CN211629517U - 一种新型的液体冷却热沉 - Google Patents

Abstract

一种新型的液体冷却热沉，冷却水从入水孔I进入空腔I中一部分水流入水孔II、入水孔III以及入水孔IV对各层叠片进行冷却，另一部分水经过各个冷却通道I后通过导流孔进入各个冷却通道II处。此部分冷却水经过冷却通道I和冷却通道II提高了换热区域的面积，提高了换热能力和换热效率，换热后的冷却水通过相互连通的出水孔IV、空腔II、出水孔III、出水孔II和出水孔I流出，可以满足循环使用。

Description

一种新型的液体冷却热沉

技术领域

本实用新型涉及激光器制造技术领域，具体涉及一种新型的液体冷却热沉

背景技术

随着激光在各行各业应用的蓬勃发展，半导体激光芯片技术成为重点研究项目之一，直接推动着医疗、工业加工、航空航天、国防军事等领域的进步。激光芯片的热管理一直是激光器稳定工作的关键。随着芯片的功率不断提高，使得其发热量也大幅度增加，而发热量的增加不只关系到能耗问题，也关系到器件的安全高效工作状态，所以搭配传热能力和效率更高的液体冷却热沉是一种有效的解决方法。

目前冷却热沉广泛使用的是无氧铜材料，而采用无氧铜材料会导致两个问题：一是与芯片的热匹配问题，造成大应力失配，极易出现Smile效应；二是传统无氧铜材料易被液体腐蚀，从而造成堵塞。

专利“一种新型的半导体激光器微通道冷却热沉”(申请号：201720448178.1)采用经过表面粗糙处理的无氧铜片，在一定程度上提高了抗腐蚀能力。但此方案所用材料仍为无氧铜，既无法避免腐蚀问题，同时在应用过程极易造成与激光器芯片的大应力失配。

专利“一种长寿命半导体激光器微通道热沉”(申请号：200920105129.3)只在入水孔和出水孔采用耐腐蚀材料，实现延长热沉寿命的目的。但此方案缺点是仍无法避免因内部结构被腐蚀而造成堵塞问题。

发明内容

本实用新型为了克服以上技术的不足，提供了一种与芯片热膨胀匹配度高且有效提高传热效率的新型的液体冷却热沉。

本实用新型克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种新型的液体冷却热沉，包括自下而上相互层叠设置的下密封叠片、下冷却叠片、导流叠片、上冷却叠片以及上密封叠片；

下密封叠片上设置有入水孔I和出水孔I；

下冷却叠片上设置有空腔I和出水孔II，空腔I中水平设置有支板I，所述支板I上端设置有若干冷却通道I；

导流叠片上设置有入水孔II、出水孔III和导流孔；

上冷却叠片上设置有空腔II，空腔II中水平设置有支板II，所述支板II上设置有入水孔III和定位孔IV，所述支板II上端设置有若干冷却通道II；

上密封叠片上设置有入水孔IV和出水孔IV；

入水孔I与空腔I相连通，冷却通道I通过导流孔与冷却通道II相连通，入水孔III与入水孔IV相连通，出水孔I、出水孔II、出水孔III、空腔II以及出水孔IV相连通。

进一步的，上述支板I上端自内向外间隔排布有若干C字形的冷却通道I。

进一步的，上述支板II上端自内向外间隔排布有若干C字形的冷却通道II。

为了便于定位，上述下密封叠片中设置有定位孔I，所述下冷却叠片中设置有定位孔II，所述导流叠片中设置有定位孔III，所述上冷却叠片中设置有定位孔IV，所述上密封叠片中设置有定位孔V，定位孔I、定位孔II、定位孔III、定位孔IV及定位孔V内径相同，当下密封叠片、下冷却叠片、导流叠片、上冷却叠片以及上密封叠片相互层叠设置时，定位孔I、定位孔II、定位孔III、定位孔IV及定位孔V相互同轴设置。

优选的，下密封叠片、下冷却叠片、导流叠片、上冷却叠片以及上密封叠片均采用碳化硅材料制成。

本实用新型的有益效果是：冷却水从入水孔I进入空腔I中一部分水流入水孔II、入水孔III以及入水孔IV对各层叠片进行冷却，另一部分水经过各个冷却通道I后通过导流孔进入各个冷却通道II处。此部分冷却水经过冷却通道I和冷却通道II提高了换热区域的面积，提高了换热能力和换热效率，换热后的冷却水通过相互连通的出水孔IV、空腔II、出水孔III、出水孔II和出水孔I流出，可以满足循环使用。

附图说明

图1为本实用新型的热沉结构示意图；

图2为本实用新型的上密封叠片的结构示意图；

图3为本实用新型的上冷却叠片的结构示意图；

图4为本实用新型的导流叠片的结构示意图；

图5为本实用新型的下冷却叠片的结构示意图；

图6为本实用新型的下密封叠片的结构示意图；

图中，1.下密封叠片 2.下冷却叠片 3.导流叠片 4.上冷却叠片 5.上密封叠片11.入水孔I 12.定位孔I 13.出水孔I 21.冷却通道I 22.空腔I 23.支板I 24.定位孔II25.出水孔II 31.导流孔 32.入水孔II 33.定位孔III 34.出水孔III 41.冷却通道II 42.空腔II 43.支板II 44.入水孔III 45.定位孔IV 51.入水孔IV 52.定位孔V 53.出水孔IV。

具体实施方式

下面结合附图1至附图6对本实用新型做进一步说明。

一种新型的液体冷却热沉，包括自下而上相互层叠设置的下密封叠片1、下冷却叠片2、导流叠片3、上冷却叠片4以及上密封叠片5，下密封叠片1上设置有入水孔I11和出水孔I13；

下冷却叠片2上设置有空腔I22和出水孔II25，空腔I22中水平设置有支板I23，支板I23上端设置有若干冷却通道I21；导流叠片3上设置有入水孔II32、出水孔III34和导流孔31；上冷却叠片4上设置有空腔II42，空腔II42中水平设置有支板II43，支板II43上设置有入水孔III44和定位孔IV45，支板II43上端设置有若干冷却通道II41；上密封叠片5上设置有入水孔IV51和出水孔IV53；入水孔I11与空腔I22相连通，冷却通道I21通过导流孔31与冷却通道II41相连通，入水孔III44与入水孔IV51相连通，出水孔I13、出水孔II25、出水孔III34、空腔II42以及出水孔IV53相连通。冷却水从入水孔I11进入空腔I22中一部分水流入水孔II32、入水孔III44以及入水孔IV51对各层叠片进行冷却，另一部分水经过各个冷却通道I21后通过导流孔31进入各个冷却通道II41处。此部分冷却水经过冷却通道I21和冷却通道II41提高了换热区域的面积，提高了换热能力和换热效率，换热后的冷却水通过相互连通的出水孔IV53、空腔II42、出水孔III34、出水孔II25和出水孔I13流出，可以满足循环使用。

进一步的，支板I23上端自内向外间隔排布有若干C字形的冷却通道I21。支板II43上端自内向外间隔排布有若干C字形的冷却通道II41。呈C字形的冷却通道I21和冷却通道II41可以提高冷却水流动的距离，进一步提高了散热性能。

进一步的，下密封叠片1中设置有定位孔I12，下冷却叠片2中设置有定位孔II24，导流叠片3中设置有定位孔III33，上冷却叠片4中设置有定位孔IV45，上密封叠片5中设置有定位孔V52，定位孔I12、定位孔II24、定位孔III33、定位孔IV45及定位孔V52内径相同，当下密封叠片1、下冷却叠片2、导流叠片3、上冷却叠片4以及上密封叠片5相互层叠设置时，定位孔I12、定位孔II24、定位孔III33、定位孔IV45及定位孔V52相互同轴设置。通过设置定位孔I12、定位孔II24、定位孔III33、定位孔IV45及定位孔V52可以通过插入销轴确保下密封叠片1、下冷却叠片2、导流叠片3、上冷却叠片4以及上密封叠片5直线的安装对位，提高了装配的精度和效率。

优选的，下密封叠片1、下冷却叠片2、导流叠片3、上冷却叠片4以及上密封叠片5均采用碳化硅材料制成。采用可导电的碳化硅材料制作下密封叠片1、下冷却叠片2、导流叠片3、上冷却叠片4以及上密封叠片5，碳化硅的热膨胀系数与激光芯片相近，解决了大应力失配的问题，同时碳化硅的化学性质稳定，避免了液体腐蚀对热沉造成的损坏。

Claims (5)

1.一种新型的液体冷却热沉，其特征在于：包括自下而上相互层叠设置的下密封叠片(1)、下冷却叠片(2)、导流叠片(3)、上冷却叠片(4)以及上密封叠片(5)，

下密封叠片(1)上设置有入水孔I(11)和出水孔I(13)；

下冷却叠片(2)上设置有空腔I(22)和出水孔II(25)，空腔I(22)中水平设置有支板I(23)，所述支板I(23)上端设置有若干冷却通道I(21)；

导流叠片(3)上设置有入水孔II(32)、出水孔III(34)和导流孔(31)；

上冷却叠片(4)上设置有空腔II(42)，空腔II(42)中水平设置有支板II(43)，所述支板II(43)上设置有入水孔III(44)和定位孔IV(45)，所述支板II(43)上端设置有若干冷却通道II(41)；

上密封叠片(5)上设置有入水孔IV(51)和出水孔IV(53)；

入水孔I(11)与空腔I(22)相连通，冷却通道I(21)通过导流孔(31)与冷却通道II(41)相连通，入水孔III(44)与入水孔IV(51)相连通，出水孔I(13)、出水孔II(25)、出水孔III(34)、空腔II(42)以及出水孔IV(53)相连通。

2.根据权利要求1所述的新型的液体冷却热沉，其特征在于：所述支板I(23)上端自内向外间隔排布有若干C字形的冷却通道I(21)。

3.根据权利要求1所述的新型的液体冷却热沉，其特征在于：所述支板II(43)上端自内向外间隔排布有若干C字形的冷却通道II(41)。

4.根据权利要求1所述的新型的液体冷却热沉，其特征在于：所述下密封叠片(1)中设置有定位孔I(12)，所述下冷却叠片(2)中设置有定位孔II(24)，所述导流叠片(3)中设置有定位孔III(33)，所述上冷却叠片(4)中设置有定位孔IV(45)，所述上密封叠片(5)中设置有定位孔V(52)，定位孔I(12)、定位孔II(24)、定位孔III(33)、定位孔IV(45)及定位孔V(52)内径相同，当下密封叠片(1)、下冷却叠片(2)、导流叠片(3)、上冷却叠片(4)以及上密封叠片(5)相互层叠设置时，定位孔I(12)、定位孔II(24)、定位孔III(33)、定位孔IV(45)及定位孔V(52)相互同轴设置。

5.根据权利要求1所述的新型的液体冷却热沉，其特征在于：所述下密封叠片(1)、下冷却叠片(2)、导流叠片(3)、上冷却叠片(4)以及上密封叠片(5)均采用碳化硅材料制成。

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