CN109121369A - 一种结合微流道的快速传导间接液冷散热结构 - Google Patents

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Abstract

本发明一种结合微流道的快速传导间接液冷散热结构，包括内部设置有蛇形液冷通道的液冷冷板，以及对应大功耗器件的位置依次设置在液冷冷板底部的导热膜和散热铜块；所述的蛇形液冷通道的流动方向对应经过大功耗器件的位置上方，蛇形液冷通道内对应大功耗器件分别设置有微流道散热齿。在蛇形通道间接液冷冷板内结合微流道散热齿，同时内嵌传导散热铜块结构，从而提高芯片器件到液冷冷板的热传导效率和液冷冷板的换热性能，解决传统蛇形通道液冷冷板的换热面积有限导致散热能力不足的问题，以及芯片到冷板热传导效率不高的问题，整体提高了加固印制板卡的散热效率。

Description

一种结合微流道的快速传导间接液冷散热结构
技术领域
本发明涉及高功耗环境下的加固印制板卡领域，具体为一种结合微流道的快速传导间接液冷散热结构。
背景技术
随着电子技术的迅速发展,电子元器件的总功率密度大幅度增长而物理尺寸却越来越小,而且高温的温度环境会影响电子元器件的性能。有效解决电子元器件的散热问题已成为当前电子元器件和电子设备制造的关键技术,液体冷却技术可在一定程度上适应高热流密度的散热要求。
液体冷却通常指通过循环的液体将发热体产生的热量泵送至另一换热环境集中向外界扩散,可分为直接液体冷却法和间接液体冷却法。直接液体冷却法(浸入冷却)是指冷却剂与发热的电子元器件直接接触，由冷却剂吸热并将热量带走。间接液体冷却法指液体冷却剂不与发热电子元件直接接触,而热量经冷板从发热元件传递给液体。传统蛇形通道是电子设备间接液冷冷板中最常用的流道结构，流道高度和宽度较窄，冷却介质沿冷板内的蛇形通道依次流经功率器件下方，通过与冷板的强迫对流换热带走功率器件的热量，流道设计简单、易于加工，但蛇形通道冷板受限于自身流道结构形式，冷板的换热面积不大，导致其散热能力有限，难以满足高热耗高热流密度组件散热需求。
与常规液冷冷板相比，微流道冷板具备流道对流换热系数高、极限散热密度高、冷板热阻低和结构紧凑等优点，在高热流密度高热耗组件冷却领域潜力巨大。微流道的液冷冷板设计，采用流动的微尺度效应和边界层效应，大大提高冷却介质与冷板的对流换热系数，极大提升单位体积冷板的换热面积，从而达到提升冷板散热能力的目的，能有效突破蛇形通道冷板的极限散热能力瓶颈，大大降低高热耗高热流密度组件冷却对冷却液流量和冷板体积的要求。但同样存在冷板结构加工成型困难以及流动阻力较大等问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种结合微流道的快速传导间接液冷散热结构，在蛇形通道间接液冷冷板内结合微流道散热齿，同时内嵌传导散热铜块结构，从而提高芯片器件到液冷冷板的热传导效率和液冷冷板的换热性能，解决传统蛇形通道液冷冷板的换热面积有限导致散热能力不足的问题，以及芯片到冷板热传导效率不高的问题，整体提高了加固印制板卡的散热效率。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种结合微流道的快速传导间接液冷散热结构，包括内部设置有蛇形液冷通道的液冷冷板，以及对应大功耗器件的位置依次设置在液冷冷板底部的导热膜和散热铜块；
所述的蛇形液冷通道的流动方向对应经过大功耗器件的位置上方，蛇形液冷通道内对应大功耗器件分别设置有微流道散热齿。
优选的，微流道散热齿沿蛇形液冷通道的流动方向间隔设置，将部分的蛇形液冷通道分成若干平行的微流道。
优选的，所述的导热膜和散热铜块对应内嵌在液冷冷板内。
优选的，所述的液冷冷板包括冷板本体和密封贴覆在冷板本体上的液冷蒙皮；冷板本体上开设蛇形通槽形成蛇形液冷通道，液冷蒙皮的内侧与微流道散热齿上端密封连接。
优选的，所述的蛇形液冷通道采用矩形槽，其高度和宽度分别为5mm～15mm。
优选的，所述的液冷冷板呈板卡状设置，其板卡的外部端面设置有若干散热翅片。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过在液冷冷板内部设置蛇形液冷通道，且使蛇形液冷通道的流动方向对应经过大功耗器件的位置上方，并在蛇形液冷通道中局部结合微流道散热齿，大大提高了关键芯片位置处的热量与冷板的换热效果，增加了换热面积，提高了液冷冷板的换热性能；同时在该位置的液冷冷板内部内嵌传导散热装置，形成液冷冷板、微流道和传导散热装置相结合的快速传导散热结构，整体提高了印制板卡液冷冷却的散热效率，达到快速高效散热的目的，扩展了产品的适用范围，提高了产品的热学可靠性。
进一步的，采用沿蛇形液冷通道的流动方向间隔设置微流道散热齿的方式，将部分的蛇形液冷通道分成若干平行的微流道，能有效提高液冷冷板的换热性能，增强换热效果。
进一步的，采用在液冷冷板内部内嵌传导型高导热率快的散热铜块和导热膜，能更快速有效带走芯片器件热量，提高了芯片器件到液冷冷板的热传导效率，整体提高了加固印制板卡的散热效率。
进一步的，通过在液冷冷板的冷板本体上密封贴覆液冷蒙皮，且冷板本体上开设蛇形通槽形成蛇形液冷通道、液冷蒙皮的内侧与微流道散热齿上端密封连接的方式，提供了高效率的散热通道，且有效提高了液冷冷板的整体换热性能。
进一步的，采用的蛇形液冷通道为矩形槽，其高度和宽度分别为5mm～15mm，有效增加了换热面积，提高换热效率。
进一步的，通过将液冷冷板设置为板卡状，且在其板卡的外部端面设置若干散热翅片，从而提高了整体的热传导效率。
附图说明
图1为本发明中蛇形液冷通道的结构示意图。
图2为本发明的结构截面示意图。
图中：液冷冷板1，蛇形液冷通道2，微流道散热齿3，散热铜块4，导热膜5，液冷蒙皮6，芯片器件7，印制板卡8。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种结合微流道的快速传导间接液冷散热结构，如图1和图2所示，包括液冷冷板1、蛇形液冷通道2、微流道散热齿3、散热铜块4和导热膜5和液冷蒙皮6；所述的液冷冷板1呈板卡状设置，其板卡的外部端面设置有若干散热翅片，液冷冷板1包括冷板本体和密封贴覆在冷板本体上的液冷蒙皮6；所述的冷板本体上开设蛇形通槽形成蛇形液冷通道2；所述的蛇形液冷通道2采用矩形槽，其高度和宽度分别为5mm～15mm，其内间隔设置有微流道散热齿3；所述的液冷蒙皮6的内侧与微流道散热齿3上端密封连接；所述的微流道散热齿3位于蛇形液冷通道2内，其沿蛇形液冷通道2的流动方向间隔设置并将部分的蛇形液冷通道2分成若干平行的微流道，且分别对应在大功耗器件位置处布置；在蛇形液冷通道2的间接液冷冷板1内结合微流道散热齿3，同时内嵌导热膜5和散热铜块4；
在实际应用中，如图2所示，在液冷冷板1底部对应大功耗器件的位置处依次设置导热膜5和散热铜块4，芯片器件7与散热铜块4直接接触，之后经过导热膜5传导至液冷冷板1的微流道散热齿3，最终由冷却介质快速带走；
其中，本发明针对电子设备常用的间接液冷冷却方式，即针对采取液冷冷却的散热板卡，在传统的液冷冷板1流道中根据印制板卡8上高功耗芯片器件7的位置增加微流道散热齿3结构，能有效增加液冷冷板1与液体的热接触面积，同时在该位置的液冷冷板1内部内嵌传导型散热铜块4与导热膜5的传导散热装置，形成液冷、微流道和内嵌传导散热相结合的快速传导散热结构，达到快速高效散热的目的；该快速传导散热结构中的微流道散热齿3结构设计增加了液体在蛇形液冷通道2流道的换热面积，从而提高了液冷冷板1的换热性能；其高导热率散热铜块4结构设计提高了芯片器件7到液冷冷板1的热传导效率，整体提高了加固印制板卡8的散热效率。

Claims (6)

1.一种结合微流道的快速传导间接液冷散热结构，其特征在于：包括内部设置有蛇形液冷通道(2)的液冷冷板(1)，以及对应大功耗器件的位置依次设置在液冷冷板(1)底部的导热膜(5)和散热铜块(4)；
所述的蛇形液冷通道(2)的流动方向对应经过大功耗器件的位置上方，蛇形液冷通道(2)内对应大功耗器件分别设置有微流道散热齿(3)。
2.根据权利要求1所述的一种结合微流道的快速传导间接液冷散热结构，其特征在于：微流道散热齿(3)沿蛇形液冷通道(2)的流动方向间隔设置，将部分的蛇形液冷通道(2)分成若干平行的微流道。
3.根据权利要求1所述的一种结合微流道的快速传导间接液冷散热结构，其特征在于：所述的导热膜(5)和散热铜块(4)对应内嵌在液冷冷板(1)内。
4.根据权利要求1所述的一种结合微流道的快速传导间接液冷散热结构，其特征在于：所述的液冷冷板(1)包括冷板本体和密封贴覆在冷板本体上的液冷蒙皮(6)；冷板本体上开设蛇形通槽形成蛇形液冷通道(2)，液冷蒙皮(6)的内侧与微流道散热齿(3)上端密封连接。
5.根据权利要求1所述的一种结合微流道的快速传导间接液冷散热结构，其特征在于：所述的蛇形液冷通道(2)采用矩形槽，其高度和宽度分别为5mm～15mm。
6.根据权利要求1所述的一种结合微流道的快速传导间接液冷散热结构，其特征在于：所述的液冷冷板(1)呈板卡状设置，其板卡的外部端面设置有若干散热翅片。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109890186A (zh) * 2019-04-23 2019-06-14 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种具有对称拓扑结构的冷却器流路及双散热面液冷板
CN110753484A (zh) * 2019-11-26 2020-02-04 中航光电科技股份有限公司 一种靶向散热微通道液冷冷板
CN111163618A (zh) * 2019-12-30 2020-05-15 洛阳隆盛科技有限责任公司 一种基于液冷散热的3u-vpx液冷电源壳体及方法
CN111473679A (zh) * 2020-03-30 2020-07-31 上海卫星装备研究所 基于3d打印技术的微流道集热器
CN111712109A (zh) * 2020-06-29 2020-09-25 北京百度网讯科技有限公司 模块化液体冷却装置和液体冷却系统
CN111918526A (zh) * 2020-07-23 2020-11-10 上海卫星工程研究所 适用于空间用设备群的热传输装置
CN112261841A (zh) * 2020-10-23 2021-01-22 中国电子科技集团公司第二十九研究所 基于相变胶囊储热控温的电子设备冷却供液系统及方法
CN112469242A (zh) * 2020-11-11 2021-03-09 中国第一汽车股份有限公司 液冷式车载电源
US10964625B2 (en) 2019-02-26 2021-03-30 Google Llc Device and method for direct liquid cooling via metal channels
CN113038809A (zh) * 2021-04-06 2021-06-25 中国科学院工程热物理研究所 一种冷却结构及电子器件
CN113286416A (zh) * 2021-05-20 2021-08-20 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种内嵌微流道的印制电路板集成结构及制备方法
CN113710062A (zh) * 2021-08-24 2021-11-26 电子科技大学 一种多结构复合式异型微肋液冷散热均温装置
CN117956771A (zh) * 2024-03-26 2024-04-30 赛诺威盛科技(北京)股份有限公司 一种高排数探测器模块散热结构及控制方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201138905Y (zh) * 2007-11-07 2008-10-22 山东省科学院能源研究所 小空间多热源条件下的集成散热装置
CN202276601U (zh) * 2011-10-27 2012-06-13 株洲市众瑞传热技术有限责任公司 一种水冷散热器厚散热板
CN105338796A (zh) * 2015-12-08 2016-02-17 山东超越数控电子有限公司 一种增强液冷冷板内部流体对流换热强度的方法和装置
CN105611801A (zh) * 2015-12-24 2016-05-25 深圳市华讯方舟微电子科技有限公司 微流道散热结构及方法
CN106102419A (zh) * 2016-07-29 2016-11-09 中航光电科技股份有限公司 一种液冷冷板及其制造方法
CN106714517A (zh) * 2016-12-30 2017-05-24 上海航天科工电器研究院有限公司 一种多点温度监测的液冷式板卡模块
CN108495516A (zh) * 2018-04-26 2018-09-04 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 一种基于流体介质散热的板卡组件及安装板卡组件的设备

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201138905Y (zh) * 2007-11-07 2008-10-22 山东省科学院能源研究所 小空间多热源条件下的集成散热装置
CN202276601U (zh) * 2011-10-27 2012-06-13 株洲市众瑞传热技术有限责任公司 一种水冷散热器厚散热板
CN105338796A (zh) * 2015-12-08 2016-02-17 山东超越数控电子有限公司 一种增强液冷冷板内部流体对流换热强度的方法和装置
CN105611801A (zh) * 2015-12-24 2016-05-25 深圳市华讯方舟微电子科技有限公司 微流道散热结构及方法
CN106102419A (zh) * 2016-07-29 2016-11-09 中航光电科技股份有限公司 一种液冷冷板及其制造方法
CN106714517A (zh) * 2016-12-30 2017-05-24 上海航天科工电器研究院有限公司 一种多点温度监测的液冷式板卡模块
CN108495516A (zh) * 2018-04-26 2018-09-04 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 一种基于流体介质散热的板卡组件及安装板卡组件的设备

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10964625B2 (en) 2019-02-26 2021-03-30 Google Llc Device and method for direct liquid cooling via metal channels
CN109890186A (zh) * 2019-04-23 2019-06-14 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种具有对称拓扑结构的冷却器流路及双散热面液冷板
CN110753484A (zh) * 2019-11-26 2020-02-04 中航光电科技股份有限公司 一种靶向散热微通道液冷冷板
CN111163618A (zh) * 2019-12-30 2020-05-15 洛阳隆盛科技有限责任公司 一种基于液冷散热的3u-vpx液冷电源壳体及方法
CN111473679A (zh) * 2020-03-30 2020-07-31 上海卫星装备研究所 基于3d打印技术的微流道集热器
CN111712109A (zh) * 2020-06-29 2020-09-25 北京百度网讯科技有限公司 模块化液体冷却装置和液体冷却系统
CN111712109B (zh) * 2020-06-29 2023-03-24 北京百度网讯科技有限公司 模块化液体冷却装置和液体冷却系统
CN111918526A (zh) * 2020-07-23 2020-11-10 上海卫星工程研究所 适用于空间用设备群的热传输装置
CN112261841A (zh) * 2020-10-23 2021-01-22 中国电子科技集团公司第二十九研究所 基于相变胶囊储热控温的电子设备冷却供液系统及方法
CN112469242B (zh) * 2020-11-11 2023-02-21 中国第一汽车股份有限公司 液冷式车载电源
CN112469242A (zh) * 2020-11-11 2021-03-09 中国第一汽车股份有限公司 液冷式车载电源
CN113038809A (zh) * 2021-04-06 2021-06-25 中国科学院工程热物理研究所 一种冷却结构及电子器件
CN113286416A (zh) * 2021-05-20 2021-08-20 中国电子科技集团公司第二十九研究所 一种内嵌微流道的印制电路板集成结构及制备方法
CN113710062A (zh) * 2021-08-24 2021-11-26 电子科技大学 一种多结构复合式异型微肋液冷散热均温装置
CN117956771A (zh) * 2024-03-26 2024-04-30 赛诺威盛科技(北京)股份有限公司 一种高排数探测器模块散热结构及控制方法

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