一种用于服务器CPU的液冷板组件的制作方法

一种用于服务器cpu的液冷板组件
技术领域
1.本实用新型属于服务器技术领域，特别涉及一种用于服务器cpu的液冷板组件，用于冷却服务器中的核心发热部件-cpu。


背景技术：

2.随着信息技术的高速发展，数据中心业务量扩大，服务器内部电子部件的数量和功率密度稳步提高，因此服务器的发热量呈倍数增长。服务器内部的热量有效地移除，可保证服务器高效工作，延长服务器的使用寿命。
3.大功率中央处理单元（cpu）是服务器中的核心部件，功能是解释、读取计算机指令，并执行计算机指令，处理计算机软件中的数据。目前，英特尔（intel）、超威科技（amd）、英伟达（nvidia）研发高性能、低能耗的超级芯片，在保证高处理能力的前提条件下，单片cpu功率达150w。散热器需保证cpu在最高功率时，cpu的温度在设计范围内，不会因温度过高而烧毁。传统制冷方式采用风冷散热，风冷存在噪音大，散热效率低等问题。
4.常用的技术是采用导热膏涂抹在cpu和冷板的贴合面，实现cpu和冷板的连接，这种方式会降低冷板的可靠性。因而现有的cpu的散热技术还有待于进一步提高。


技术实现要素：

5.实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种用于服务器cpu的液冷板组件，其结构简单、设计合理，易于生产，通过优化液冷板组件的结构，来提高其与cpu的贴合度，让两者连接的更为紧密，降低两者的接触热阻，提高液冷板的散热效果和可靠性。
6.技术方案：为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于服务器cpu的液冷板组件，包括：快速接头公头供水口、快速接头公头回水口、一组液冷板焊接件、一组软管和一组液冷板，所述快速接头公头供水口和快速接头公头回水口通过液冷板焊接件与对应的软管的连接，所述液冷板通过软管连接。本实用新型中所述的一种用于服务器cpu的液冷板组件，其结构简单、设计合理，易于生产，通过优化液冷板组件的结构，来提高其与cpu的贴合度，让两者连接的更为紧密，降低两者的接触热阻，提高液冷板的散热效果和可靠性。
7.其中，所述液冷板包括第一液冷板、第二液冷板、第三液冷板和第四液冷板，所述第一液冷板和第二液冷板通过软管串联连接形成第一支路，所述第三液冷板和第四液冷板通过软管串联连接形成第二支路，所述第一支路和第二支路并联设置。
8.进一步的，所述第一液冷板、第二液冷板、第三液冷板和第四液冷板均包括底板、上盖、液冷板进水口、液冷板出水口和一组翅片，所述上盖设于底板的上方，且所述底板和上盖中均设有流体通道，所述液冷板进水口和液冷板出水口均设于上盖的上方，并通过连接头与流体通道连接，所述翅片设于底板上，并设于底板和上盖之间。
9.更进一步的，所述软管包括一组供水管、一组串联管和一组回水管，所述供水管的入口端与快速接头公头供水口连接，另一端分别与第一液冷板和第三液冷板上的液冷板进
水口连接，所述第一液冷板上的液冷板出水口通过串联管与第二液冷板上的液冷板进水口连接，所述第三液冷板上的液冷板出水口通过串联管与第四液冷板上的液冷板进水口连接；
10.所述第二液冷板和第四液冷板上的液冷板出水口均通过回水管与快速接头公头回水口连接，且软管材质为pu塑料。
11.优选的，所述液冷板进水口和液冷板出水口处的连接头均为锥管接头，且所述锥管接头与软管的连接处通过卡箍连接。
12.进一步优选的，所述翅片为铲齿翅片，翅片厚度，间距和高度分别是0.5mm， 1.0mm， 3.2mm。翅片材质是铝合金，散热效率高。
13.此外，还包括基于液冷板的机架式服务器，所述机架式服务器由一组服务器刀片和冷却液分配单元构成，所述服务器刀片呈上、下设置，所述冷却液分配单元设于服务器刀片的顶部或者底部，且所述冷却液分配单元通过液冷系统配流组件与服务器刀片连接。
14.进一步的，所述服务器刀片包括主板和cpu，所述cpu设于主板上，所述液冷板通过螺栓套装安装于cpu上。
15.更进一步的，所述冷却液分配单元包括泵和换热器，所述换热器和泵连接。
16.进一步优选的，所述液冷系统配流组件包括主管和一组分支管组成，所述主管包括供液主管和回液主管，所述分支管包括供液分支管和回液分支管；
17.所述供液主管的进液口端与冷却液分配单元的供液口连接，所述回液主管的出口端与冷却液分配单元的回液口连接，所述供液分支管一端与供液主管连接，另一端与快速接头公头供水口连接，所述回液分支管的一端与回液分支管连接，另一端与快速接头公头回水口连接。
18.上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：
19.1、本实用新型中所述的一种用于服务器cpu的液冷板组件，其结构简单、设计合理，易于生产，通过优化液冷板组件的结构，来提高其与cpu的贴合度，让两者连接的更为紧密，降低两者的接触热阻，提高液冷板的散热效果和可靠性。
20.2、本实用新型中液冷板和cpu之间采用螺栓套装连接，cpu上预留cpu安装孔，液冷板匹配预留冷板安装孔，螺栓套装包括螺栓和垫片，螺栓套装安装固定cpu和液冷板，保证冷板和cpu的紧密贴合。便于对螺栓紧固件的力矩进行调节，工作人员对用电动扳手控制螺栓紧固件的力矩，保证对冷板有合适的安装压力，保证冷板和cpu的充分接触，又方便操作人员安装拆卸。
21.3、本实用新型中所述液冷系统配流组件包括主管和一组分支管组成，所述主管包括供液主管和回液主管，所述分支管包括供液分支管和回液分支管；冷板组件的快速接头配置公头，液冷系统配流组件匹配配置母头，母头和公头互相锁紧，实现冷却介质的密封。当其中一个刀片服务器需要检修时，可进行带液插拔，不影响其它刀片服务器的正常工作。
附图说明
22.图1为本实用新型中液冷板组件的结构示意图；
23.图2为本实用新型中液冷板的结构示意图；
24.图3为本实用新型中液冷板翅片结构示意图；
25.图4为本实用新型中机架式服务器示意图；
26.图5为本实用新型cpu布置示意图；
27.图6为本实用新型中液冷板与cpu安装的示意图。
具体实施方式
28.下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。
实施例
29.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
32.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，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。
33.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.如图1、2、3所示的一种用于服务器cpu的液冷板组件，包括：快速接头公头供水口1、快速接头公头回水口2、一组液冷板焊接件3、一组软管4和一组液冷板5，所述快速接头公头供水口1和快速接头公头回水口2通过液冷板焊接件3与对应的软管4进行连接，所述液冷板5通过软管4连接。
35.本实施例中所述液冷板5包括第一液冷板51、第二液冷板52、第三液冷板53和第四液冷板54，所述第一液冷板51和第二液冷板52通过软管串联连接形成第一支路，所述第三液冷板53和第四液冷板54通过软管串联连接形成第二支路，所述第一支路和第二支路并联
设置。
36.本实施例中所述第一液冷板51、第二液冷板52、第三液冷板53和第四液冷板54均包括底板501、上盖502、液冷板进水口503、液冷板出水口504和一组翅片505，所述上盖502设于底板501的上方，且所述底板501和上盖502中均设有流体通道506，所述液冷板进水口503和液冷板出水口504均设于上盖502的上方，并通过连接头507与流体通道506连接，所述翅片505设于底板501上，并设于底板501和上盖502之间。
37.本实施例中所述软管4包括一组供水管41、一组串联管42和一组回水管43，所述供水管41的入口端与快速接头公头供水口1连接，另一端分别与第一液冷板51和第三液冷板53上的液冷板进水口503连接，所述第一液冷板51上的液冷板出水口504通过串联管42与第二液冷板52上的液冷板进水口503连接，所述第三液冷板53上的液冷板出水口504通过串联管42与第四液冷板54上的液冷板进水口503连接；
38.所述第二液冷板52和第四液冷板54上的液冷板出水口504均通过回水管43与快速接头公头回水口2连接。
39.本实施例中所述液冷板进水口503和液冷板出水口504处的连接头507均为锥管接头，且所述锥管接头与软管4的连接处通过卡箍509连接。
40.本实施例中所述翅片505为铲齿翅片。
41.实施例2
42.如图1至5所示的一种用于服务器cpu的液冷板组件，包括：快速接头公头供水口1、快速接头公头回水口2、一组液冷板焊接件3、一组软管4和一组液冷板5，所述快速接头公头供水口1和快速接头公头回水口2通过液冷板焊接件3与对应的软管4进行连接，所述液冷板5通过软管4连接。
43.本实施例中所述液冷板5包括第一液冷板51、第二液冷板52、第三液冷板53和第四液冷板54，所述第一液冷板51和第二液冷板52通过软管串联连接形成第一支路，所述第三液冷板53和第四液冷板54通过软管串联连接形成第二支路，所述第一支路和第二支路并联设置。
44.本实施例中所述第一液冷板51、第二液冷板52、第三液冷板53和第四液冷板54均包括底板501、上盖502、液冷板进水口503、液冷板出水口504和一组翅片505，所述上盖502设于底板501的上方，且所述底板501和上盖502中均设有流体通道506，所述液冷板进水口503和液冷板出水口504均设于上盖502的上方，并通过连接头507与流体通道506连接，所述翅片505设于底板501上，并设于底板501和上盖502之间。且所述底板501上设有一组冷板安装孔509。所述底板501和上盖502均采用紫铜材质，铜的导热性能优于铝合金、不锈钢。也可采用不锈钢、铝合金等材质，根据使用工况。在服务器液冷系统中，液冷板5优选采用铜材质。
45.本实施例中所述软管4包括一组供水管41、一组串联管42和一组回水管43，所述供水管41的入口端与快速接头公头供水口1连接，另一端分别与第一液冷板51和第三液冷板53上的液冷板进水口503连接，所述第一液冷板51上的液冷板出水口504通过串联管42与第二液冷板52上的液冷板进水口503连接，所述第三液冷板53上的液冷板出水口504通过串联管42与第四液冷板54上的液冷板进水口503连接；
46.所述第二液冷板52和第四液冷板54上的液冷板出水口504均通过回水管43与快速
接头公头回水口2连接。
47.本实施例中所述液冷板进水口503和液冷板出水口504处的连接头507均为锥管接头，且所述锥管接头与软管4的连接处通过卡箍508连接。液体流道在液冷板5内形成，冷却介质从液冷板5进水口进入，从液冷板5出水口流出。液冷板5进水口利用软管4连接快速接头公头供水口，从冷却液分配单元（cdu）62接收冷却介质；冷板出水口利用软管4连接快速接头公头回水口，使得冷却介质返回到cdu。冷却介质采用纯水，纯水+乙二醇，电子氟化液、制冷剂等。
48.本实施例中所述翅片505为铲齿翅片，且其采用高密度翅片。
49.本实施例中还包括基于液冷板5的机架式服务器6，所述机架式服务器6由一组服务器刀片61和冷却液分配单元62构成，所述服务器刀片61呈上、下设置，所述冷却液分配单元62设于服务器刀片61的顶部或者底部，且所述冷却液分配单元62通过液冷系统配流组件（manifold）63与服务器刀片61连接。manifold用于均匀地向机架上的每个服务器刀片进行冷却介质分配，使每个服务器刀片的阻力和流量相等。冷板组件的快速接头配置公头，manifold匹配配置母头，母头和公头互相锁紧，实现冷却介质的密封。当其中一个刀片服务器需要检修时，可进行带液插拔，不影响其它刀片服务器的正常工作。
50.本实施例中所述服务器刀片61包括主板611、液冷板5用于冷却机架式服务器6中的核心部件cpu612等发热元件，所述cpu612设于主板611上，所述主板611上设有cpu安装孔613，所述cpu安装孔613与冷板安装孔509对齐，并通过螺栓套装7连接固定cpu 612和液冷板51。螺栓套装7包括螺栓和垫片，螺栓套装安装固定cpu和液冷板，保证冷板和cpu的紧密贴合。操作人员利用电动扳手控制螺栓紧固件的力矩，保证对冷板有合适的安装压力，保证冷板和cpu的充分接触，又方便操作人员安装拆卸。且单个服务器刀片可以独立处理数据。服务器刀片堆叠成机架式服务器。
51.本实施例中所述冷却液分配单元62包括泵621和换热器622，所述换热器622和泵621连接。
52.本实施例中所述液冷系统配流组件63包括主管631和一组分支管632组成，所述主管631包括供液主管和回液主管，所述分支管632包括供液分支管和回液分支管；
53.所述供液主管的进液口端与冷却液分配单元（cdu）62的供液口连接，所述回液主管的出口端与冷却液分配单元62的回液口连接，所述供液分支管一端与供液主管连接，另一端与快速接头公头供水口1连接，所述回液分支管的一端与回液分支管连接，另一端与快速接头公头回水口2连接。
54.所述服务器的具体工作过程为：泵621为冷却介质提供驱动力，使恒定压力和流量的冷却介质源源不断地进入换热器622与外部环境进行换热，被冷却后的冷却介质从换热器流出，再经manifold 63配流进入各服务器刀片61内的冷板组件5，将cpu的热量带出。冷却介质携带热量从回液manifold 63汇流后回到cdu 62，进入泵621入口，形成一个闭式循环冷却回路。服务器刀片61堆叠形成机架式服务器6。
55.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。