CN111156843B - 片式堆叠液冷换热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一种片式堆叠液冷换热器，旨在提供一种冷却效率高，能够有效抑制热斑效应的高效液冷换热器。本发明通过下述技术方案实现：液冷汇集层上制有至少四层汇集了采用沿圆孔、矩形条孔、方孔结构错位分布的细分流道及顶部封闭连接片，换热层位于液冷汇集层的下方，以中间矩形孔两边线阵排列孔的贴装矩形片为基础，顺次层压了对应贴装矩形片线阵排列孔和中心矩形孔的第一换热贴片、第二换热贴片、第三换热贴片及中间的第四换热贴片换热层、第五热交换贴片和底部封闭换热片层叠为换热层；根据所对应芯片的热耗和控温要求不同，调整集成在液冷基板上的堆叠式液冷板中的主换热层数目，实现同一模块上冷却模块级电子设备芯片的精确控温。

Description

片式堆叠液冷换热器

技术领域

本发明涉及一种适用于高热流密度的电子芯片、电子设备模块热控的液冷冷板。

背景技术

近年来，电子信息技术以及微细加工工艺的迅猛发展，为微型换热设备的研究与应用提供可能。热控制技术是电子设备结构设计的关键技术之一，它关系到整个电子设备系统能否正常工作、工作性能及可靠性。当今，电子设备的发展趋势越发微型化、紧凑化和集成化，其内部电子元器件的特征尺寸也已达到微米级别。例如，英特尔公司的代号为SandyBridge的微处理器已经可以在261mm²的芯片上集成接近109个晶体管，服务器微处理器满负荷运行时的功耗将超过130W。这意味着满负荷运行时，芯片上的热流密度接近惊人的1MWm^-2，电子设备体积功率的剧增，必然对设备的散热需求越来越高。采用传统的强迫风冷散热技术要在有限的空间内处理如此之高的热流密度将遇到极大的挑战，特别由大量的发热单元组成的阵列或大面积的发热源，这些发热源在热控要求上有一些共性的特点，即：单个单元或单位面积发热量小，但单元数量多，总发热量相当可观；发热位置比较分散，往往是立体式分布；阵列紧密，间隙小；各单元间可能有较严格的均温和恒温要求。单元间距、组件间距等在内的结构尺寸受到严格限制，冷板和分流腔的设计都有很大困难。根据《印制电路组件装焊技术指南》标准，为了减少传输器和连接导线，大幅度缩小设备的体积，很多高密度印制电路板采用板级堆叠装配，“沿用”MCM芯片级组装垂直互联、侧向互联、凸点互联等多种互联技术，以板级为基础在设备内部空间实现印制电路板之间的堆叠装配。或者以板级之间的“错位”设计技术，表面组装技术为基础技术，实现电路板之间的板级堆叠装配，其突出标志是在垂直方向（Z方向）上安装高密度元器件。多次高温带来金属氧化、焊盘剥离、元件和液冷基板的变形及损坏以及金属间化合物的过度生长等问题，很难不影响到其它堆叠元件，堆叠封装的高温散热变得尤为困难。由于电子元器件对温度十分敏感，器件温度超过其安全工作温度时，每增加1℃，可靠性就会下降5％。因此，为了电子设备维持正常稳定运转，其工作温度必须控制在一定的范围之内。为了解决电子设备的发热过高问题，大多设备都设有液冷系统。电子设备液冷系统主要部件包括泵、冷板机箱、安全活门、膨胀罐、过滤器等。系统内电子元件产生的热量通过冷板传递给循环的载冷剂，载冷剂温度升高后，经泵泵入换热器组件，在换热器组件内，用空气对换热器载冷剂进行冷却，冷却到技术要求后，进入下一个循环。传统液冷系统的散热方式采用普通的空冷、单相受迫对流冷却，需要的散热设备体积较大，单位空间的热流密度较低，很难达到高效冷却的效果。当电子设备的热流密度不大时，采用简单的自然冷却或者是强迫风冷都能够满足设备的散热要求，但是当发热源数量多，位置分散且对空间尺寸要求严格，发热功率达到2W/cm2或以上时，采用风冷就难以达到散热的要求。相比而言，液冷在处理高热流密度散热问题时效果非常明显，不但可以使冷源与被冷却对象间隔比较远的距离，还可以针对分散式热源集中的散热，有效地减小整个散热系统的体积。但如果超过100W发热功率的中央处理器使用普通风冷散热器进行散热已经相当吃力，不但需要一个设计/制造精良的散热片，可能还需要忍受高速风扇带来的噪音。更复杂的散热器的热管型风冷散热器的水冷散热系统必须具有水冷块、循环液、水泵、管道和水箱或换热器。水冷块是一个内部留有水道的金属块，由铜或铝制成，与CPU接触并将吸收CPU的热量。循环液由水泵的作用在循环的管路中流动，如果液体是水，就称水冷系统。水冷散热系统最大的特点有两个：均衡CPU的热量和低噪声工作。由于水的比热容超大，因此能够吸收大量的热量而保持温度不会明显的变化。由于换热器的表面积很大，需要低转速的风扇对其进行散热。因此水冷大多搭配转速较低的风扇，水箱用来存储循环液，水管连接水泵、水冷块和水箱，其作用是让循环液在一个密闭的通道中循环流动而不外漏，让液冷散热系统正常工作。此外，水泵的工作噪声一般也不会很明显。换热器就是一个类似散热片的装置，循环液将热量传递给具有大表面积的散热片，散热片上的风扇则将流入空气的热量带走。水冷散热与风冷散热其本质是相同的，只是水冷利用循环液将CPU的热量从水冷块中搬运到换热器上再散发出去，代替了风冷散热的均质金属或者热管，其中的换热器部分又几乎是风冷散热器的翻版。

目前为电子设备提供冷却液的装置，从结构上来说一般是由冷却系统和冷却液循环系统组成。其工作原理是将冷却液按规定进行温度、压力、流量调节后，送往工作中的电子设备，实现设备散热冷却。根据设备冷却要求和使用环境的不同，现在市场上存在的液冷系统大致分为两类，一类采用环境大气作为冷源，进入设备的冷却液温度一般比环境温度高；另一类一般情况下进入设备的冷却液温度比环境温度低，需要制冷系统作为冷源。液冷系统的冷量由蒸发循环系统或水侧换热器提供。供液流量的控制由流量传感器、控制系统和流量三通阀来协作完成。由控制器比较流量传感器的测量流量和设定流量，采用PID控制率计算后输出信号调节三通阀，实现流量控制。系统的温度控制是由出口温度传感器、环境温度传感器、水箱温度传感器、控制系统和温度三通阀来执行完成。首先将环境温度与设定温度进行比较，当环境温度低于设定温度25时，系统的冷量完全由水侧换热器承担，蒸发循环系统不工作，此时的温度调节由控制系统驱动温度三通阀，通过调节进入水侧换热器的水量大小来实现；若不满足环境温度低于设定温度25时，控制系统将会开启蒸发循环系统进行制冷，系统的冷量由蒸发循环系统的蒸发器承担；温度调节也是通过调节进入水侧换热器的水量大小来实现，此时水侧加热器吸收冷凝器的热量。

在液冷系统的中的热传递方式主要是导热和对流。包括冷板与芯片之间固一固导热，冷板与内部流体间的固一液对流换热，及流体与换热器间的换热。典型的驱动液冷循环系统主要有三个部分组成：液冷冷板、微型泵和风冷散热器。其功能主要是将电子器件或其他部件的热量通过金属传导到液体中去；微型液压泵使液体产生流动，循环冷却介质；散热器将介质的热量通过风冷的方式散发出去。液体再回到水箱这样一个循环过程。大功率耗散的电子设备常用强迫液体冷却的冷板装置来控制热点温度。冷板由传热能力高的铝板或铜板制成，电子组件直接紧固到冷板上，从组件到冷板中的冷却液体之间提供一条热阻的热流路径。这种系统用泵把吸收了电子设备耗散热的冷却剂抽到远处的空气一液体热交换器（散热器），然后用大型的风扇驱动冷却空气通过热交换器使液体冷却。经冷却的液体又被抽回冷板，再次吸收电子设备的耗散热，而吸收了冷却液体热量的空气则被排放到周围环境中。已知热传递有三种基本方式：热传导（导热）、热对流、热辐射，实际的热量传递过程都是这三种基本方式的不同组合。在液冷系统的中的热传递方式主要是导热和对流。包括冷板与芯片之间固一固导热，冷板与内部流体间的固一液对流换热，及流体与换热器间的换热。对于各种形式电子产品的散热方式有很多，主要包括：空气冷却（自然风冷和强迫风冷）、喷射冷却、热管相变、循环液冷和喷雾冷却。喷雾冷却是通过喷嘴把液体雾化成一滴滴的液滴，然后喷射撞击加热壁面的一种冷却方式。该冷却技术的工作原理是：喷嘴雾化的液滴在热源表面形成一层薄液膜，液滴对液膜产生一定的扰动使得液膜内产生汽化核心，依靠液膜的对流蒸发和液膜内气泡的相变过程带走热源表面的热量。然而由于单个喷嘴喷射冲击冷却会在换热表面上产生较大的温度梯度，为降低梯度采用多喷嘴整列的射流冲击冷却时，会导致整个冷却系统结构复杂化。空气冷却是利用发热元件周围的自然空气对发热元件进行散热的方法，包括自然风冷和强迫风冷。自然风冷是利用空气的自然对流，使电子设备的发热热量传递到自然环境中，自然风冷散热能力不强，因此只用于一些发热功率不大的电子产品中。强迫风冷是通过在发热元件周围增加风扇、扇片等，利用扇片的转动对发热元件进行强制冷却的方法，强迫风冷最常用于的是电脑CPU的散热。空气冷却具有设备简单，制造成本低，安全可靠的优点。在散热领域中，风冷散热器虽然基本脱离了高噪音暴力散热的怪圈，但却普遍朝着大体积，多热管，还有超重量的方向发展，这在散热器的实际使用和安装方面带来了很大不便，同时也对电脑配件的承重承压能力带来很大的考验。喷射冷却技术是将空气垂直喷射到芯片的发热表面上，将芯片热量迅速带走的方法。由于冲击处速度和温度的边界层都很薄，因此具有较高的散热能力。喷射冷却具有结构简单，安全可靠等优点。热管相变的工作原理是冷却液在蒸发段内被发热元件产生的热量蒸发相变，冷却液在发生相变的过程中将发热元件的热量带走，蒸汽经过绝热段后进入冷凝段，在冷凝段内蒸汽受到冷却，冷凝为液体，冷凝后的冷却液在吸液芯的毛细作用下回到蒸发段，完成一个循环。热管相变具有无需外部驱动力，结构紧凑，可靠性较高等优点。循环液冷是在外部水泵的驱动下将冷却液从冷凝器中输送到散热器中，散热器一般与发热元件紧密相连，冷却液在散热器中将发热元件的热量迅速带走，温度升高的冷却液又回到冷凝器中，完成一个循环。循环液冷具有结构紧凑，适用于发热功率较大的电子产品。循环液冷也包括很多种形式，其中流体通道紧凑的循环液冷由于具有结构紧凑和体积小的优势，是发展最快和最有前景的循环液冷方法之一。

现总结几种常见的散热方法的优缺点。根据冷却介质的不同可以将散热方式分为两大类，第一类冷却介质是空气的，包括空气冷却和喷射冷却。由于空气的热导率较小，因此空气作为冷却介质的散热效果都不理想，但由于其结构简单、安全可靠和低成本等优点，现阶段仍广泛应用于一些低端或者热流密度不大的电子产品中，在未来高热流密度的趋势下，发展前景并不明朗。第二类冷却介质是液体的，包括热管相变、循环液冷和喷雾冷却。液体作为冷却介质的热导率要比空气大的多，这类散热方式的散热效果要好的多。由于热管相变无需外部驱动力，靠的是吸液芯的毛细作用，因此热管相变工作效率比较低，对于高热流密度电子元件的散热要求往往无法满足。循环液冷和喷雾冷却有着很多的相似性，虽然都存在泄漏的风险和高成本的缺点，但都有着非常好的散热能力，能够满足未来高热流密度电子产品的要求。喷雾冷却相对于循环液冷来说，要想形成高速的喷雾小液滴，其结构要复杂的多，而且其体积较大，对于未来电子产品朝着集成化和微小型化发展的趋势来言，喷雾冷却技术并不适用。因此具有散热能力好、结构紧凑和体积小等优点的循环液冷技术是解决未来电子设备朝着集成化、高热流密度和微小型化方向发展的有效途径，是未来最有前景的冷却方法之一。

液冷是以单项液体作为冷却介质的一种散热方式。液冷系统主要有冷板、循环管路、泵、外部换热器四部分组成。其工作原理比较简单，冷却工质在泵的作用下流经冷板内将电子元件产生的废热带走，再经过外部气液换热器将热量散出，冷却后的液体再次流回冷板，如此循环往复达到热控制的目的。其中核心部件为冷板，在实际应用中，冷板需要满足重量轻、体积小、结构紧凑、散热量大、散热面积大等要求。

液冷散热结构简单紧凑，传热系数高，热导率可以达到传统风冷的20倍以上，且工作时带来的噪音也要明显小于风冷系统，常用于大功率、高热耗的电子器件散热。

尽管近几年液冷冷板已经在市场上得到了应用，但是，普通电子设备液冷冷板存在以下问题：常用液冷冷板液冷工质的入口管和出口不是位于冷板侧面的侧立安装，就是位于液冷冷板的垂直面垂立安装，这种接口方式导致液冷冷板的接口处应力容易集中，成为液冷系统中易损坏部分。当液冷冷板进出口侧面时，液冷冷板的厚度就由液冷冷板的液冷工质入口管、液冷工质出口接头决定，液冷冷板无法做的很薄，或者无法采用常用的比较大的液冷管路接头。而且这种接头方式导致液冷冷板需要额外的接头空间。

当液冷冷板的液冷通道位于二维平面上分布或者在液冷冷板三维结构上分布时，随着热流密度增加，大都采用减小流道横截面、增加流道并联数量或者串联长度的方式来提高液冷冷板内部的换热面。这就导致冷板加工难度变大，以微通道冷板为例，目前采用的3D打印、激光雕刻、化学腐蚀等加工方法，这些加工方式基本都是流道一次成型，导致冷板中流道表面粗糙度大，进一步增加流阻，导致冷板整体流阻越来越大，而且随着电子设备热流密度的增加，只能通过不断减小流道截面积，增加流道长度来提高冷板的散热效率，但是依靠现在的加工工艺很难实现特别细小的流道，而且3D打印、激光雕刻、化学腐蚀等加工方法所加工精度有限，流道在三维结构上分布时，加工难度大，流道容易互串。

目前芯片级冷却的液冷冷板大多为单一芯片冷却，或者在冷板上加工分布在板体上的导热凸台的冷板形式，为了实现不同的芯片冷却，就需要在液冷基板上加多个工凸台。由于芯片尺寸各异，这就导致凸台的高低不同，进而使得热阻的大小不同，同时芯片的热耗并不统一，或高或低，“热斑”效应很突出，导致难以将所有芯片温度控制在较小范围内，而且同一块模块上，对于耐温上限不同的芯片，只能通过控制耐温上限较低的芯片来实现整个模块的温度控制，导致热控资源的浪费。因此，传统液冷冷板存在芯片温度难以独立控制，冷板热控资源利用率不高的问题。

发明内容

本发明的目的是针对目前高热流密度的电子芯片或电子模块存在的问题和现有技术存在的不足之处，提供一种结构紧凑，制造加工工艺简单可靠、却效率高能够更加精确的控制模块上各发热芯片的温度，有效抑制“热斑”效应的紧凑型片式堆叠式高效液冷冷板。

本发明的上述目的可以通过下述技术方案予以实现，一种片式堆叠液冷换热器，包括：分布在液冷基板17上的堆叠式液冷板换热器18，其特征在于：在堆叠式液冷板换热器18上制有冷却工质进口管1和冷却工质出口管2、包含了板级堆叠装配的矩形片式液冷汇集层4和细分流道的换热层5的堆叠层压的冷板3，液冷汇集层4制有至少四层汇集了沿圆孔、矩形条孔、方孔结构错位分布细分流道及顶部封闭连接片6、第一汇集片7、第二汇集片8和第三汇集片9；换热层5位于液冷汇集层4的下方，以中间矩形孔两边线阵排列孔的贴装矩形第一换热贴片10为基础，顺次层压了对应线阵排列孔和中心矩形孔的第二换热贴片11、第三换热贴片12及中间的第四换热贴片13、第五热交换贴片14和底部封闭换热片15层叠为细分流道的换热层（5）；根据所对应芯片的热耗和控温要求不同，调整集成在液冷基板17上的五个堆叠式液冷板换热器18中的主换热层数目，实现冷却模块级电子设备芯片的精确控温。

本发明相比于现有技术，具有如下有益效果。

制造加工工艺简单可靠。本发明采用板级堆叠装配的矩形片式液冷汇集层和细分流道的换热层，通过液冷汇集层和换热层，紧凑堆叠装配液冷冷板各层元件，将换热层灵活集成在液冷基板上，多个堆叠板并排放置并且彼此连接，尤其铜焊连接；经由液冷基板能够发生冷却剂的流入和/或流出，两个堆叠板组彼此连接，并且经由置于两个液冷基板之间的分配板间接连接至或者经由抵靠彼此的两个液冷基板直接连接至冷却剂入口和/或冷却剂出口，实现紧凑型堆叠式高效液冷冷板，结构紧凑、接口安装方便。其中每一层可以根据需要做的很薄，可以做到微米级别，也可以做的很厚，然后再在上面加工不同的孔洞，然后将不同层堆叠在一起通过焊接实现冷板的成型，成为如图6所示的结构。这样，冷板的整体流阻就会很小，而且这种薄金属片易获取、易加工。相比于传统换热器加工，过程更加简单，尤其对于微通道，能够实现更高的加工精度。

冷却效率高。本发明采用液冷工质流16从冷却工质进口管1进入液冷汇集层4的矩形孔，逐层向下流，沿着换热层5冷板两侧的回流通道逐层回，进入液冷冷板的液冷工质从冷板中间逐层向下流，通过换热层5，沿着换热层5冷板两侧的回流通道逐层回流至液冷汇集层4，汇集后由液冷工质出口管2流出。能够更加精确的控制模块上各发热芯片的温度，有效抑制“热斑”效应，既能实现芯片级电子设备热控、而且通过调节不同的堆叠形式，能够实现同一模块上不同发热芯片的精确温度控制。除了能够克服前文所述的三个传统冷板缺点以外，采用本发明的紧凑型堆叠式液冷冷板，这样换热器中的通道大小实际就由每一层的厚度来决定，对于要求换热通道很小的结构，可以采用很薄的金属片，由很薄金属片堆叠成的换热器，其主要流道横向为金属片表面（表面光滑阻力小），流道纵向为金属片切割孔的面（表面粗糙，但是在流道中所占比例小，对流阻影响小）。既能实现芯片级电子设备热控、也能灵活集成在液冷基板上，而且通过调节不同的堆叠形式，能够实现同一模块上不同发热芯片的精确温度控制。

附图说明

图1是本发明片式堆叠液冷换热器构造示意图。

图2是图1集成在同一个液冷基板上的堆叠式液冷板换热器。

图3是图2的分解结构总示意图。

图4是图2的上三层示意图。

图5是图2的中间三层示意图。

图6是图2的下四层示意图。

图中：1为液冷工质入口管，2为液冷工质出口管，3为堆叠层压的冷板，4为液冷汇集层，5为细分流道的换热层，6为顶部封闭连接片，7为第一汇集片，8为第二汇集片，9为第三汇集片，10为第一换热贴片，11为第二换热贴片，12为第三换热贴片，13为第四换热贴片，14为第五换热贴片，15为底部封闭换热片，16为液冷工质流，17为液冷基板，18堆叠式液冷板换热器。

具体实施方式

参阅图1-图3。以下描述的优选实施例中，一种片式堆叠液冷换热器，包括：分布在液冷基板17上的堆叠式液冷板换热器18。在堆叠式液冷板换热器18上制有冷却工质进口管1和冷却工质出口管2、包含了板级堆叠装配的矩形片式液冷汇集层4和细分流道的换热层5的堆叠层压的冷板3，液冷汇集层4制有至少四层汇集了沿圆孔、矩形条孔、方孔结构错位分布细分流道及顶部封闭连接片6、第一汇集片7、第二汇集片8和第三汇集片9；换热层5位于液冷汇集层4的下方，以中间矩形孔两边线阵排列孔的贴装矩形第一换热贴片10为基础，顺次层压了对应线阵排列孔和中心矩形孔的第二换热贴片11、第三换热贴片12及中间的第四换热贴片13、第五热交换贴片14和底部封闭换热片15层叠为细分流道的换热层5；根据所对应芯片的热耗和控温要求不同，调整集成在液冷基板17上的五个堆叠式液冷板换热器18中的主换热层数目，实现冷却模块级电子设备芯片的精确控温。

液冷工质流16从冷却工质进口管1进入液冷汇集层4的矩形孔，逐层向下流，沿着换热层5冷板两侧的回流通道逐层回，进入液冷冷板的液冷工质从冷板中间逐层向下流，通过换热层5中的贴装第一换热贴片10、沿着换热层5中的贴装矩形片层中的第二换热贴片11、第三换热贴片12、第四换热贴片13和第五换热贴片14的中心流道，最后由底部封闭换热片15换热后，再从换热层5中的贴装矩形片层两侧回流通道，逐层回流至液冷汇集层4，汇集后由液冷工质出口管2流出。

参阅图4。矩形片式液冷汇集层4包括垂直固定有液冷工质进口管1入口和液冷工质出口管2的顶部封闭连接片6，制有至少两个矩形孔的第一汇集片7和第二汇集片8，其中，第二汇集片8的长边两侧还制有纵向矩形孔。图中的箭头16所指为液冷工质的流动方向，液冷冷却工质通过顶部封闭连接片6上的液冷工质进口管1入口进入冷板，通过矩形片式液冷汇集层4的第一汇集片7左侧矩形孔进入第二汇集片8和第二汇集片8对应的矩形孔流入下一层中的第三汇集片9进行液冷工质换热后，返回第二汇集片8，进入第一汇集片7，沿第一汇集片7的右侧方孔进入液冷工质出口管2流出冷板。

参阅图5。细分流道的换热层5包括中间三层和下四层，其中，中间三层包含了制有纵向矩形孔及其延伸出所述有纵向矩形孔对称两侧条形矩形孔的第三汇集片9，层叠在第三汇集片9与第二换热贴片11之间的第一换热贴片10，第一换热贴片10的纵向方向制有矩形孔和位于两侧对称的线阵矩形小孔，该线阵矩形小孔对应于第三汇集片9两侧条形矩形孔，第二换热贴片11中间制有沿宽边排列的槽道，槽道两侧制有对应所述第一换热贴片10线阵矩形小孔的镜像线阵矩形小孔。液冷工质沿箭头指向的流动方向16进入图3所示的第二汇集片8，液冷冷工质冷流体从第三汇集片9中间矩形孔向下流动，进入第一换热贴片10中间矩形孔，经第二换热贴片11中间槽道流入对应第三换热贴片12中间小方孔，从第三换热贴片12两侧的矩形小孔，沿箭头所示方向向上流动，依次穿过第二换热贴片11，第一换热贴片10，进入第三汇集片9，流入与之对应的第二汇集片8。

参阅图6。在下四层的第三换热贴片12上制有按三排线阵孔对应两侧的矩形小孔，在第四换热贴片13的中间制有沿纵向方向对应两侧矩形小孔的长条矩形孔，在第五换热贴片14制有纵向方向间隔排列的矩形镂空孔，底部通过封闭换热片15封堵。液冷冷工质冷流体从第三换热贴片12中间的线阵孔向下流动，进入第四换热贴片13中间矩形孔和槽道，在底部封闭换热片15的封堵下，完成换热和流体方向转向，从第四换热贴片13两侧的方形小孔沿箭头所示方向向上流动，依次穿过第四换热贴片13、第三换热贴片12，进入与之对应图4所示的第二换热贴片11。

以上所述为本发明较佳实施例，应该注意的是上述实施例对本发明进行说明，然而本发明并不局限于此，并且本领域技术人员在脱离所附权利要求的范围情况下可设计出替换实施例。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种片式堆叠液冷换热器，包括：分布在液冷基板（17）上的堆叠式液冷板换热器（18），其特征在于：在堆叠式液冷板换热器（18）上制有冷却工质进口管（1）和冷却工质出口管（2）、包含了板级堆叠装配的矩形片式液冷汇集层（4）和细分流道的换热层（5）的堆叠层压的冷板（3），液冷汇集层（4）制有至少四层汇集了沿圆孔、矩形条孔、方孔结构错位分布细分流道及顶部封闭连接片（6）、第一汇集片（7）、第二汇集片（8）和第三汇集片（9）；换热层（5）位于液冷汇集层（4）的下方，以中间矩形孔两边线阵排列孔的贴装矩形第一换热贴片（10）为基础，顺次层压了对应线阵排列孔和中心矩形孔的第二换热贴片（11）、第三换热贴片（12）及中间的第四换热贴片（13）、第五换热贴片（14）和底部封闭换热片（15）层叠为细分流道的换热层（5）；根据所对应芯片的热耗和控温要求不同，调整集成在液冷基板（17）上的五个堆叠式液冷板换热器（18）中的主换热层数目，实现冷却模块级电子设备芯片的精确控温。

2.如权利要求1所述的片式堆叠液冷换热器，其特征在于：液冷工质从冷却工质进口管（1）进入液冷汇集层（4）的矩形孔，逐层向下流，沿着换热层（5）冷板两侧的回流通道逐层回，进入液冷冷板的液冷工质从冷板中间逐层向下流，通过换热层（5）的中心流道，沿着换热层（5）中的贴装矩形片层两侧的回流通道，逐层回流至液冷汇集层（4），汇集后由液冷工质出口管（2）流出。

3.如权利要求1所述的片式堆叠液冷换热器，其特征在于：矩形片式液冷汇集层（4）包括垂直固定有液冷工质进口管（1）入口和液冷工质出口管（2）的顶部封闭连接片（6），制有至少两个矩形孔的第一汇集片（7）和第二汇集片（8），其中，第二汇集片（8）的长边两侧还制有纵向矩形孔。

4.如权利要求1所述的片式堆叠液冷换热器，其特征在于：液冷工质通过顶部封闭连接片（6）上的液冷工质进口管（1）入口进入冷板，通过矩形片式液冷汇集层（4）的第一汇集片（7）左侧矩形孔进入第二汇集片（8）和第二汇集片（8）对应的矩形孔流入下一层中的第三汇集片（9），再进入细分流道的换热层（5）进行液冷工质换热后，返回第二汇集片（8），进入第一汇集片（7），沿第一汇集片（7）的右侧方孔进入液冷工质出口管（2）流出冷板。

5.如权利要求1所述的片式堆叠液冷换热器，其特征在于：细分流道的换热层（5）包括：第一换热贴片（10）和第二换热贴片（11）、第三换热贴片（12）及中间的第四换热贴片（13）、第五换热贴片（14）和底部封闭换热片（15），6层结构，其中，在第三汇集片（9）与第二换热贴片（11）之间的第一换热贴片（10），第一换热贴片（10）的纵向方向制有矩形孔和位于两侧对称的线阵矩形小孔，该线阵矩形小孔对应于第三汇集片（9）两侧条形矩形孔，第二换热贴片（11）中间制有沿宽边排列的槽道，槽道两侧制有对应所述第一换热贴片（10）线阵矩形小孔的镜像线阵矩形小孔。

6.如权利要求1所述的片式堆叠液冷换热器，其特征在于：液冷工质从第三换热贴片（12）中间的线阵孔向下流动，进入第四换热贴片（13），中间矩形孔，再进入第五换热贴片（14），在底部封闭换热片（15）的封堵下，完成换热和流体方向转向，从第四换热贴片（13）两侧的方形小孔沿箭头所示方向向上流动，次穿过第四换热贴片（13）、第三换热贴片（12），进入与之对应的第二换热贴片（11），最后进入第一换热贴片（10）。

7.如权利要求1所述的片式堆叠液冷换热器，其特征在于：在下四层的第三换热贴片（12）上制有按三排线阵孔对应两侧的矩形小孔，在第四换热贴片（13）的中间制有沿纵向方向对应两侧矩形小孔的长条矩形孔，在第五换热贴片（14）制有纵向方向间隔排列的矩形镂空孔，底部通过封闭换热片（15）封堵。

8.如权利要求1所述的片式堆叠液冷换热器，其特征在于：液冷工质从第三换热贴片（12）中间的线阵孔向下流动，进入第四换热贴片（13）中间矩形孔和槽道，在底部封闭换热片（15）的封堵下，完成换热和流体方向转向，从第四换热贴片（13）两侧的方形小孔沿箭头所示方向向上流动，依次穿过第四换热贴片（13）、第三换热贴片（12），进入与之对应的第二换热贴片（11）。

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