散热装置和电子设备的制作方法

本公开涉及一种散热装置和一种电子设备。

背景技术：

提高电子设备的散热能力对于提升电子设备的性能非常重要。现有技术中，电子设备通常是通过风冷散热，具体而言可以通过风扇吹动电子元件表面的空气的方式进行散热。在风冷散热中，为了增加换热面积，通常会在电子元件表面粘贴散热翅片等，将电子元件的热量通过热传导传递给散热翅片，然后再通过散热翅片将热量散失到空气中。然而由于空气的换热系数比起液体的换热系数要低很多，因此，相比于通过液体换热的方式，风冷的散热能力要低很多。

目前出现了一些电子设备可以通过液体来冷却，例如，液冷服务器。目前的液冷服务器，主要采用的是浸没式液冷技术。具体过程可以是，将服务器的电子元件放置在绝缘无腐蚀的冷却液中，通过冷却液的相变换热带走电子元件产生的热量。液冷服务器的散热能力相比于传统的风冷服务器的散热能力大幅度提高，相应地服务器的运算性能也大幅提升。然而，浸没式的液冷服务器存在着维修困难等问题。例如，当服务器中的某些电子元件需要更换时，需要把服务器从冷却液中拿出来后进行更换。这个过程中一方面从冷却液中拿出服务器会比较麻烦；另一方面可能会造成冷却液的浪费，例如对于浸没式相变液冷服务器维护时，需要打开液体相变的主机柜取出服务器，这样容易造成气化的冷却液的散失和浪费；而且，再一方面，由于维护时需要现将服务器从液体中拿出，导致无法将服务器中的电子元件设计成热插拔的形式。

技术实现要素：

本公开的一个方面提供了一种能够增加散热面积、提高散热效率并易于维护的散热装置。所述散热装置包括主体。所述主体包括至少一个容置空间。所述容置空间由所述主体的表面的部分区域内凹形成。其中，所述容置空间能够容置电子元件，并且所述容置空间的壁面与所述电子元件相接触。所述主体通过所述接触，接收并传导所述电子元件产生的热量。

可选地，所述主体包含实心散热结构，或者所述主体包含中空腔体，其中，所述中空腔体中能够容置流体导热介质。

可选地，所述流体导热介质包括液体，所述液体的换热方式包括相变换热和非相变换热中的至少一种。

可选地，所述散热装置还包括输出管路和回流管路。所述输出管路与所述中空腔体连通，用于将所述中空腔体中吸收所述电子元件产生的热量的所述流体导热介质输出以进行换热。所述回流管路与所述中空腔体连通，用于将换热后的所述流体导热介质输送回所述中空腔体。

可选地，所述实心散热结构包括散热片，所述散热片构成所述主体的表面的一部分。

可选地，所述散热装置还包括锁固结构。所述锁固结构设置于所述容置空间中，用于锁固容置于所述容置空间的电子元件。

可选地，所述散热装置还包括弹出结构。所述弹出结构设置于所述容置空间中，用于将所述电子元件从所述容置空间中弹出。

可选地，所述散热装置还包括控制装置。所述控制装置与所述弹出结构电连接，用于在所述电子元件满足第一条件时控制所述弹出结构将所述电子元件从所述容置空间中弹出。其中，所述第一条件包括所述电子元件发生故障或者所述电子元件的温度达到过热温度阈值条件。

本公开的另一方面提供了一种电子设备。所述电子设备包括散热装置和至少一个电子元件。所述散热装置包括主体，所述主体包括至少一个容置空间。所述至少一个电子元件容置于所述至少一个容置空间中，其中，所述电子元件与所述容置空间的壁面相接触。其中，所述散热装置通过所述接触，接收并传导所述电子元件产生的热量。

可选地，所述容置空间由所述主体的表面的部分区域内凹形成。

可选地，所述主体包含实心散热结构，或者所述主体包含中空腔体，其中，所述中空腔体中能够容置流体导热介质。

可选地，所述流体导热介质包括液体，所述液体的换热方式包括相变换热和非相变换热中的至少一种。

可选地，所述散热装置还包括输出管路和回流管路。所述输出管路与所述中空腔体连通，用于将所述中空腔体中吸收所述电子元件产生的热量的所述流体导热介质输出以进行换热。所述回流管路与所述中空腔体连通，用于将换热后的所述流体导热介质输送回所述中空腔体。

可选地，所述实心散热结构包括散热片，所述散热片构成所述主体的表面的一部分。

可选地，所述散热装置还包括锁固结构。所述锁固结构设置于所述容置空间中，用于锁固容置于所述容置空间的电子元件。

可选地，所述散热装置还包括弹出结构。所述弹出结构设置于所述容置空间中，用于将所述电子元件从所述容置空间中弹出。

可选地，所述散热装置还包括控制装置。所述控制装置与所述弹出结构电连接，用于在所述电子元件满足第一条件时控制所述弹出结构将所述电子元件从所述容置空间中弹出。其中，所述第一条件包括所述电子元件发生故障或者所述电子元件的温度达到过热温度阈值条件。

附图说明

为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：

图1a示意性示出了根据本公开实施例的散热装置的立体结构示意图；

图1b示意性示出了图1a所示的散热装置的立体透视图；

图2a示意性示出了根据本公开另一实施例的散热装置的立体结构示意图；

图2b示意性示出了图2a所示的散热装置的立体透视图；

图3示意性示出了根据本公开又一实施例的散热装置的立体结构示意图；

图4示意性示出了根据本公开再一实施例的散热装置的方框图；以及

图5示意性示出了根据本公开实施例的电子设备的方框图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“a、b和c等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有a、b和c中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c、和/或具有a、b、c的系统等)。在使用类似于“a、b或c等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有a、b或c中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c、和/或具有a、b、c的系统等)。

本公开的实施例提供了一种散热装置。该散热装置包括主体。该主体包括至少一个容置空间。其中，该容置空间由该主体的表面的部分区域内凹形成。其中，该容置空间能够容置电子元件，该容置空间的壁面与该电子元件相接触。该主体通过容置空间的壁面与电子元件的接触，接收并传导该电子元件产生的热量。根据本公开实施例的散热装置，可以增大电子元件向散热装置传导热量的导热面积，从而能够通过快速带走电子元件产生的热量，以此方式提高电子设备的散热能力。

本公开的实施例还提供了一种电子设备。该电子设备包括散热装置和至少一个电子元件。该散热装置包括主体，该主体包括至少一个容置空间。该至少一个电子元件容置于该至少一个容置空间中，其中，该电子元件与该容置空间的壁面相接触。其中，该散热装置通过主体中的容置空间的壁面与电子元件的接触，接收并传导该电子元件产生的热量。与传统的风冷式电子设备相比，根据本公开实施例的电子设备中，电子元件与散热装置之间的导热面积明显增大，使得电子元件的热量可以散热装置被快速带走，能够有效地提高电子设备的散热能力，进而提升电子设备的性能。与现有的液冷式服务器相比，根据本公开实施例的电子设备更易于维护。

图1a示意性示出了根据本公开实施例的散热装置100的立体结构示意图。图1b示意性示出了图1a所示的散热装置100的立体透视图。

如图1a和图1b所示，散热装置100包括主体10。主体10包括至少一个容置空间11。具体地，在图1a和图1b的示意中，主体10包括了三个容置空间11。该三个容置空间11分别由主体10的表面的部分区域内凹形成。其中，容置空间11能够容置电子元件(未示出)；容置空间11的壁面与容置于其中的电子元件相接触。主体10通过容置空间11的壁面与该电子元件之间的接触，可以接收并传导电子元件产生的热量。主体10可以是由具有较高导热性能的材料制成。

需要说明的是，在图1a和图1b中示出了三个容置空间11仅是示例而非限定性的。在实际应用中，可以根据需要在主体10中设置更多或更少的容置空间11。当有多个容置空间11时，多个容置空间11的排列方式可以是图1a和图1b中所示的方式，或者也可以是其他任意方式。另外，不同的容置空间11的形状可以彼此相同，如图1a和1b所示，或者，不同的容置空间11的形状也可以不完全相同。

在图1a和图1b的示意中，主体10中包括了三个容置空间11，其中每个容置空间11均可以容置对应的电子元件。例如，在这三个容置空间11中，其中一个可以容置cpu芯片和内存条，另一个可以容置电源和各类pci设备等，第三个可以容置各类磁盘等。

以容置空间11容置cpu芯片和内存条为例，对容置空间11中容置电子元件的一些可行的实现方案说明如下。例如，可以将cpu芯片和内存条安装在一个印刷电路板(pcb板)上，制成与容置空间11向匹配的片状结构，然后将该pcb板插入到容置空间11中。在一个实施例中，可以将cpu芯片和内存条安装在pcb板的同一侧，当该pcb板插入到容置空间11中时，可以将安装有cpu芯片和内存条的一侧与容置空间11的壁面压实并紧贴。在一些实施例中，为了使cpu芯片和内存条与容置空间11的壁面压实并紧贴，还可以将容置空间11的壁面中与该cpu和内存条对应的位置，设计为与该cpu芯片和内存条的外形相匹配的凹槽等。这样一方面增加容置空间11的壁面与该cpu芯片和内存条的表面的接触面积，另一方面还有助于对cpu芯片和内存条的定位。

需要说明的是，在图1b中将容置空间11在主体10内部的壁面示意为平面仅是示例。如前所述，容置空间11在主体10内部的壁面的形态可以根据要容置于其中的电子元件的位置和形态具体设计。

根据本公开的实施例，主体10可以是图1a和图1b所示的立方体，也可以是圆柱体，或者其他任意的立体形状。容置空间11可以是图1a和图1b所示的在主体10的表面上的截面为矩形的凹陷空间，也可以是在主体10的表面上的截面为三角形、或五边形等多边形的凹陷空间，或者其他曲面截面的凹陷空间。例如，若容置空间11在主体10的表面上的截面三角形时，在一个实施例中，可以将电子元件分别固定在三块pcb板上，并且这三块pcb板可以组合形成具有与容置空间11相匹配的三角形截面的立体结构，然后可以将这三块pcb板的组合结构容置于容置空间11中。在这三个pcb板的组合结构中，电子元件可以位于这三块pcb板上朝向容置空间11的壁面的一侧，便于电子元件与容置空间11的壁面的接触。

根据本公开的实施例，容置于不同的容置空间11中的电子元件之间，可以通过线路(例如，设置于主体外部的线路)连接以形成协同工作，也可以互不连接从而各自独立工作。

在图1a和图1b的示例中，容置空间11贯穿主体10的两侧仅是示例，在另一些实施例中，容置空间11也可以不贯穿主体10。

根据本公开实施例，通过电子元件与容置空间11的壁面之间的接触，散热装置100可以增大电子元件的导热面积，从而能够快速带走电子元件产生的热量，以此方式提高应用该散热装置100的电子设备的散热能力。

根据本公开的实施例，散热装置100中，主体10包含实心散热结构，或者主体10包含中空腔体，该中空腔体中能够容置流体导热介质。

在一些实施例中，主体10包含实心散热结构，例如在图1a和图1b中，主体10中除了容置空间11以外的剩余部分为实心结构。在这种情况下，电子元件产生的热量，首先通过电子元件与容置空间11的壁面的接触传递给主体10，然后通过主体10的内部材料的导热，传导至主体10的表面，并最终从主体10的表面散失到空气中。

在另一些实施例中，主体10包含中空腔体，例如在图1a和图1b中，主体10中除了容置空间11以外的剩余部分包括中空结构，其中形成有中空腔体。在中空腔体中可以填充流体导热介质。流体导热介质可以包括用于导热的气体、液体或固体颗粒中的至少一种。其中，固体颗粒，例如可以是具有导热性能的小颗粒或者纳米粒子等。

图2a示意性示出了根据本公开另一实施例的散热装置200的立体结构示意图。图2b示意性示出了图2a所示的散热装置200的立体透视图。

如图2a和图2b所示，该散热装置200包括主体10、输出管路21和回流管路22。其中，主体10除了包括容置空间11以外，还包括中空腔体12。其中，中空腔体12可以是主体10中除了容置空间11以外的部分形成的腔体。其中，如前所述，电子元件可以容置于容置空间11中，并与容置空间11的壁面相接触。

输出管路21与中空腔体12连通，用于将中空腔体12中吸收了电子元件产生的热量的流体导热介质输出以进行换热。输出管路21将流体导热介质输出进行换热，例如可以是将流体导热介质输出到外部冷却设备(诸如，冷却塔、压缩式制冷设备等)进行冷却；或者，例如也可以是将流体导热介质输送到需要供热区域(例如，办公场所等)进行换热来释放热量，以此方式可以将流体导热介质吸收的电子元件的热量作为供热热源的一部分，进而可以提高能量的利用率，达到节能的效果。

回流管路22与中空腔体12连通，用于将换热后的流体导热介质输送回中空腔体12。

根据本公开的实施例，在中空腔体12中可以填充流体导热介质。该流体导热介质可以是液体，该液体的换热方式包括相变换热和非相变换热中的至少一种。

根据本公开的实施例，散热装置200可以将流体导热介质(例如，液体)所在的空间和电子元件所在的空间隔离开，同时又能够通过电子元件与容置空间11的壁面的接触换热以及液体循环实现对容置于容置空间11中的电子元件的持续散热。具体而言，电子元件产生的热量首先传递给主体10，接着从主体10传递给填充于中空腔体12中的液体，再通过输出管路21和回流管路22实现液体的放热和循环利用。

例如，当将散热装置200应用于服务器时，服务器中的电子元件与液体不直接接触，相比于现有的浸没式液冷服务器明显更易于维护，还不影响服务器的热插拔设计，而且液体在全封闭的空间中循环，还能够有效的节约液体。

根据本公开的实施例，如图2b所示，由于流体导热介质受热会上浮，因此，输出管路21在中空腔体12中的端口的位置，可以高于回流管路22在中空腔体12中的端口的位置。在实际中，例如为了保证输出管路21和回流管路22中的流体导热介质的流动方向，可以在输出管路21和回流管路22形成的回路中设置泵或阀等流体设备。对于液体相变换热的情况，为了避免沸腾的气体夹带部分液体进入输出管路21，可以在输出管路21中设置过滤网，或者可以将输出管路21设置为弯管以阻挡气体中夹带的液体流出。

图3示意性示出了根据本公开又一实施例的散热装置300的立体结构示意图。

如图3所示，该散热装置300包括主体10。其中主体10包括容置空间11。主体10包含有实心散热结构，该实心散热结构包括散热片13。该散热片13构成主体10的表面的一部分。容置空间11的形状、数量和布置方式等仅为示意，关于容置空间11的描述可参考图1a～图2b的相关描述，在此不再赘述。

在该散热装置300中，电子元件产生的热量，首先通过电子元件与容置空间11的壁面的接触传递给主体10，然后可以通过主体10的内部材料的导热，传导至主体10的表面的散热片13处，并最终从散热片13散失到空气中。主体10表面的散热片13增加了散热装置300在空气中的散热面积，能够提高散热装置300的散热效率。

该散热装置300一方面通过容置空间11的壁面与电子元件的接触，提高了从电子元件吸收热量的能力，另一方面通过散热片13通过增加与空气接触的散热面积，提高了向外空气中散热的能力，从而从吸热和散热两方面均提高了热量传递效率，极大地提高了散热装置300整体的散热能力。

图4示意性示出了根据本公开再一实施例的散热装置400的方框图

如图4所示，该散热装置400可以包括主体10以及锁固结构30。其中主体10包括至少一个容置空间11。锁固结构30设置于该容置空间11中，用于锁固容置于该容置空间11的电子元件。其中，主体10和容置空间11可以参考图1a～图3中相关描述，此处不再赘述。

根据本公开的实施例，散热装置400还可以进一步包括弹出结构40。弹出结构40设置于该容置空间11中，用于将该电子元件从该容置空间11中弹出。

根据本公开的实施例，散热装置400还可以进一步包括控制装置50。控制装置50与弹出结构40电连接，用于在电子元件满足第一条件时控制该弹出结构40将该电子元件从容置空间11中弹出，其中，该第一条件包括该电子元件发生故障或者该电子元件的温度达到过热温度阈值条件。

散热装置400可以在电子元件置于容置空间11中时，通过锁固结构30对电子元件进行锁固，在一定程度上保障了电子元件使用过程中的稳定性，并保障了电子元件与容置空间11的壁面的持续接触，从而电子元件产生的热量能够实时且持续地传递给主体10。另外，散热装置400还可以通过控制装置50，在电子元件发生故障或者电子元件的温度达到过热温度阈值条件时，控制弹出结构40将电子元件从容置空间11中弹出，有助于对电子元件的保护和维护。可见，该散热装置400应用于电子设备时，不仅能够快速吸收电子设备中各个电子元件的热量，而且还方便了电子设备的维护。

图5示意性示出了根据本公开实施例的电子设备500的方框图。

如图5所示，根据本公开实施例的电子设备500包括根据本公开实施例的散热装置510和至少一个电子元件520。该散热装置510包括主体10，该主体10包括至少一个容置空间11。该至少一个电子元件520容置于该至少一个容置空间11中，其中，该电子元件520与该容置空间11的壁面相接触。其中，该散热装置510通过该接触，接收并传导该电子元件520产生的热量。根据本公开的实施例，主体10包含实心散热结构，或者主体10包含中空腔体，该中空腔体中能够容置流体导热介质。

根据本公开的实施例，散热装置510可以是如前所述的散热装置100、200、300、以及400中的任意一个，或者是如前所述的散热装置100、200、300、以及400在不冲突的情况下的任意组合。

根据本公开的各个实施例，电子设备500可以是各种电子设备。例如电子设备500可以是平板个人计算机(pc)、电子书阅读器(e-book阅读器)、台式pc、膝上型pc、上网本计算机、工作站、服务器、个人数字助手(pda)、便携式多媒体播放器(pmp)、mpeg-1音频层-3(mp3)播放器、移动医疗设备、相机等。

或者，电子设备500也可以是例如电视、数字视频盘(dvd)播放器、音频设备、冰箱、空调、吸尘器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气净化器、机顶盒、家庭自动控制面板、安全控制面板、tv盒(例如，samsunghomesynctm、appletvtm或googletvtm)、游戏机(例如，xboxtm和playstationtm)、电子词典、电子钥匙、摄像机和电子相框。

或者，电子设备500还可以包括各种医疗设备(例如，各种便携式医疗测量设备(血糖监控设备、心率监控设备、血压测量设备、体温测量设备等)、磁共振血管造影(mra)、磁共振成像(mri)、计算机断层扫描(ct)机和超声波扫描机)、导航设备、全球定位系统(gps)接收机、事件数据记录仪(edr)、飞行数据记录仪(fdr)、车辆信息娱乐设备、船用电子设备(例如，船用导航设备和罗盘)、航空电子设备、安全设备、车辆头单元、工业或家用机器人、银行的自动柜员机(atm)、商店的销售点或物联网(例如，灯泡、各种传感器、电表或燃气表、洒水器设备、火警、恒温器、街灯、烤面包机、运动器材、热水箱、加热器、锅炉等)。

此外，根据本公开实施例的电子设备500不限于上述设备，并可以包括根据技术发展的新型电子设备。

以下以电子设备500具体为服务器500为例进行说明。

在服务器500中，该至少一个电子元件520可以是服务器的一个或多个cpu芯片、一个或多个内存条、电源、一个或多个磁盘、或者各种pci设备等。

当散热装置510的结构具体为例如图1a和图1b所示的散热装置100时，服务器500中的电子元件可以制作成与容置空间11相匹配的片状结构。该片状结构可以插入到容置空间11中。在一个实施例中，容置于不同容置空间11中的电子元件520之间可以通过线路连接共同协作，从而形成一整台服务器500。这与现有技术中的风冷服务器相比，服务器500的电子元件520用于导热的表面积可以明显增大，从而可以使电子元件520产生的热量快速传导离开电子元件520。

另外，当散热装置510的结构具体为例如图2a和图2b所示的散热装置200时，如前所述中空腔体12中可以填充流体导热介质(例如，液体)。散热装置200可以将服务器500的电子元件520与液体相隔离，而同时液体又可以充斥在电子元件520的外围空间。与现有技术中的浸没式液冷服务器相比，服务器500更方便维护，而且有利于节约液体。

再者，当散热装置510的结构具体为例如图3所示的散热装置300时，如前所述，可以从在吸收电子元件产生的热量和向空气散热两方面同步提高服务器500的散热能力。

再或者，当散热装置510为例如图4所示的散热装置400时，在运行过程中对于电子元件520存在故障、或者电子元件520的温度是否达到过热阈值条件等均能够快速响应并予以保护，从而方便服务器500的维护和安全运行。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此，本公开的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。