而充满密封空间，其中，密封空间的体积随着散热器基板外表面与芯片主散热面之间的距离缩小而被压缩。可以理解，组装前芯片主散热面上的TIM材料涂覆量适当时，组装后TIM 材料应当能够充满主散热面与散热器基板外底面以及密封圈之间的密封空间内并形成较薄的导热介质层，这样能够使得TIM材料与主散热面、散热器基板外底面充分接触，利于快速导热。
[0015]在上述第一方面的一种可能的实现中，所述导热介质的导热系数大于6W/mK，所述导热介质的填充厚度小于0.3毫米。
[0016]即芯片主散热面与散热器基板之间的TIM材料的导热系数较大，一般远大于芯片所处的浸没液冷环境中的冷工质的导热系数，同时导热介质的填充厚度小于0.3毫米表明散热器与芯片组装后散热器基板外底面与芯片主散热面之间的距离小于0.3毫米，如此，TIM材料的导热距离较短、能够快速将芯片主散热面上的热量导出至散热器基板上，然后再通过与散热器基板连接的散热翅片结构将热量导入提供浸没液冷环境的冷工质中，提高芯片的散热能力。
[0017]在上述第一方面的一种可能的实现中，所述导热介质为液态金属、硅脂、相变导热膜、碳纤维导热垫中的一种。
[0018]例如，TIM材料是硅脂，在散热器与芯片组装时，TIM材料在组装过程中产生的挤压力的作用下逐渐充满散热器基板和芯片之间形成密封空间内。可以理解，液态金属、硅脂、相变导热膜、碳纤维导热垫都具有很高的导热系数，有利于在较大程度上提高芯片的散热性能。
[0019]在上述第一方面的一种可能的实现中，在所述芯片的结构为裸片结构的情况下，所述弹性元件的外侧面与所述裸片结构的外侧面对齐；在所述芯片具有封装结构的情况下，所述弹性元件的外侧面与所述封装结构的外侧面对齐；在所述芯片具有ring结构的情
况下，所述弹性元件的外侧面与所述ring结构的外侧面对齐。
[0020]在上述第一方面的一种可能的实现中，在所述芯片的结构为裸片结构的情况下，所述裸片结构的芯片上表面为所述芯片的主散热面，所述散热器基板的外底面、所述弹性元件、所述裸片结构的芯片上表面之间形成所述密封空间，所述密封空间内填充所述导热介质。
[0021]在所述芯片具有封装结构的情况下，所述芯片的封装结构上表面作为所述芯片的主散热面，所述散热器基板的外底面、所述弹性元件、所述封装结构的上表面之间形成所述密封空间，所述密封空间内填充所述导热介质。
[0022]在所述芯片具有ring结构的情况下，所述ring结构围设在所述芯片主散热面的边缘，所述散热器基板的外底面、所述弹性元件、所述芯片的ring结构以及芯片的主散热面之间形成所述密封空间，所述密封空间内填充所述导热介质。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种浸没液冷环境下使用的散热装置，用于对芯片进行散热，其特征在于：所述散热装置包括散热器基板，所述散热器基板的外底面上设置闭环形的凹槽，所述凹槽内设置弹性元件，所述散热器基板的外底面、所述弹性元件与芯片的主散热面之间形成密封空间，所述密封空间内填充导热介质。2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：所述散热器与所述芯片组装在一起的状态下，所述弹性元件的外侧面与所述芯片的外侧面对齐。3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于：所述弹性元件嵌合在所述凹槽内。4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于：所述弹性元件以弹性变形的状态嵌合在所述凹槽内。5.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于：所述弹性元件的材料为橡胶材料或硅胶材料。6.根据权利要求5所述的散热装置，其特征在于：所述弹性元件的截面形状与所述凹槽内表面相适配。7.根据权利要求6所述的散热装置，其特征在于：所述导热介质充满所述密封空间。8.根据权利要求1至7中任一项所述的散热装置，其特征在于：所述导热介质的导热系数大于6W/mK，所述导热介质的填充厚度小于0.3毫米。9.根据权利要求8所述的散热装置，其特征在于，所述导热介质为液态金属、硅脂、相变导热膜、碳纤维导热垫中的一种。10.根据权利要求2所述的散热装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾晖，李定方，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：新型
国别省市：
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