CN202816913U - 微通道液冷热沉装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种微通道液冷热沉装置，包括盖板、微通道腔体、进液孔和回液孔，所述微通道腔体上设有开口，盖板设置于微通道腔体的开口上形成冷却腔体，进液孔和回液孔分别设置于微通道腔体上，盖板上设有多个相互平行的第一翅片，微通道腔体内设有多个相互平行的第二翅片，第一翅片和第二翅片在冷却腔体内交替排列形成微通道。在同等加工条件下，微通道热沉中翅片间距缩小一半，进而提高翅片密度，提升该热沉装置的散热效率；提高微通道加工的可行性和成品率；可以同时实现两个侧面的高效、一致的冷却效果；改善微通道热沉装配的可靠性，提高微通道热沉产品与设计状态的吻合度。

Description

微通道液冷热沉装置
技术领域
本实用新型涉及的是一种微电子元器件的散热装置，尤其涉及的是一种微通道液冷热沉装置。
背景技术
随着微电子技术的发展，芯片的集成度不断提高，电子元器件的发热量随之增大，器件的功率密度和热流密度随之升高，电子元器件的热管理问题是制约其发展的关键技术之一。另外，随着电子元器件集成度的提高，电子装置体积不断缩小，结构更为紧凑，要求散热设备的传热能力和效率更高。
微通道热沉作为一种新型的冷却方式，因其比表面积（表面积与体积比）大，结构紧凑，散热能力较强，其冷却能力将达到百W/cm2量级，是高热流密度器件散热问题的一种有效解决方法。为了提高微通道热沉装置单位体积的散热效率，微通道的宽度以及翅片厚度要求尽量小，这对微通道热沉的制造提出了很高的要求。一般情况下，微通道热沉中，翅片需贯穿热沉流道截面，须保证翅片与通道上下壁面具有良好的连接效果。此时，翅片与上下壁面的连接需通过焊接或其他方式实现，当翅片厚度很小时，容易出现焊接不连续或焊接变形等现象，这样将很难保证流道和翅片能够获得设计状态的加工效果，导致微通道热沉的实际散热能力下降。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种微通道液冷热沉装置，实现高功率密度电子设备及元器件的良好散热。
本实用新型是通过以下技术方案实现的，本实用新型包括盖板、微通道腔体、进液孔和回液孔，所述微通道腔体上设有开口，盖板设置于微通道腔体的开口上形成冷却腔体，进液孔和回液孔分别设置于微通道腔体上，盖板上设有多个相互平行的第一翅片，微通道腔体内设有多个相互平行的第二翅片，第一翅片和第二翅片在冷却腔体内交替排列形成微通道。
所述冷却腔体在第一翅片和第二翅片形成的微通道的两端分别设有分液腔和回液腔，分液腔和进液孔相连，回液腔和回液孔相连。分液腔和回液腔用于冷却液的分配和收集，进液孔和冷却液供应系统相连，回液孔和冷却液回收系统相连，实现循环冷却。
所述第一翅片的顶部和微通道腔体的底部之间设有第一扰流间隙，所述第二翅片和顶部和盖板之间设有第二扰流间隙。第一扰流间隙和第二扰流间隙的存在，使得第一翅片和微通道腔体不接触，第二翅片和盖板不接触，冷却液流经微通道区域，完成热量交换，将电子设备产生的热量通过盖板和微通道腔体传给冷却腔体中的冷却液，实现冷却功能。
为实现稳固连接，所述盖板和微通道腔体固定相连。
作为本实用新型的优选方式之一，所述盖板和微通道腔体通过焊接固定或者螺钉压接固定。
本实用新型相比现有技术具有以下优点：在本实用新型的盖板和微通道腔体内分别设有翅片，在冷却腔体内交替排列形成微通道，这样可以实现在同等加工条件下，微通道热沉中翅片间距缩小一半，进而提高翅片密度，提升该热沉装置的散热效率；
第一翅片和第二翅片的交替分布，将增大翅片在加工过程中的间距，有利于翅片的加工和成型，提高微通道加工的可行性和成品率；
盖板侧和微通道腔体侧的翅片结构与布置形式相同，盖板侧和微通道腔体侧的散热能力相当，可以同时实现两个侧面的高效、一致的冷却效果；
扰流间隙的存在将干扰微通道中壁面附近流体边界层发展，扰动冷却流动，强化热沉壁面的传热过程，进而提高该装置的散热能力；扰流间隙同时可以避免微通道热沉因翅片顶部有效连接而带来的装配问题，改善微通道热沉装配的可靠性，提高微通道热沉产品与设计状态的吻合度。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图2的A-A向剖视图；
图4是实施例1应用的结构示意图；
图5是实施例2应用的结构示意图。
具体实施方式
下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括盖板1、微通道腔体2、进液孔3和回液孔4，所述微通道腔体2上设有开口，盖板1设置于微通道腔体2的开口上形成冷却腔体5，进液孔3和回液孔4分别设置于微通道腔体2上，盖板1上设有多个相互平行的第一翅片11，微通道腔体2内设有多个相互平行的第二翅片21，第一翅片11和第二翅片21在冷却腔体5内交替排列形成微通道。
如图2所示，冷却腔体5在第一翅片11和第二翅片21形成的微通道的两端分别设有分液腔51和回液腔52，分液腔51和进液孔3相连，回液腔52和回液孔4相连。分液腔51和回液腔52用于冷却液的分配和收集，进液孔3和冷却液供应系统相连，回液孔4和冷却液回收系统相连，实现循环冷却。
如图3所示，第一翅片11的顶部和微通道腔体2的底部之间设有第一扰流间隙6，所述第二翅片21和顶部和盖板1之间设有第二扰流间隙7。第一扰流间隙6和第二扰流间隙7的存在，使得第一翅片11和微通道腔体2不接触，第二翅片21和盖板1不接触，冷却液流经微通道区域，完成热量交换，将电子设备产生的热量通过盖板1和微通道腔体2传给冷却腔体5中的冷却液，实现冷却功能。
本实施例中盖板1和微通道腔体2通过焊接固定，其他实施例中也可以选用螺钉压接固定。
本实施例中，盖板1和微通道腔体2的材料为铝制成，其他实施例中可以选用铜、不锈钢或者金属合金。
本实施例中，冷却液为去离子水，其他实施例中，根据需要可以选用防冻液、有机工质、携带相变微胶囊或纳米颗粒的功能流体。
如图4所示，实施例1工作时，在冷却腔体5的冷却区域装有一个发热电子设备8。发热电子设备8产生的热量经过盖板1的壁面传入到冷却腔体5中。冷却液供应系统供应的冷却液由进液孔3进入冷却腔体5中的分液腔51，在分液腔51中，冷却液被分到由第一翅片11和第二翅片21交错分布形成的微通道中，冷却液在微通道中吸收由盖板1或微通道腔体2传入的发热电子设备8产生的热量，然后经微通道进入回液腔52，回液腔52中的冷却液经过回液孔4进入冷却液回收系统，将发热电子设备8产生的热量带走，实现微通道液冷热沉的散热功能。
微通道是由第一翅片11和第二翅片21交替分布形成的，这将可以克服加工水平的限制，获得更小的微通道间距，提高微通道中翅片的密度，强化冷却过程的传热，提升该微通道热沉的传热效率。第一翅片11和第二翅片21的结构和布置形式相同，冷却腔体5的盖板1侧和微通道腔体2侧的散热能力相同，可以同时实现两侧冷却区域高效一致的冷却效果。第一扰流间隙6和第二扰流间隙7的存在将干扰盖板1的壁面和微通道腔体2的壁面附近冷却液流动过程中边界层发展过程，提高盖板1的壁面和微通道腔体2的壁面的传热系数，提高该微通道热沉的传热效率。
实施例2
如图5所示，本实施例中，在冷却腔体5的冷却区域装有两个发热电子设备8。两个发热电子设备8产生的热量经过盖板1和微通道腔体2的壁面传入到冷却腔体5中。可以实现一个热沉装置对两个发热电子设备8同时散热。
其他实施方式和实施例1相同。

Claims (5)

1.一种微通道液冷热沉装置，其特征在于，包括盖板（1）、微通道腔体（2）、进液孔（3）和回液孔（4），所述微通道腔体（2）上设有开口，盖板（1）设置于微通道腔体（2）的开口上形成冷却腔体（5），进液孔（3）和回液孔（4）分别设置于微通道腔体（2）上，盖板（1）上设有多个相互平行的第一翅片（11），微通道腔体（2）内设有多个相互平行的第二翅片（21），第一翅片（11）和第二翅片（21）在冷却腔体（5）内交替排列形成微通道。
2.根据权利要求1所述的微通道液冷热沉装置，其特征在于：所述冷却腔体（5）在第一翅片（11）和第二翅片（21）形成的微通道的两端分别设有分液腔（51）和回液腔（52），分液腔（51）和进液孔（3）相连，回液腔（52）和回液孔（4）相连。
3.根据权利要求1所述的微通道液冷热沉装置，其特征在于：所述第一翅片（11）的顶部和微通道腔体（2）的底部之间设有第一扰流间隙（6），所述第二翅片（21）和顶部和盖板（1）之间设有第二扰流间隙（7）。
4.根据权利要求1所述的微通道液冷热沉装置，其特征在于：所述盖板（1）和微通道腔体（2）固定相连。
5.根据权利要求1所述的微通道液冷热沉装置，其特征在于：所述盖板（1）和微通道腔体（2）通过焊接固定或者螺钉压接固定。
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