CN113241334A - 一种集成降温组件的智能处理器模块 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种集成降温组件的智能处理器模块，涉及计算机模块技术领域，其技术方案要点是：包括布置于芯片上的降温组件，所述降温组件包括：用于与芯片贴合散热主导热片，主导热片背向芯片一侧的散热件，以及朝向芯片一侧的辅导热片，所述辅导热片镶嵌于主导热片的凹槽内，并与主导热片与芯片贴合的表面齐平，所述主导热片和辅导热片共同与芯片贴合导热。本发明采用铝合金和铜的相互结合，提高处理器的导热散热效率，维持处理器正常稳定运行。

Description

一种集成降温组件的智能处理器模块

技术领域

本发明涉及计算机模块技术领域，更具体地说，它涉及一种集成降温组件的智能处理器模块。

背景技术

随着计算机处理器的不断升降，其运算能力不断提高，处理器的数据处理效率不断提升，伴随着发热情况也不断增加，对于处理器的散热要求也不断增加，目前的处理器的散热结构相对普通，计算机厂商往往主要针对计算机性能做提升，而对散热辅助部件的改进有所忽视。

目前的处理器散热结构往往采用导热件将处理器表面的热量集中传导至散热件表面，通过散热件更大的散热表面积再配合风扇将热量散发带走，从而起到散热的情况。但是目前的处理器的散热结构相对简单，与芯片上的DBC部分贴合的铝合金导热件往往无法直接固定，影响处理器芯片的导热效率，一定程度上影响处理器的散热情况。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

本发明的目的就在为了解决上述的问题而提供一种集成降温组件的智能处理器模块，提高处理器的导热散热效率，维持处理器正常稳定运行。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种集成降温组件的智能处理器模块，包括布置于芯片上的降温组件，所述降温组件包括：用于与芯片贴合散热主导热片，主导热片背向芯片一侧的散热件，以及朝向芯片一侧的辅导热片，所述辅导热片镶嵌于主导热片的凹槽内，并与主导热片与芯片贴合的表面齐平，所述主导热片和辅导热片共同与芯片贴合导热；所述主导热片内凹槽的底面设置主榫卯槽，辅导热片的顶面设置主榫卯筋，所述主榫卯筋用于在辅导热片压入凹槽时嵌入主榫卯槽，形成固定的榫卯结构。

通过采用上述技术方案，采用铜制的辅导热片和铝合金的主导热片相互结合的方式以铝合金的作为主体，使其整体具有良好的强度，并且采用铜制的辅导热片镶嵌于主导热片内，能够与芯片上的dbc板直接连接固定，并且铜制的材料具有更加的导热性能，也能够增加芯片热量向外传导的效率，进出促进芯片的散热效率；采用榫卯结构对主导热片和辅导热片进行连接固定，在辅导热片的压入主导热片的凹槽时，主榫卯筋将嵌入主榫卯槽内，并通过压力发生一定的形变填满主榫卯槽，根据主榫卯槽的形状形成内大外小的燕尾结构，从而保持两者的稳定连接固定，并且在挤压贴合后能够保持主导热片和辅导热片之间的连接紧密，确保连接处的热量传导稳定。

本发明进一步设置为：所述辅导热片的两侧设置侧榫卯槽一，所述凹槽的两侧设置与侧榫卯槽一适配的侧榫卯槽二，所述辅导热片压入凹槽时，侧榫卯槽一和侧榫卯槽二的开口相对，所述侧榫卯槽一和侧榫卯槽二的内部嵌有榫卯条，所述榫卯条与侧榫卯槽一、侧榫卯槽二形成固定的榫卯结构。

通过采用上述技术方案，在辅导热片的侧面通过榫卯条与凹槽的侧面相互榫卯固定，从而在连接后能够形成固定销的状态，一方面辅导热片从凹槽当中嵌入主导热片，由于轮廓相互对应，辅导热片的脱落方向仅能够从凹槽的开口部位脱落，榫卯条与侧榫卯槽一、侧榫卯槽二侧面相互抵压，能够对辅导热片可能产生的脱落动作进行限制，从而保持辅导热片的进一步稳定性。

本发明进一步设置为：所述侧榫卯槽二的至少一端贯通所述主导热片的外侧壁，所述榫卯条从侧榫卯槽二端部的贯通口延伸至主导热片的外侧壁。

通过采用上述技术方案，通过将侧榫卯槽二的端部贯通，可供榫卯条从贯通孔进入，并且嵌入到侧榫卯条一和侧榫卯条二当中，榫卯条采用铜制的材料，随着外界对榫卯条端部的锻压，不断向侧榫卯条一和侧榫卯条二之间压紧，并且形变成与侧榫卯条一和侧榫卯条二贴合的情况，从而能够保持侧榫卯条一和侧榫卯条二以及榫卯条之间贴合的紧密和连接强度。

本发明进一步设置为：所述辅导热片的内部设置导热腔，所述导热腔连接两个导液管，所述导液管用于向导热腔内循环向输入冷却液。

通过采用上述技术手段，辅导热片内形成中间的结构，可通过导液管将外界的冷却液供入到导热腔内，并通过循环将热量带走，相较于普通的风冷散热结构，能够大大提高散热效率，能够持续稳定地维持处理器处于相对低温的环境，从而使得处理器能够长时间稳定工作。

本发明进一步设置为：所述辅导热片的顶面上固定连接两个连接管，主导热片对应与凹槽的底面上开设有与连接管适配的通孔，所述连接管一端与导热腔联通，另一端贯穿所述通孔并通过接头与导液管连接。

通过采用上述技术手段，通过将辅导热片上的连接管的接口从主导热片的通孔处伸出，从而能够将连接管以及相关的接头布置于主导热片的背面位置；而该接头在与连接管连接时，可通过螺纹连接与密封件相结合的方式进行固定，在连接后通过螺纹进行拧紧，而且拧紧后接头与主导热片之间相抵，从而能够对从连接管对辅导热片形成一定的拉力，进一步对辅导热片的嵌入式结构进行加固。

本发明进一步设置为：所述辅导热片包括上导热片和下导热片，所述上导热片和下导热片相对的一侧设置开口，上导热片和下导热片的开口一侧相互合拢焊接固定形成所述导热腔。

通过采用上述技术手段，采用上导热片和下导热片相互结合的方式对两者的结构进行合拢构建，便于对辅导热片内部导热腔的构建，并且两者的合拢面上可开设相互适配的环形凹陷和凸起，在两者相互合拢后能够保持两者的密封性，形成更加曲折的密封通道，从而保持两者固定焊接后的连接强度和密封性。

本发明进一步设置为：所述导热腔的内部设置具有若干缺口的分隔片，所述分隔片分别与导热腔的上下侧面相抵。

通过采用上述技术手段，通过分隔片对导热腔的内部进行分隔，并通过缺口保持内部各个空间相互联通，在导热腔的内部形成曲折的通道，能够增加冷却液流经导热腔时的流经长度，并且延长热交换时间，从而提高热交换效率；而将分隔片的上下两侧与抵压，能够在导热腔的内部形成一定的支撑，在对辅导热片进行锻压时能够保持导热腔内部的完整性，保持辅导热片结构的稳定性。

本发明进一步设置为：所述分隔片包括两个限位边和若干连接条，所述连接条呈波浪形结构，连接条的两端固定连接于限位边，中间形成若干向上或向下的弹性弯折部，弹性弯折部与导热腔的上或下侧面弹性相抵。

通过采用上述技术手段，通过多个完全的弹性连接条面部排列形成网状的结构，形成向上下两个方向弹性凸起的弹性弯折结构，通过金属片的弹性进行支撑，并且在一定程度上能够形成更好的抗形变能力，保持对导热腔上下两侧面的支撑。

本发明进一步设置为：所述导热腔的左右两侧面均设置两个限位块，同侧的两个限位块之间形成用于限位边卡入的间隙，限位边卡入所述间隙后与导热腔的侧面相抵。

通过采用上述技术手段，两个限位块组成的间隙能够对限位边进行固定，从而能够保持分隔片的位置进行固定，从而在辅导热片加工过程中保持辅限位片内部的结构稳定性。

本发明进一步设置为：所述上导热片和下导热片上均设置侧榫卯槽一，并通过榫卯条与主导热片榫卯固定。

通过采用上述技术手段，在上导热片和下导热片上均设置侧榫卯槽一，从而能够在上导热片和下导热片两部分均受到榫卯条的固定，能够在连接后保持上下两部结构的稳定性，保持相对静止，避免在拉扯上部的主导热片过程中，对上导热片和下导热片产生一定的拉扯，而导致上导热片和下导热片之间产生松动，而出现间隙导致导热腔的密封性产生影响。

本发明进一步设置为：所述主榫卯筋与辅导热片的长度一致并位于导热腔左右两侧位置，所述辅导热片的顶面对应于导热腔前后两侧位置设置辅榫卯筋，所述凹槽的底面设置与辅榫卯筋榫卯固定的辅榫卯槽。

通过采用上述技术手段，通过采用主榫卯筋与辅榫卯筋相互结合的方式进行榫卯配合，能够在辅导热片与主导热片之间形成更加合理的镶嵌布局，从而保持辅散热片的连接稳定性。

本发明进一步设置为：所述散热件包括若干固定连接与主导热片上的散热杆。

通过采用上述技术手段，密布的散热杆分布与主导热片背面，具有更大的表面积，能够在空气流经散热杆之间时能够将更多的热量带走，从而提高整体的散热效率。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

通过采用铜制的辅导热片和铝合金的主导热片相互配合，能够保持与芯片之间的良好的导热性能，能够更加迅速地将芯片的热量导出，从而提高该处理器模块的整体散热效率。通过采用相互榫卯结构固定的方式，能够保持辅导热片与主导热片之间的连接稳定性和结构强度，并且采用多个位置的榫卯结构相互配合的方式对两者进行固定，从而能够大大增加主导热片和辅导热片的连接可靠性；通过在辅导热片的内部开设导热腔，能够供冷却液灌入，从而形成冷却液和风冷相互结构的方式进行散热，进一步提升散热效果。

附图说明

图1为本发明一种集成降温组件的智能处理器模块的结构示意图一；

图2为本发明一种集成降温组件的智能处理器模块的结构示意图二；

图3为本发明一种集成降温组件的智能处理器模块的***图一；

图4为本发明一种集成降温组件的智能处理器模块的***图二；

图5为本发明的辅辅导热片的结构示意图；

图6为本发明的一种集成降温组件的智能处理器模块的剖视图；

图7为本发明的分隔片的安装结构示意图；

图8为本发明的分隔片的立体图。

附图标记：1、主导热片；11、凹槽；12、主榫卯槽；13、辅榫卯槽；14、侧榫卯槽二；15、榫卯条；16、通孔；17、底面；2、散热件；21、散热杆；3、辅导热片；31、上导热片；32、下导热片；33、导热腔；34、主榫卯筋；35、辅榫卯筋；36、侧榫卯槽一；37、连接管；38、顶面；4、导液管；41、导液接头；5、分隔片；50、限位块；51、限位边；52、连接条；53、弹性弯折部；54、缺口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本实施公开一种集成降温组件的智能处理器模块，如图1-6所示，包括布置于芯片上的降温组件，该降温组件与处理器芯片直接贴合固定，降温组件包括三个部分：分别为铝合金材料的主导热片1和散热件2以及铜制的辅导热片3，主导热片1可呈长方体结构，一侧与芯片之间相互贴合，将芯片上的热量传递至散热件2，散热件2则位于主导热片1的背向芯片一侧，可采用密封的散热杆21结构，具有较大的散热表面积，能够热量快速散发至空气当中，并通过空气的流通将热量带走散发；

辅导热片3位于主导热片1朝向芯片的一侧面上，镶嵌于主导热片1的凹槽11内，该凹槽11和该辅导热片3的轮廓较主导热片1的轮廓更小，嵌入凹槽11后辅导热片3仅有一面露出，并且与主导热片1表面齐平，主导热片1和辅导热片3共同与芯片贴合导热，从而在铝合金的表面形成一部分铜制的区域，能够直接与芯片上的dbc板连接固定，并且铜制的材料具有更加的导热性能，也能够增加芯片热量向外传导的效率，进出促进芯片的散热效率。

辅导热片3与主导热片1的凹槽11之间采用榫卯结构相互固定连接，在主导热片1内凹槽11的底面17设置主榫卯槽12，辅导热片3的顶面38设置主榫卯筋34，主榫卯槽12呈燕尾状的结构，而主榫卯筋34的宽度较主榫卯槽12稍小，而高度稍高，在辅导热片3的压入主导热片1的凹槽11时，主榫卯筋34将嵌入主榫卯槽12内，并通过压力发生一定的形变填满主榫卯槽12，根据主榫卯槽12的形状形成内大外小的燕尾结构，从而保持两者的稳定连接固定，并且在挤压贴合后能够保持主导热片1和辅导热片3之间的连接紧密，确保连接处的热量传导稳定。

为了增加辅导热片3与主导热片1榫卯固定后的强度，在辅导热片3的两侧继续通过榫卯结构进行固定，在辅导热片3的两侧开设侧榫卯槽一36，并在凹槽11的两侧开设与侧榫卯槽一36适配的侧榫卯槽二14，侧榫卯槽一36、侧榫卯槽二14均呈相对的燕尾形结构，在辅导热片3压入凹槽11时，侧榫卯槽一36和侧榫卯槽二14的开口相对，并通过在侧榫卯槽一36和侧榫卯槽二14的内部嵌有榫卯条15，榫卯后，榫卯条15与侧榫卯槽一36、侧榫卯槽二14形成固定的榫卯结构。在辅导热片3的侧面通过榫卯条15与凹槽11的侧面相互榫卯固定，从而在连接后能够形成固定销的状态，一方面辅导热片3从凹槽11当中嵌入主导热片1，由于轮廓相互对应，辅导热片3的脱落方向仅能够从凹槽11的开口部位脱落，榫卯条15与侧榫卯槽一36、侧榫卯槽二14侧面相互抵压，能够对辅导热片3可能产生的脱落动作进行限制，从而保持辅导热片3的进一步稳定性。

榫卯条15可从主导热片1外壁压入大方式进行，在侧榫卯槽二14的两端端贯通主导热片1的外侧壁，可供榫卯条15从贯通孔16进入，并且嵌入到侧榫卯条15一和侧榫卯条15二当中，榫卯条15采用铜制的材料，且其横截面尺寸与侧榫卯条15一、侧榫卯条15二何为的轮廓一致，随着外界对榫卯条15端部的锻压，不断向侧榫卯条15一和侧榫卯条15二之间压紧，榫卯条15的宽度产生挤压膨胀，将填充满侧榫卯槽一36、侧榫卯槽二14的内部，形变成与侧榫卯条15一和侧榫卯条15二贴合的形状，保持两者之间的连接强度并能够维持连这个之间的导热散热稳定性。

实施例二

本实施公开另一种集成降温组件的智能处理器模块，在实施例一的基础上对辅导热片3的结构作进一步优化，在辅导热片3的内部开设导热腔33，形成中空的腔体，并在导热腔33连接两个导液管4，该导液管4能够向导热腔33内循环向输入冷却液，从而能够通过循环将热量带走，相较于普通的风冷散热结构，能够大大提高散热效率，能够持续稳定地维持处理器处于相对低温的环境，从而使得处理器能够长时间稳定工作。

在辅导热片3的顶面38上固定焊接连接两个连接管37，主导热片1对应与凹槽11的底面17上开设通孔16，连接管37一端与导热腔33联通，另一端贯穿通孔16并通过接头与导液管4连接，在连接管37与该通孔16的连接处通过密封浇或密封件进行密封，该接头在与连接管37连接时，可通过螺纹连接与密封件相结合的方式进行固定，在连接后通过螺纹进行拧紧，而且拧紧后接头与主导热片1之间相抵，从而能够对从连接管37对辅导热片3形成一定的拉力，进一步对辅导热片3的嵌入式结构进行加固。

由于辅导热片3的内部中间位置形成一定的中空结构，无法承受大载荷的压力，因此将主榫卯筋34的位置进行具体优化设计，主榫卯筋34与辅导热片3的长度一致并位于导热腔33左右两侧位置；并在辅导热片3的顶面38对应于导热腔33前后两侧位置设辅榫卯筋35，辅榫卯筋35的长度较短，并且与辅导热片3内的导热腔33的位置相互错位，主榫卯筋34与辅榫卯筋35在辅导热片3的顶面38上形成合理的分布，围绕与导热腔33轮廓的外延部分，而在凹槽11的底面17设置与辅榫卯筋35榫卯固定的辅榫卯槽13，辅榫卯槽13与主榫卯槽12相互配合进行榫卯连接，能够在辅导热片3与主导热片1之间形成更加合理的镶嵌布局，从而保持辅散热片的连接稳定性，在对辅导热片3与主导热片1进行榫卯连接时能够保持两者的连接稳定性，又能够减少辅导热片3导热腔33位置的榫卯时的压力，进而保持辅导热片3内部结构的稳定性。

为了便于对辅导热片3进行加工，该辅导热片3可采用上导热片31和下导热片32两部分组装而成，上导热片31和下导热片32相对的一侧加工形成开口，采用上导热片31和下导热片32相互结合的方式对两者的结构进行合拢构建，便于对辅导热片3内部导热腔33的构建，并且两者的合拢面上可开设相互适配的环形凹陷和凸起，在两者相互合拢后能够保持两者的密封性，形成更加曲折的密封通道，从而保持两者固定焊接后的连接强度和密封性。

由于辅导热片3为两部分加工而成，可在上导热片31和下导热片32上均设置侧榫卯槽一36，并通过榫卯条15与主导热片1榫卯固定，在安装时，能够将上导热片31和下导热片32两部分均受到榫卯条15的固定，能够在连接后保持上下两部结构的稳定性，保持相对静止，避免在拉扯上部的主导热片1过程中，对上导热片31和下导热片32产生一定的拉扯，而导致上导热片31和下导热片32之间产生松动，而出现间隙导致导热腔33的密封性产生影响。

为了提高冷却液流经导热腔33时，冷却液的热交换效率，可在导热腔33的内部安装具有若干缺口54的分隔片5，分隔片5可在上导热片31和下导热片32相互合拢之前就安装在导热腔33的内部，通过分隔片5对导热腔33的内部进行分隔，并通过缺口54保持内部各个空间相互联通，在导热腔33的内部形成曲折的通道，能够增加冷却液流经导热腔33时的流经长度，并且延长热交换时间，从而提高热交换效率；并且分隔片5能够与导热腔33的上下侧面相抵，并且在受压后具有一定的弹性，能够在导热腔33的内部形成一定的支撑，在对辅导热片3进行锻压时能够保持导热腔33内部的完整性，保持辅导热片3结构的稳定性。

分隔片5可采用多种结构，例如如图7、8所示，分隔片5包括两个限位边51和若干连接条52，加工时，可通过铜制的金属薄片进行加工，两侧的限位边51呈薄板状，在中间部分切割形成连接条52，并通过弯曲将连接条52弯折形成波浪形结构，连接条52的两端固定连接于限位边51，中间形成若干向上或向下的弹性弯折部53，弹性弯折部53与导热腔33的上或下侧面弹性相抵；通过金属片的弹性进行支撑，并且在一定程度上能够形成更好的抗形变能力，保持对导热腔33上下两侧面的支撑。

为了增加分隔片5的安装稳定性，在导热腔33的左右两侧面均设置两个限位块50，同侧的两个限位块50之间形成用于限位边51卡入的间隙，限位边51卡入所述间隙后与导热腔33的侧面相抵，在上导热片31和下导热片32相互合拢固定后能够保持分隔片5的位置进行固定，从而在辅导热片3加工过程中保持辅限位片内部的结构稳定性。

综上所述，本方案主要采用铜制的辅导热片3和铝合金的主导热片1相互配合，提高了模块中芯片和散热组件的热传递效率，并采用多组榫卯结构，能够对辅导热片3和主导热片1进行固定连接，并保持两者之间的连接紧密和导热稳定性；并且可通过导热腔33配合导液管4的冷却循环，能够进一步促进处理器模块的散热效率，从而能够保持散热模块的持续稳定运行。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种集成降温组件的智能处理器模块，包括布置于芯片上的降温组件，其特征在于，所述降温组件包括：用于与芯片贴合散热主导热片(1)，主导热片(1)背向芯片一侧的散热件(2)，以及朝向芯片一侧的辅导热片(3)，所述辅导热片(3)镶嵌于主导热片(1)的凹槽(11)内，并与主导热片(1)与芯片贴合的表面齐平，所述主导热片(1)和辅导热片(3)共同与芯片贴合导热,所述主导热片(1)内凹槽(11)的底面(17)设置主榫卯槽(12)，辅导热片(3)的顶面(38)设置主榫卯筋(34)，所述主榫卯筋(34)用于在辅导热片(3)压入凹槽(11)时嵌入主榫卯槽(12)，形成固定的榫卯结构。

2.根据权利要求1所述的一种集成降温组件的智能处理器模块，其特征在于，所述辅导热片(3)的两侧设置侧榫卯槽一(36)，所述凹槽(11)的两侧设置与侧榫卯槽一(36)适配的侧榫卯槽二(14)，所述辅导热片(3)压入凹槽(11)时，侧榫卯槽一(36)和侧榫卯槽二(14)的开口相对，所述侧榫卯槽一(36)和侧榫卯槽二(14)的内部嵌有榫卯条(15)，所述榫卯条(15)与侧榫卯槽一(36)、侧榫卯槽二(14)形成固定的榫卯结构。

3.根据权利要求2所述的一种集成降温组件的智能处理器模块，其特征在于，所述侧榫卯槽二(14)的至少一端贯通所述主导热片(1)的外侧壁，所述榫卯条(15)从侧榫卯槽二(14)端部的贯通口延伸至主导热片(1)的外侧壁。

4.根据权利要求1所述的一种集成降温组件的智能处理器模块，其特征在于，所述辅导热片(3)的内部设置导热腔(33)，所述导热腔(33)连接两个导液管(4)，所述导液管(4)用于向导热腔(33)内循环向输入冷却液。

5.根据权利要求4所述的一种集成降温组件的智能处理器模块，其特征在于，所述辅导热片(3)的顶面(38)上固定连接两个连接管(37)，主导热片(1)对应与凹槽(11)的底面(17)上开设有与连接管(37)适配的通孔(16)，所述连接管(37)一端与导热腔(33)联通，另一端贯穿所述通孔(16)并通过接头与导液管(4)连接。

6.根据权利要求4所述的一种集成降温组件的智能处理器模块，其特征在于，所述辅导热片(3)包括上导热片(31)和下导热片(32)，所述上导热片(31)和下导热片(32)相对的一侧设置开口，上导热片(31)和下导热片(32)的开口一侧相互合拢焊接固定形成所述导热腔(33)。

7.根据权利要求6所述的一种集成降温组件的智能处理器模块，其特征在于，所述导热腔(33)的内部设置具有若干缺口(54)的分隔片(5)，所述分隔片(5)分别与导热腔(33)的上下侧面相抵。

8.根据权利要求6所述的一种集成降温组件的智能处理器模块，其特征在于，所述分隔片(5)包括两个限位边(51)和若干连接条(52)，所述连接条(52)呈波浪形结构，连接条(52)的两端固定连接于限位边(51)，中间形成若干向上或向下的弹性弯折部(53)，弹性弯折部(53)与导热腔(33)的上或下侧面弹性相抵。

9.根据权利要求8所述的一种集成降温组件的智能处理器模块，其特征在于，所述导热腔(33)的左右两侧面均设置两个限位块(50)，同侧的两个限位块(50)之间形成用于限位边(51)卡入的间隙，限位边(51)卡入所述间隙后与导热腔(33)的侧面相抵。

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