CN219248447U - 一种冷板装置及冷板模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种冷板装置及冷板模组，涉及液冷散热技术领域，其冷板装置包括底板组件、内盖组件、外盖组件和内层管道，内盖组件与底板组件连接并形成密封的内层腔室，外盖组件设置在内盖组件外并与底板组件连接形成密封的外层腔室，内层管道穿过外盖组件以及内盖组件与内层腔室连通。本实用新型中的冷板装置当内层腔室发生泄漏时，由于在内盖组件的外侧还设有外盖组件形成密封的外层腔室，可避免冷却流体直接泄漏到外界，从而可以提高密封圈形式冷板装置的可靠性，减少高温钎焊工艺冷板装置的用量，降低冷板装置的生产成本。

Description

一种冷板装置及冷板模组

技术领域

本实用新型涉及液冷散热技术领域，具体而言，涉及一种冷板装置及冷板模组。

背景技术

随着5G通讯技术和边缘计算的迅猛发展以及服务器/交换机等数据中心设备性能和业务能力的不断演进，其单芯片功耗(如服务器CPU芯片,交换机FPGA芯片)也在不断地快速增加，要解决大功耗芯片的散热，需要性能更加强劲的液冷散热技术。在IT/通讯设备和数据中心的液冷方案中，冷板式液冷是目前液冷技术的主流发展方向。

冷板技术主要有高温钎焊工艺、密封圈形式以及搅拌摩擦焊等几种工艺形式，其中，高温钎焊工艺的可靠性最好，但是成本也高，现有密封圈形式的冷板装置是将带有微槽道翅片的底板和上盖结构通过密封圈进行密封，密封圈周围再通过螺丝进行紧固使得微槽道和上盖之间形成一个允许液体流通的腔体，这种方式的冷板装置相对高温钎焊冷板来讲可靠性较低，存在容易发生液体泄漏的风险，目前只是在小部分客户范围内应用。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是如何提高密封圈形式冷板装置的可靠性，降低冷板装置的成本。

为解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种冷板装置，包括底板组件、内盖组件、外盖组件和内层管道，所述内盖组件与所述底板组件连接并形成密封的内层腔室，所述外盖组件设置在所述内盖组件外并与所述底板组件连接形成密封的外层腔室，所述内层管道穿过所述外盖组件以及所述内盖组件与所述内层腔室连通。

可选地，所述内盖组件包括内盖板和内密封圈，所述内盖板与所述底板组件连接形成所述内层腔室，所述内密封圈设置在所述内盖板与所述底板组件之间。

可选地，所述外盖组件包括外盖板和外密封圈，所述外盖板设置在所述内盖板外并与所述底板组件连接形成所述外层腔室，所述外密封圈设置在所述外盖板与所述底板组件之间。

可选地，所述底板组件包括底板和隔板，所述隔板设置在所述底板朝向所述内盖板的一侧端面上，且多个所述隔板间隔设置形成流道。

可选地，所述内层管道包括进液管道和出液管道，所述进液管道与所述出液管道通过所述内层腔室连通。

可选地，该冷板装置还包括外层管道，所述外层管道设置在所述外盖组件上，且所述外层管道的内壁与所述内层管道的外壁之间留有间隙。

可选地，所述外层管道与所述外层腔室连通。

可选地，该冷板装置还包括导热层，所述导热层设置在所述底板远离所述隔板的一侧端面上。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：

通过将内盖组件与底板组件连接形成密封的内层腔室，外盖组件设在内盖组件外与底板组件连接形成密封的外层腔室，将内层管道穿过外盖组件以及内盖组件与内层腔室连通，冷却流体可经内层管道向流入内层腔室吸收芯片产生的热量达到对芯片进行散热的目的，当内层腔室发生泄漏时，由于在内盖组件的外侧还设有外盖组件形成密封的外层腔室，可避免冷却流体直接泄漏到外界，从而可以提高密封圈形式冷板装置的可靠性，减少高温钎焊工艺冷板装置的用量，降低冷板装置的生产成本。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供一种冷板模组，包括如上所述的冷板装置。

可选地，所述冷板装置设有多个，多个所述冷板装置串联设置。

所述冷板模组对于现有技术所具有的优势与上述的冷板装置相同，在此不再赘述。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本实用新型实施例中冷板装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中冷板装置另一视角的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中冷板装置又一视角的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中冷板装置另一形式的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中冷板装置又一形式的结构示意图；

图6为本实用新型实施例中冷板模组的结构示意图。

附图标记说明：

1、底板组件；11、底板；12、隔板；2、内盖组件；21、内盖板；22、内密封圈；3、外盖组件；31、外盖板；32、外密封圈；4、内层管道；41、进液管道；42、出液管道；5、外层管道；6、导热层；10、内层腔室；20、外层腔室。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“开设”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

为解决上述问题，本实用新型的实施例提供一种冷板装置，包括底板组件1、内盖组件2、外盖组件3和内层管道4，内盖组件2与底板组件1连接并形成密封的内层腔室10，外盖组件3设置在内盖组件2外并与底板组件1连接形成密封的外层腔室20，内层管道4穿过外盖组件3以及内盖组件2与内层腔室10连通。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，底板组件1是指用于与待散热的芯片接触，可安装内盖组件2以及外盖组件3的载体，其通常可采用导热性能较好的铜、铝或不锈钢等材质的金属材料制作，并且可根据安装位置的场地条件或待散热芯片的形状设置成矩形、圆形或者是其组合的各种形状，相应地，内盖组件2以及外盖组件3的形状也可以根据底板组件1的形状进行相应设置，内盖组件2以及外盖组件3与底板组件1之间可以通过螺钉或卡扣等形式的连接件进行连接，也可以通过粘结的方式进行连接。

需要说明的是，内层管道4可从一侧穿过外盖组件3以及内盖组件2伸入内层腔室10，也可以从上方穿过外盖组件3以及内盖组件2伸入内层腔室10，示例性地，如图1、图4和图5所示，图1和图5中示出了内层管道4从外盖组件3以及内盖组件2的一侧伸入内层腔室10的实施方式，图4中则示出了内层管道4从外盖组件3以及内盖组件2的上方伸入内层腔室10的实施方式，具体可根据冷板装置安装时的场地条件以及实际应用的需要进行设置，在此不做限制。

这样，通过将内盖组件2与底板组件1连接形成密封的内层腔室10，外盖组件3设在内盖组件2外与底板组件1连接形成密封的外层腔室20，将内层管道4穿过外盖组件3以及内盖组件2与内层腔室10连通，冷却流体可经内层管道4向流入内层腔室10吸收芯片产生的热量达到对芯片进行散热的目的，当内层腔室10发生泄漏时，由于在内盖组件2的外侧还设有外盖组件3形成密封的外层腔室20，可避免冷却流体直接泄漏到外界，从而可以提高密封圈形式冷板装置的可靠性，减少高温钎焊工艺冷板装置的用量，降低冷板装置的生产成本。

可选地，内盖组件2包括内盖板21和内密封圈22，内盖板21与底板组件1连接形成内层腔室10，内密封圈22设置在内盖板21与底板组件1之间。

如图1、图2和图3所示，内盖板21为底部设有开口的半包围结构，由内顶板以及与内顶板边缘连接在一起的内围板组成，内顶板以及内围板的形状可根据底板组件1的形状进行选择，本实施例中，为了描述方便，以方形的内盖板21为例进行示例性说明，其中，内围板由内前侧板、内左侧板、内后侧板以及内右侧板合围而成，各个侧板的顶边分别与内顶板四条边连接形成方形的半包围结构，各个侧板的底边分别与底板组件1连接从而形成内层腔室10，内密封圈22设置在各侧板与底板组件1之间，从而可保证内层腔室10的密封性。

需要说明的是，为了保证内密封圈22的顺利安装，内盖板21的各个侧板应当具备一定的厚度，优选地，还可在各个侧板的底部设置安装槽，在底板组件1上相应的位置处设置压条，或者，在各个侧板的底部设置压条，在底板组件1上相应的位置处设置安装槽，安装内密封圈22时将其放入安装槽内，并通过压条将其压紧，从而使得内密封圈22安装更加牢固，密封效果更好。

这样，通过在内盖板21与底板组件1之间设置内密封圈22，使得内层腔室10的密封性能更好，可以提高冷板装置的可靠性。

可选地，外盖组件3包括外盖板31和外密封圈32，外盖板31设置在内盖板21外并与底板组件1连接形成外层腔室20，外密封圈32设置在外盖板31与底板组件1之间。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，外盖板31也是底部设有开口的半包围结构，由外顶板以及与外顶板边缘连接在一起的***板组成，外顶板以及***板的形状可根据底板组件1的形状进行选择，本实施例中，为了描述方便，以方形的外盖板31为例进行示例性说明，其中，***板由外前侧板、外左侧板、外后侧板以及外右侧板合围而成，各个侧板的顶边分别与外顶板四条边连接形成方形的半包围结构，各个侧板的底边分别与底板组件1连接从而形成外层腔室20，外密封圈32设置在各侧板与底板组件1之间，从而可保证外层腔室20的密封性。

需要说明的是，为了保证外密封圈32的顺利安装，外盖板31的各个侧板应当具备一定的厚度，优选地，还可在各个侧板的底部设置安装槽，在底板组件1上相应的位置处设置压条，或者，在各个侧板的底部设置压条，在底板组件1上相应的位置处设置安装槽，安装外密封圈32时将其放入安装槽内，并通过压条将其压紧，从而使得外密封圈32安装更加牢固，密封效果更好。

这样，通过在内盖板21与底板组件1之间设置内密封圈22，使得内层腔室10的密封性能更好，可以提高冷板装置的可靠性。

可选地，底板组件1包括底板11和隔板12，隔板12设置在底板11朝向内盖板21的一侧端面上，且多个隔板12间隔设置形成流道。

如图1、图2和图3所示，本实施例中，隔板12垂直设置在底板11朝上的一侧端面上，隔板12与底板11可通过焊接、铆接、螺钉连接或者一体成型等方式连接，隔板12在底板11上的投影可以是直线、折线、曲线或者是其组合的各种形状，多个隔板12间隔设置，相邻两隔板12之间的间距可以相同，也可以不同，具体可根据需要进行设置，在此不做限制。

需要说明的是，隔板12可以沿内层管道4伸入内层腔室10的方向设置，也可以垂直于内层管道4伸入内层腔室10的方向设置，或者是与内层管道4伸入内层腔室10的方向呈一定角度设置，在此不做限制。

这样，通过在底板11朝向内盖板21的一侧端面上设置隔板12，多个隔板12间隔设置形成流道，经由内层管道4流入的冷却流体能够更加均匀地分布到内层腔室10的各个角落，使得冷却流体与底板11能够进行更加充分的热交换，从而获得更好的冷却效果。

可选地，内层管道4包括进液管道41和出液管道42，进液管道41与出液管道42通过内层腔室10连通。

如图1和图4所示，为了使冷却流体在冷板装置内流通更加方便，提高冷板装置的散热效率，本实施例中，在内层腔室10的两侧分别设置有进液管道41和出液管道42，其中，内盖板21的内侧板以及外盖板31的外侧板上相应的位置处分别开设有通孔，进液管道41和出液管道42分别穿过相应的通孔伸入内层腔室10内，冷却流体经由进液管道41流入内层腔室10完成热交换后可直接经由出液管道42流出，相较于只设置一个管道冷却流体完成热交换后原路返回的方式散热效率更高。

需要说明的是，进液管道41与出液管道42可以设置在内层腔室10相对的两侧，也可以设置在相邻的两侧，也可以设置在同侧，具体可根据冷板装置安装时的场地条件以及实际应用的需要进行设置，在此不做限制。

另外，为了方便将进液管道41以及出液管道42分别与内盖板21以及外盖板31固定，防止进液管道41以及出液管道42松动，还可在内盖板21以及外盖板31的相应通孔处设置宝塔头，并将进液管道41以及出液管道42与宝塔头螺纹连接，同时在进液管道41以及出液管道42的外壁与通孔的内壁之间设置橡胶皮圈等进行密封，防止漏液。

可选地，该冷板装置还包括外层管道5，外层管道5设置在外盖组件3上，且外层管道5的内壁与内层管道4的外壁之间留有间隙。

如图1、图2、图4和图5所示，为了防止冷却流体在内层管道4中流动时发生泄漏，本实施例中，在内层管道4外还设有外层管道5，并且外层管道5的内壁与内层管道4的外壁之间留有一定间隙，这样在内层管道4发生破损等情况而出现漏液时，冷却流体能够通过内层管道4与外层管道5之间的间隙排出，而不会直接泄漏至外界，从而使得冷板装置更加可靠。

可选地，外层管道5与外层腔室20连通。

如图1和图4所示，本实施例中，在一些实施方式中，外层管道5可直接穿过外盖板31的外侧板或外顶板与外层腔室20连通，此时，当内盖板21破损导致内层腔室10内的冷却流体泄漏时，冷却流体进入外层腔室20后可直接通过外层管道5与内层管道4之间的间隙排出。

需要说明的是，在另一些实施方式中，如图5所示，外层管道5也可不必穿过外盖板31的外侧板或外顶板与外层腔室20连通，此时，当内盖板21破损导致内层腔室10内的冷却流体泄漏时，泄漏的冷却流体会在一定的压力作用下流入外层腔室20中，随着漏液的增多外层腔室20最终会被漏液充满，充满漏液的外层腔室20不再具有储存液体的功能，内层腔室10中的液体便不再继续泄漏，整个过程中冷板装置的性能可不受影响，仍能正常工作，因此此种实施方式的冷板装置的可靠性也能得到保证。

可选地，该冷板装置还包括导热层6，导热层6设置在底板11远离隔板12的一侧端面上。

如图1至图5所示，为了增加冷板装置的导热性能，更好地对芯片进行散热，本实施例中，在底板11与芯片接触的一侧端面上还设有导热层6，导热层6可以采用例如硅脂(thermal grease)、硅胶(thermal gel)、散热垫片(thermal pad)、相变化材料(Phasechange material)、相变化金属片(Phase change metal alloy)或导热胶等热界面材料，通过这些热界面材料填充底板11与芯片接触面之间的空气间隙，使得底板11与芯片的两个接触面可以更加紧密的接触在一起，从而可以降低底板11与芯片之间的接触热阻，提高散热性能。

本实用新型的另一实施例提供一种冷板模组，包括如上的冷板装置。

可选地，冷板装置设有多个，多个冷板装置串联设置。

本实施例中，图6示出了多个冷板装置在设备内部进行串联使用的结构示意图，当多个冷板装置串联使用时，相邻两个冷板装置的内层腔室10和外层腔室20分别通过串联的方式相互连通，整个冷板模组的任何位置发生液体泄漏，漏液都可以沿着外层腔室20的空间流出到设备外部，对设备的正常工作没有任何影响，因此，可以大大提高冷板模组的可靠性。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种冷板装置，其特征在于，包括底板组件(1)、内盖组件(2)、外盖组件(3)和内层管道(4)，所述内盖组件(2)与所述底板组件(1)连接并形成密封的内层腔室(10)，所述外盖组件(3)设置在所述内盖组件(2)外并与所述底板组件(1)连接形成密封的外层腔室(20)，所述内层管道(4)穿过所述外盖组件(3)以及所述内盖组件(2)与所述内层腔室(10)连通。

2.根据权利要求1所述的冷板装置，其特征在于，所述内盖组件(2)包括内盖板(21)和内密封圈(22)，所述内盖板(21)与所述底板组件(1)连接形成所述内层腔室(10)，所述内密封圈(22)设置在所述内盖板(21)与所述底板组件(1)之间。

3.根据权利要求2所述的冷板装置，其特征在于，所述外盖组件(3)包括外盖板(31)和外密封圈(32)，所述外盖板(31)设置在所述内盖板(21)外并与所述底板组件(1)连接形成所述外层腔室(20)，所述外密封圈(32)设置在所述外盖板(31)与所述底板组件(1)之间。

4.根据权利要求2所述的冷板装置，其特征在于，所述底板组件(1)包括底板(11)和隔板(12)，所述隔板(12)设置在所述底板(11)朝向所述内盖板(21)的一侧端面上，且多个所述隔板(12)间隔设置形成流道。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的冷板装置，其特征在于，所述内层管道(4)包括进液管道(41)和出液管道(42)，所述进液管道(41)与所述出液管道(42)通过所述内层腔室(10)连通。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的冷板装置，其特征在于，还包括外层管道(5)，所述外层管道(5)设置在所述外盖组件(3)上，且所述外层管道(5)的内壁与所述内层管道(4)的外壁之间留有间隙。

7.根据权利要求6所述的冷板装置，其特征在于，所述外层管道(5)与所述外层腔室(20)连通。

8.根据权利要求4所述的冷板装置，其特征在于，还包括导热层(6)，所述导热层(6)设置在所述底板(11)远离所述隔板(12)的一侧端面上。

9.一种冷板模组，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的冷板装置。

10.根据权利要求9所述的冷板模组，其特征在于，所述冷板装置设有多个，多个所述冷板装置串联设置。

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