一种用于服务器级双芯片冷却的脉动热管散热装置的制作方法

1.本实用新型涉及芯片冷却技术领域，尤其涉及一种用于服务器级双芯片冷却的脉动热管散热装置。


背景技术：

2.随着信息化的革命浪潮不断推进，各行业信息化数据化，带来的是数据运行和存储的需求，数据中心的需求不断加大。数据中心的低能耗高效冷却稳定运行面临着极大挑战。现有数据中心冷却采用精密空调的传统冷却方式，通过机械蒸汽压缩式风冷对机房内的设备和芯片进行冷却。随着数据中心功耗的不断增大，液冷技术被采用。同时，热管由于其高导热性和远距离传输的特性，也被应用于数据中心冷却。以大型的环路热管为主，也有部分的平板热管和末端冷却方式。风冷采用的工质是空气，空气的换热系数比较低，并且风口距离热源距离也比较远，由于风冷的出入口和流动路径的存在，散热不均问题发生，散热不均又促使降低精密空调的设定温度，导致进一步空调功率增大，增加功耗，不均匀现象也增加，形成恶性循环，最终导致数据中心能源利用率(pue)值过高。液冷效率高，传热能力相比风冷提升2-3个数量级。但是，液体散热存在泄露的隐藏风险。液体工质发生泄露，将会直接破坏电子器件的正常运行，乃至影响整个系统。同时，液体管道的分布等增大了系统的复杂性，提高数据中心的建设成本。热管是一种高导热的高效散热冷却方式，其运行不需要依靠外力的驱动，比如液体的泵送等，降低运行成本。现有数据中心中采用的热管以分离式热管为主，通过背板进行一个个机柜内部的散热冷却。是针对整个机柜的散热，但是对于具体的某一个服务器，服务器内部的芯片，未能精准散热，芯片和热管之间还有一段距离。同时，随着服务器的升级，多芯片服务器的需求增大，传统热管的散热方式有代进一步的优化，从而匹配服务器运行提升的需求。


技术实现要素：

3.为了解决以上问题，本实用新型提供一种用于服务器级双芯片冷却的脉动热管散热装置，它结构合理，解决了上述问题。
4.本实用新型的技术方案是：提供一种用于服务器级双芯片冷却的脉动热管散热装置，包括脉动热管、冷凝器，冷凝器下端安装芯片，脉动热管一端与冷凝器连接，脉动热管包括冷凝端、蒸发端、绝热段，冷凝端、蒸发端通过绝热段连接。
5.可选的，所述冷凝器由上盖板、下盖板组成，上盖板、下盖板均为金属盖板，下盖板一面连接芯片，一面和上盖板贴合，并在贴合界面上开有与蒸发端尺寸一致的沟槽，上盖板、下盖板构成的冷凝器与蒸发端封装连接。
6.可选的，所述冷凝器、芯片和蒸发端三者之间的间隙填充高导热性能材料，高导热性能材料为高导热硅脂。
7.可选的，所述冷凝端一端为弯折端。
8.可选的，所述蒸发端一端为弯折端，并分成两个部分。
9.可选的，所述蒸发端、冷凝端末端为压扁后的毛细管。
10.可选的，所述绝热段弯曲形成上下高低差异的阶梯结构。
11.可选的，所述毛细管是内壁光滑或粗糙处理的金属管，其材质为铜、铝金属或金属合金。
12.可选的，所述芯片工作温度范围通过工质种类和真空度调节，工质为水、乙醇单一溶液或者纳米颗粒流体混合液。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：能够保证服务器级双芯片的高效散热；可同时满足两个芯片热源的冷却散热；同时保证两块高功率芯片工作在相同的低温稳定情况下；良好的适应性，还能根据工作温度需求，通过工质和充液率的调节进行温度调节，经济性好，制造成本低，易于批量化生产，制造成本低，实现服务器级双高功率芯片的高效散热，保证数据中心稳定运行，使得数据中心稳定运行，更加绿色，进一步推动信息化发展，促进大数据和互联网的发展。
附图说明
14.下面根据图进一步对本实用新型加以说明:
15.图1是本实用新型的结构图；
16.图2是本实用新型的结构图；
17.图3是本实用新型的结构图；
18.图4是本实用新型的结构图；
19.图1、图2、图3、图4中所示：1、脉动热管，2、芯片，3、冷凝器，11、冷凝端，12、蒸发端，13、绝热段。
具体实施方式
20.下面结合图对本实用新型作进一步详细的说明，需要说明的是，图仅用于解释本实用新型，是对本实用新型实施例的示意性说明，而不能理解为对本实用新型的限定。
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
22.如图1、图2、图3、图4所示，一种用于服务器级双芯片冷却的脉动热管散热装置，包括冷凝端、蒸发端、绝热段、脉动热管、冷凝器，脉动热管包括冷凝端、蒸发端、绝热段，冷凝器由上盖板、下盖板组成，上盖板、下盖板均为金属盖板，下盖板一面连接芯片，一面和上盖板贴合，并在贴合界面上开有与脉动热管蒸发端尺寸一致的沟槽，上下盖板构成的冷凝器与脉动热管蒸发端封装连接。冷凝器、芯片和脉动热管蒸发端三者之间的间隙填充有高导热性能材料，高导热性能材料为高导热硅脂。冷凝端一端为弯折端。蒸发端一端为弯折端，并分成两个部分。蒸发端、冷凝端末端为压扁后的毛细管；绝热段弯曲形成上下高低差异的阶梯结构；毛细管是内壁光滑或粗糙处理的金属管，其材质为铜、铝等金属或金属合金。脉动热管的几何尺寸根据具体服务器芯片的封装尺寸、热流密度和工作温度需求确定。
23.脉动热管是新型传热装置，其内部工质在蒸发端吸热形成气塞，在冷凝端放热形
成液塞，其热量传递是通过工质显热和相变潜热，以及气塞/液塞之间的振荡来实现的，其传热效果比传统热管更佳优良。
24.实施例
25.使用时，由冷凝器和脉动热管组成该散热装置，脉动热管由金属毛细管弯折而成，在冷凝端弯折成为一个部分，而在蒸发端弯折成为两个部分，用于两个芯片散热，在中间绝热段弯曲形成上下高低差异的阶梯结构。脉动热管蒸发端和冷凝端的末端采用压扁后的毛细管，优化与冷凝器的连接，降低接触热阻。金属毛细管是内壁光滑或粗糙处理的金属管，其材质为铜、铝等金属或金属合金。脉动热管的工质根据服务器芯片工作温度范围选取，可以通过工质种类和真空度来调节工作温度范围。工质为水、乙醇单一溶液或者纳米颗粒流体混合液。脉动热管的几何尺寸根据具体服务器芯片的封装尺寸、热流密度和工作温度需求确定。冷凝器根据具体双芯片服务器上的芯片尺寸和脉动热管尺寸来确定。冷凝器主要由上、下两块金属盖板组成，下盖板的一面连接芯片，一面和上盖板贴合，并在贴合界面上开有与脉动热管蒸发端尺寸一致的沟槽，上下盖板构成的冷凝器与脉动热管蒸发端封装在一块。冷凝器、芯片和脉动热管蒸发端三者之间的间隙填充有高导热性能材料，可以是高导热硅脂。通过一个脉动热管散热装置，采用两个部分组成的蒸发端，即可同时满足两个芯片热源的冷却散热。在一个脉动热管的两个蒸发端部分，能够提升两块芯片的均温性，同时保证两块高功率芯片工作在相同的低温稳定情况下。
26.本实用新型结构合理，采用脉动热管进行数据中心芯片级冷却，与传统热管相比，具有以下突出的优点：
27.(1)极高的传热效率，脉动热管的最高传热效率可达85％以上，能够保证服务器级双芯片的高效散热；
28.(2)实现同时的双芯片散热，通过一个脉动热管散热装置，采用两个部分组成的蒸发端，即可同时满足两个芯片热源的冷却散热；在一个脉动热管的两个蒸发端部分，能够提升两块芯片的均温性，同时保证两块高功率芯片工作在相同的低温稳定情况下；
29.(3)良好的适应性，按照工作情况，进行弯曲、压扁操作，即形状适应性；另外，还能根据工作温度需求，进行温度调节通过工质和充液率的调节；
30.(4)经济性好，制造成本低，脉动热管为光滑管，易于批量化生产，制造成本低，能够自驱动运行，降低数据中心运维成本，更绿色；实现服务器级双高功率芯片的高效散热，保证数据中心稳定运行，使得数据中心稳定运行，更加绿色，进一步推动信息化发展，促进大数据和互联网的发展。
31.以上所述为本实用新型的实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种改进和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等均应含在本实用新型的权利要求范围之内。