电子元器件封装结构、电子设备、服务器及数据中心系统的制作方法

本实用新型涉及电子元器件领域，特别是涉及一种电子元器件封装结构、电子设备、服务器及数据中心系统。

背景技术：

浸没式液冷技术是指将电子设备直接浸没在绝缘冷却液中，冷却液吸收电子设备产生的热量后，通过循环将热量传递给热交换器中的水，然后通过水循环将热量传递到室外冷却塔，散发至空气中。

电子设备中含有大量电子元器件。在将电子设备直接浸没在冷却液中进行散热时，有些电子元器件(如电解电容器)对冷却液比较敏感，冷却液进入这类电子元器件内部会造成电子元器件的功能失效，或降低电子元器件的寿命。

因此，需要设计一种电子元器件封装结构，以使得在将电子设备直接浸没在冷却液中时，冷却液不会对电子设备中电子元器件造成不良影响。

技术实现要素：

本实用新型要解决的一个技术问题是提供一种电子元器件封装结构。

根据本实用新型的第一个方面，提供了一种电子元器件封装结构，包括：第一壳体；电子元器件主体，位于第一壳体内；密封层，用于将电子元器件主体密封在第一壳体内，以使电子元器件主体与第一壳体外部环境隔离；以及隔离层，用于将密封层与第一壳体外部环境隔离。

可选地，该电子元器件封装结构还包括：第一硬质层，固定设置在密封层和隔离层之间，第一硬质层由硬质材料制成。

可选地，该电子元器件封装结构还包括：第二硬质层，固定设置在密封层和电子元器件主体之间，第二硬质层由硬质材料制成。

可选地，该电子元器件封装结构还包括：第二壳体，所述第二壳体通过固定设置在第一壳体的外侧，将隔离层固定在第一壳体和第二壳体之间。

可选地，该电子元器件封装结构还包括：固定件，用于固定隔离层。

可选地，第一壳体上设有开口，密封层位于第一壳体内与开口对应的位置。

可选地，该电子元器件封装结构还包括：与电子元器件主体连接的引线，引线通过开口延伸至外部。

可选地，密封层由橡胶材料制成，并且/或者隔离层由耐高温材料、耐液体腐蚀材料、或耐高温且耐液体腐蚀材料制成。

可选地，电子元器件为电解电容器。

根据本实用新型的第二个方面，提供了一种电子设备，位于冷却液中，电子设备包括多个电子元器件，多个电子元器件中至少存在一个电子元器件采用如本实用新型第一个方面述及的电子元器件封装结构。

根据本实用新型的第三个方面，提供了一种服务器，位于冷却液中，服务器包括多个电子元器件，多个电子元器件中至少存在一个电子元器件采用如本实用新型第一个方面述及的电子元器件封装结构。

根据本实用新型的第四个方面，提供了一种数据中心系统，包括多台服务器，服务器位于机柜内，机柜内设有冷却液，服务器包括多个电子元器件，多个电子元器件中至少存在一个电子元器件采用如本实用新型第一个方面述及的电子元器件封装结构。

由此，通过使用隔离层将密封层与外部环境隔离，使得在将电子元器件封装结构使用冷却液进行冷却时，在隔离层的隔离作用下，密封层可以完全与冷却液隔离，即密封层不会与冷却液接触，如此可以避免冷却液对密封层造成侵蚀，增强密封效果。

附图说明

通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的电子元器件封装结构的示意图。

图2示出了根据本实用新型另一个实施例的电子元器件封装结构的示意图。

图3示出了根据本实用新型另一个实施例的电子元器件封装结构的示意图。

图4示出了根据本实用新型另一个实施例的电子元器件封装结构的示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然附图中显示了本实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本实用新型更加透彻和完整，并且能够将本实用新型的范围完整地传达给本领域的技术人员。

为了使得在将电子设备直接浸没在冷却液中进行散热时，不会对电子设备中电子元器件造成不良影响，本实用新型设计了一种电子元器件封装结构。

本实用新型的电子元器件封装结构适用于与冷却液直接接触可能会对电子元器件的功能/寿命造成影响的电子元器件，如电容器、电解电容器。

电容器的功能是以电场能的形式储存电能量。电解电容器(electrolyticcapacitor)是一种按结构、制作工艺划分的电容器。电解电容器是有极性的电容器。电解电容器的阳极采用可钝化的金属材料，介电材料为阳极金属材料表面生成的致密氧化物薄膜，电解电容器的阴极材料为电解质。

下面结合具体实施例就本实用新型的电子元器件封装结构进行说明。

图1示出了根据本实用新型一个实施例的电子元器件封装结构的示意图。

参见图1，电子元器件封装结构包括第一壳体1、电子元器件主体2、密封层3、隔离层4。其中，电子元器件主体2是指电子元器件的主要组成部分，以电子元器件为电解电容器为例，电子元器件主体2可以是指电解电容器的芯子。

电子元器件主体2位于第一壳体1内。第一壳体1的内部可以是一个用于将电子元器件主体2容纳在内的容纳腔，即第一壳体1的内部可以是中空结构，以将电子元器件主体2容纳在内。第一壳体1可以由导热性好且不易被冷却液腐蚀或渗透的材料制成。第一壳体1的形状可以根据实际情况设置，如第一壳体1的形状可以设计为与电子元器件主体2的形状相同或类似。

密封层3用于将电子元器件主体2密封在第一壳体1内，以使电子元器件主体2与第一壳体外部环境隔离。第一壳体外部环境是指位于第一壳体外部的环境。密封层3可以通过密封第一壳体1以将电子元器件主体2与第一壳体1外部环境隔离。作为示例，第一壳体1上可以设有开口，密封层3可以位于第一壳体内与开口对应的位置，如此密封层3可以通过密封开口，将第一壳体1内部环境与外部环境隔离，进而起到将电子元器件主体2密封在第一壳体1内的效果。

密封层3可以由密封效果较好的软性材料(如橡胶材料)制成。如图1所示，第一壳体1可以是一端封闭一端开口的管状壳体，密封层3可以是橡胶密封塞，密封层3可以塞在管状壳体中开口一侧，即密封层3可以通过第一壳体1上的开口塞进第一壳体1，以将电子元器件主体2密封在第一壳体1内。

在将电子元器件封装结构使用冷却液进行冷却时，密封层3的靠近第一壳体1外侧的部分如果直接与冷却液接触，冷却液有可能会透过密封层3进入第一壳体1，使密封层3失去密封作用。

以密封层3为由橡胶材料制成的橡胶密封塞为例，在将电子元器件封装结构使用冷却液进行冷却时，橡胶密封塞中暴露在外部环境中的橡胶部分直接与冷却液接触，会发生溶胀，造成橡胶密封塞失去密封功能，冷却液进入电子元器件主体2内部，进而可能会造成电子元器件功能失效或寿命缩减。

为此，本实用新型提出，可以设置一个隔离层4将密封层3与第一壳体外部环境隔离。隔离层4可以设置在密封层3的靠近第一壳体外部环境的一侧。如图1所示，隔离层4可以位于第一壳体1内密封层3与开口之间。隔离层4可以由不受液体影响的材料制成。例如，隔离层4可以由耐高温材料、耐液体腐蚀材料、或耐高温且耐液体腐蚀材料制成。由此，在将电子元器件封装结构使用冷却液进行冷却时，在隔离层4的隔离作用下，密封层3可以完全与冷却液隔离，即密封层3不会与冷却液接触，如此可以避免冷却液对密封层造成侵蚀，增强密封效果。

如图1所示，电子元器件封装结构还可以包括与电子元器件主体2连接的引线5。引线5的一端可以连接电子元器件主体2，引线5的另一端可以通过第一壳体1上的开口延伸至第一壳体1外部。其中，引线5可以穿过密封层3、隔离层4延伸至第一壳体1外部。

在将图1所示的电子元器件封装结构投入使用后，电子元器件主体2将会发热，由于密封层3靠近电子元器件主体2，而密封层3一般又是由密封性较好的柔性材料(如橡胶)制成，使得密封层3容易受热膨胀，挤压隔离层4，造成隔离层4变形后破坏，从而使隔离层4功能失效。

为了减缓乃至消除密封层3因受热膨胀而对隔离层4的挤压，图2示出了根据本实用新型另一个实施例的电子元器件封装结构的示意图。与图1所示的电子元器件封装结构的不同之处在于，在本实施例中，电子元器件封装结构还可以包括一个硬质层。下面主要就本实施例与图1所示电子元器件封装结构的不同之处进行说明。对于相同部分可以参见上文结合图1的相关描述，此处不再赘述。

在本实施例中，可以在密封层3和隔离层4之间固定设置一个硬质层，为了便于区分，该硬质层可以称为第一硬质。第一硬质层6可以由硬质材料制成。硬质材料可以包括但不限于硬质合金，组成硬质合金的碳化钨粉、碳化钽、碳化钒、碳化钛等硬质粉末，以及金刚石等等。例如，第一硬质层6可以实现为一种由硬质材料制成的硬板。第一硬质层6可以用于缓冲/阻挡密封层3在受热膨胀时对隔离层4的挤压，避免造成隔离层4变形后破坏，使隔离层功能不会失效。

本实用新型提出，还可以使用固定件固定隔离层，来阻挡密封层3在受热膨胀时对隔离层4的挤压，避免隔离层4因被挤压而变形、破坏，使隔离层功能不会失效。

固定件的主要作用在于避免隔离层4因外力挤压发生形变，因此固定件可以具有一定表面积，固定件可以通过覆盖在至少部分隔离层4之上并与隔离层4固定连接，将隔离层4固定，以使隔离层不会或不易因外力挤压发生形变。

固定件可以是任何能够将隔离层4固定的部件。例如，固定件可以是位于隔离层4的靠近外部环境一侧设置的隔板，隔板可以通过分别与第一壳体1、隔离层4固定连接以将隔离层4固定，即隔离层4、第一壳体1、隔板可以连接为一个整体。

图3示出了根据本实用新型另一个实施例的电子元器件封装结构的示意图。与图1所示的电子元器件封装结构的不同之处在于，在本实施例中，电子元器件封装结构还可以包括一个第二壳体7。下面主要就本实施例与图1所示电子元器件封装结构的不同之处进行说明。对于相同部分可以参见上文结合图1的相关描述，此处不再赘述。

如图3所示，电子元器件封装结构还可以包括第二壳体7。第二壳体7通过固定设置在第一壳体1的外侧，将隔离层4固定在第一壳体1和第二壳体7之间。其中，第一壳体1可以视为内部壳体，第二壳体7可以视为外部壳体。

隔离层4可以通过第一壳体1上的开口塞进第一壳体1，并位于密封层3的靠近开口的一侧。与第一壳体1类似，第二壳体也可以是一端封闭一端开口的管状壳体，第二壳体7的开口侧可以与第一壳体1的封闭端套接。由此，通过在第一壳体1的外侧设置一个第二壳体7，可以将隔离层4固定在特定位置。

在本实施例中，密封层3在因受热膨胀时而对隔离层4进行挤压时，在第二壳体7的固定作用下隔离层4不会变形破坏。并且，第二壳体7可以视为第一壳体1的外层保护套，对第一壳体1也能起到一定的防护作用。

图4示出了根据本实用新型另一个实施例的电子元器件封装结构的示意图。与图2所示的电子元器件封装结构的不同之处在于，在本实施例中，电子元器件封装结构还可以包括硬质层8。下面主要就本实施例与图2所示的电子元器件封装结构的不同之处进行说明。对于相同部分可以参见上文结合图2、图1的相关描述，此处不再赘述。

如图4所示，可以在密封层3和电子元器件主体1之间固定设置一个硬质层8，为了便于区分，该硬质层可以称为第二硬质层。第二硬质层8可以由硬质材料制成，例如，第二硬质层8可以实现为一种硬板。第二硬质层8可以用于缓冲/阻挡密封层3在受热膨胀时对电子元器件主体1的挤压，避免电子元器件因挤压变形而对其功能/寿命造成影响。

至此，结合图1至图4就本实用新型的电子元器件封装结构做了详细说明。需要说明的是，上述结合图1至图4描述的不同各实施例可以互相结合，以形成新的实施例。例如，在一个实施例中，电子元器件封装结构可以同时包括上文述及的第一硬质层、固定件(如第二壳体)以及第二硬质层。在另一个实施例中，电子元器件封装结构也可以同时包括上文述及的固定件(如第二壳体)和第二硬质层。

下面就本实用新型的电子元器件封装结构的应用场景进行说明。

随着设备处理性能的提高，设备发热情况也越来越严重。出于环保及节能角度考虑，从风冷向液冷演变将逐渐成为设备散热的主要方向。通过采用本实用新型的电子元器件封装结构对电子元器件进行封装，可以使得在将设备置于冷却液中进行散热时，设备中电子元器件不会与冷却液直接接触，从而可以解决电子元器件在冷却液中的可靠性问题。

因此，本实用新型的电子元器件封装结构可以应用于各种能够通过液冷散热的设备。

为此，本实用新型还提出了一种电子设备，电子设备在投入使用时可以设置在冷却液中，电子设备可以包括多个电子元器件，这多个电子元器件中可以至少存在一个电子元器件采用本实用新型提出的电子元器件封装结构。其中，电子设备可以是各种通过液冷散热的设备，如可以是但不限于计算机主机。

本实用新型还提出了一种服务器，服务器在投入使用时可以设置在冷却液中，服务器可以包括多个电子元器件，这多个电子元器件中至少存在一个电子元器件采用本实用新型提出的电子元器件封装结构。

另外，随着大数据云计算的快速发展，让世界更加互联，人类生活更加便利的同时，其背后也产生了越来越多的数据，数据正以超出想象的速度快速增长。国际数据公司(idc)对其进行了统计和预测，全球数据圈将从2018年的33zb(泽字节)增至2025年的175zb。数据成倍的增长，增长的数据需要越来越多的计算力来进行分析和处理。

回顾最近40多年处理器的发展，可以看到，摩尔定律逐步放缓，当摩尔定律减缓后，想要追求更高的计算力，主要有如下两个方向。

一个方向是向内，借助服务器内部构建更多的计算单元提升单机计算力，而这直接导致芯片功耗及散热成为新挑战。比如早期的cpu功耗差不多100w的tdp，最近很快到200w，300w，400w的功耗，照这样发展，将芯片内部的热量散发出去越来越难，再大的风也已吹不凉它那滚烫的芯了。

另外一个方向是向外，云计算令计算资源集中化，高密度的提升必然带来热密度的上升，对于支撑服务器稳定运行的数据中心而言则带来巨大的能耗挑战。有数据统计显示，2018年，整个中国的数据中心用电量为1600多亿kwh，比2018年上海市全社会用电量1500多亿kwh还多，相当于三峡大坝的全年发电量。所以低能耗数据中心呼之欲出，这不仅关系到环境可持续发展，更直接决定了算力的成本和服务的竞争力。

为此，本实用新型还提供了一种低能耗、环保型的数据中心系统，包括多台服务器，服务器位于机柜内，机柜内设有冷却液，服务器包括多个电子元器件，多个电子元器件中至少存在一个电子元器件采用本实用新型提出的电子元器件封装结构。

上文中已经参考附图详细描述了根据本实用新型的电子元器件封装结构、电子设备、服务器及数据中心系统。

以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。