CN217694123U - 一种带有内部通道结构的液冷基板 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供了一种带有内部通道结构的液冷基板，属于传热学技术领域，通过在基板主体内直接加工出带开口的液冷通道，液冷通道设置有若干条，且若干条液冷通道相互连通；并在液冷通道的开口上密封设置好接头，在多余的开口处设置上堵头，以使基板主体内构建出一个可以液冷循环散热的回路；液冷回路可直接使用液冷介质，减少不同材料间的接触热阻，散热性能得到极大提升；解决了现有技术中传统的铜管散热能力有限的技术问题；达到提高液冷基板散热能力的技术效果；达到提高液冷基板散热能力的技术效果。

Description

一种带有内部通道结构的液冷基板

技术领域

本实用新型涉及传热学技术领域，尤其涉及一种带有内部通道结构的液冷基板。

背景技术

随着5G，新能源汽车、新能源装备、人工智能，大数据中心，航空航天等领域的高速发展，半导体芯片功率越来越大，集成度越来越高，其单位面积下的热功率密度越来越高，从而对相应的散热系统的要求也越来越苛刻。如何在有限的面积内快速有效的将热源产生的热量排出，保证电子元器件在低温环境下稳定运行，是目前散热领域急需解决的问题。

目前的液冷基板，一般采用铜管弯曲出相应的形状嵌入到铝板或铜板上；再将热源模块通过导热硅脂和螺栓固定在液冷基板上。本质上，此种液冷基板散热能力有限，随着热源功率密度的增加，散热性能下降；有些产品随着时间的推移，热能的持续集聚，最终会导致元器件受损。

所以，现有技术的技术问题在于：传统的铜管散热能力有限。

发明内容

本申请实施例提供一种带有内部通道结构的液冷基板，解决了现有技术中传统的铜管散热能力有限的技术问题；达到提高液冷基板散热能力的技术效果。

本申请实施例提供一种带有内部通道结构的液冷基板，所述液冷基板包括：基板主体，所述基板主体包括：基材体，所述基材体为一块体；液冷通道，所述液冷通道设置在基材体内，且所述液冷通道相对于基材体至少具有一个和外接连通的开口；其中，所述液冷通道设置有若干条，若干条液冷通道相互连通为一体；接头，所述接头至少设置有两个，且两个接头分别连接在所述液冷通道的开口上，通过接头和若干条液冷通道构成一个液冷回路。

作为优选，所述基材体的上下两面面积大于基材体的侧面面积，且所述液冷通道的开口均设置在所述基材体的侧面。

作为优选，所述液冷通道相对于基材体为单开口样式。

作为优选，所述液冷通道相对于基材体为一直线样式。

作为优选，所述基板主体还包括堵头，所述堵头设置在液冷通道的开口上，通过堵头使得液冷通道的端部密封；其中，所述堵头设置有N个，所述接头设置有M个，若干条液冷通道的总开口数量为Z个；N+M＝Z，N、M以及Z均为正整数。

作为优选，所述液冷通道分为：第一液冷通道，所述第一液冷通道间隔分设为两组或多组，所述第一液冷通道的开口连接所述接头；第二液冷通道，所述第二液冷通道连通间隔分设的两组或多组第一液冷通道；且所述第二液冷通道的开口连接所述堵头。

作为优选，所述第二液冷通道设置有多组，且多组第二液冷通道之间间隔设置。

作为优选，所述液冷通道内加工设置有微结构。

作为优选，所述微结构形状具体为片状、块状、翅状或螺旋状。

作为优选，所述基材体的材质具体为紫铜、无氧铜、超级铜或铜铝复合。

本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：

1、本申请实施例中，通过在基板主体内直接加工出带开口的液冷通道，液冷通道设置有若干条，且若干条液冷通道相互连通；并在液冷通道的开口上密封设置好接头，在多余的开口处设置上堵头，以使基板主体内构建出一个可以液冷循环散热的回路；液冷回路可直接使用液冷介质，减少不同材料间的接触热阻，散热性能得到极大提升；解决了现有技术中传统的铜管散热能力有限的技术问题；达到提高液冷基板散热能力的技术效果。

2、本申请实施例中，通过优化液冷通道样式，开口朝向，以及液冷通道在基材体上的整体布局；具体的采用将液冷通道设置为一直线形式、单开口样式，以及纵横交错的布局方式，使得在基材体上加工若干条液冷通道的加工工艺简便，密封性高，生产效率高，同时稳定可靠。

3、本申请实施例中，在液冷通道的内壁上加工有微结构，微结构形状具体为片状、块状、翅状或螺旋状；通过微结构进一步扩大液冷介质与高导热的基材体的接触面积，从而能使液冷介质带走更多的热能，降低基板主体上下两端面上设置的热源模块的温度，提升产品的使用性能和使用寿命。

附图说明

图1为本申请实施例中一种带有内部通道结构的液冷基板的轴测向结构示意图；

图2为本申请实施例中一种带有内部通道结构的液冷基板的轴测向透视结构示意图；

图3为图2状态下的爆炸图；

图4为图2状态下的俯视图；

图5为图4中A处的放大图。

附图标记：100、基板主体；110、基材体；120、液冷通道；120a、第一液冷通道；120b、第二液冷通道；121、微结构；130、堵头；200、接头；200a、第一接头；200b、第二接头；210、外露部；220、内连部。

具体实施方式

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本申请实施例提供了一种带有内部通道结构的液冷基板，从根本上解决了传统散热基板主体散热能力有限的弊端，将液冷通道直接设计在封装基板主体的腔体内部，去除了传统封装基板主体中层层物理接触散热的热阻，具有散热路径短，散热速度快，散热效果佳的优点。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

一种带有内部通道结构的液冷基板，参考说明书附图1，液冷基板包括：基板主体100和接头200；其中，基板主体100的内部设置有用于散热的液冷通道120，通过接头200和液冷通道120的配合，使得液冷介质带着基板主体100上的热量。

基板主体100，基板主体100包括：基材体110和液冷通道120；液冷通道120设置在基材体110内，且液冷通道120相对于基材体110至少具有一个和外接连通的开口；其中，液冷通道120设置有若干条，若干条液冷通道120相互连通为一体，构成一个基材体110上的液冷回路。

基材体110，参考说明书附图2，用于吸收其上设置的热源模块的热量。基材体110优选为一整体，以便于获得高导热的能力。进一步的，为了提高导热能力，基材体110的材质优选为紫铜、无氧铜、超级铜或铜铝复合的一种。可以理解的是，基材体110的上下两面用来连接热源模块，在形状设计上，基材体110的上下两面面积大于基材体110的侧面面积；且为了液冷的进出管路不干扰热源模块的布局，液冷通道120的开口均设置在基材体110的侧面。

液冷通道120，参考说明书附图3-4，用于在基材体110上构建供液冷介质运动的通道。液冷通道120的横截面形状可为圆形、方形、椭圆形或其它形状。在一实施例中，液冷通道120相对于基材体110为单开口样式，提高基板主体100密封性能；液冷通道120相对于基材体110为一直线样式，降低液冷通道120的加工难度，以便于采用机械加工、激光加工、线切割等手段，特别是钻孔方式。此外，液冷通道也可以是弯曲，扭转等多种形式，只需要保证液冷通道为连通状态即可。

需要特别说明的是，为了进一步提高液冷通道120的导热能力，液冷通道120内加工设置有微结构121，微结构121形状具体为片状、块状、翅状或螺旋状；一是增加接触面积，二是延长液冷介质的滞留时间。

为了提高整个基板主体100的结构强度，液冷通道120的布局十分重要。参考说明书附图4和5，在一个实施例中，液冷通道120分为第一液冷通道120a和第二液冷通道120b，第一液冷通道120a间隔分设为两组或多组，第一液冷通道120a的开口连接接头200；第二液冷通道120b连通间隔分设的两组或多组第一液冷通道120a；第二液冷通道120b的开口连接堵头130；且第二液冷通道120b设置有多组，且多组第二液冷通道120b之间间隔设置。可以理解的是，第一液冷通道120a和第二液冷通道120b之间纵横交错，且多组第二液冷通道120b之间间隔设置，使得基板主体100内部的支撑点位均匀分布，保证加工便捷的情况下，保证基板主体100的结构强度。

此外，关于液冷通道120的密封还需要说明的是，当液冷通道120的总开口数量多余接头200数量时，还需要设置堵头130，以保证液冷通道120只在两个接头200处进出液冷介质。

堵头130，参考说明书附图3，用于密封液冷通道120的开口。堵头130可采用常规堵头130，堵头130设置在液冷通道120的开口上，通过堵头130使得液冷通道120的端部密封；其中，堵头130设置有N个，接头200设置有M个，若干条液冷通道120的总开口数量为Z个；N+M＝Z，N、M以及Z均为正整数。

接头200，接头200至少设置有两个，且两个接头200分别连接在液冷通道120的开口上，通过接头200和若干条液冷通道120构成一个液冷回路。接头200可采用常规接头200，螺旋连接或者焊接的连接形式均可。可以理解的是，接头200和堵头130优选集中设置在基材体110的一个或两个侧面上，且当集中在两个侧面时，优选两个侧面为相邻的两个侧面，一是避开液冷介质直接冲击堵头130处的密封，二是便于装配，便于后期的维护。当然，接头的位置随液冷通道的布局，有多种设置形式，如同侧设置，如分设在两个面上。

工作原理：

通过两个接头200一个进液，一个出液，使得液冷介质流经基材体110中的液冷通道120，使得液冷介质带着基板主体100上的热量。

技术效果：

1、本申请实施例中，通过在基板主体100内直接加工出带开口的液冷通道120，液冷通道120设置有若干条，且若干条液冷通道120相互连通；并在液冷通道120的开口上密封设置好接头200，在多余的开口处设置上堵头130，以使基板主体100内构建出一个可以液冷循环散热的回路；液冷回路可直接使用液冷介质，减少不同材料间的接触热阻，散热性能得到极大提升；解决了现有技术中传统的铜管散热能力有限的技术问题；达到提高液冷基板散热能力的技术效果。

2、本申请实施例中，通过优化液冷通道120样式，开口朝向，以及液冷通道120在基材体110上的整体布局；具体的采用将液冷通道120设置为一直线形式、单开口样式，以及纵横交错的布局方式，使得在基材体110上加工若干条液冷通道120的加工工艺简便，密封性高，生产效率高，同时稳定可靠。

3、本申请实施例中，在液冷通道120的内壁上加工有微结构121，微结构121形状具体为片状、块状、翅状或螺旋状；通过微结构121进一步扩大液冷介质与高导热的基材体110的接触面积，从而能使液冷介质带走更多的热能，降低基板主体100上下两端面上设置的热源模块的温度，提升产品的使用性能和使用寿命。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种带有内部通道结构的液冷基板，其特征在于，所述液冷基板包括：

基板主体(100)，所述基板主体(100)包括：

基材体(110)，所述基材体(110)为一块体；

液冷通道(120)，所述液冷通道(120)设置在基材体(110)内，且所述液冷通道(120)相对于基材体(110)至少具有一个和外接连通的开口；其中，所述液冷通道(120)设置有若干条，若干条液冷通道(120)相互连通为一体；

接头(200)，所述接头(200)至少设置有两个，且两个接头(200)分别连接在所述液冷通道(120)的开口上，通过接头(200)和若干条液冷通道(120)构成一个液冷回路。

2.如权利要求1所述的液冷基板，其特征在于，所述基材体(110)的上下两面面积大于基材体(110)的侧面面积，且所述液冷通道(120)的开口均设置在所述基材体(110)的侧面。

3.如权利要求1所述的液冷基板，其特征在于，所述液冷通道(120)相对于基材体(110)为单开口样式。

4.如权利要求1所述的液冷基板，其特征在于，所述液冷通道(120)相对于基材体(110)为一直线样式。

5.如权利要求1所述的液冷基板，其特征在于，所述基板主体(100)还包括堵头(130)，所述堵头(130)设置在液冷通道(120)的开口上，通过堵头(130)使得液冷通道(120)的端部密封；其中，所述堵头(130)设置有N个，所述接头(200)设置有M个，若干条液冷通道(120)的总开口数量为Z个；N+M＝Z，N、M以及Z均为正整数。

6.如权利要求5所述的液冷基板，其特征在于，所述液冷通道(120)分为：

第一液冷通道(120a)，所述第一液冷通道(120a)间隔分设为两组或多组，所述第一液冷通道(120a)的开口连接所述接头(200)；

第二液冷通道(120b)，所述第二液冷通道(120b)连通间隔分设的两组或多组第一液冷通道(120a)；且所述第二液冷通道(120b)的开口连接所述堵头(130)。

7.如权利要求6所述的液冷基板，其特征在于，所述第二液冷通道(120b)设置有多组，且多组第二液冷通道(120b)之间间隔设置。

8.如权利要求1所述的液冷基板，其特征在于，所述液冷通道(120)内加工设置有微结构(121)。

9.如权利要求8所述的液冷基板，其特征在于，所述微结构(121)形状具体为片状、块状、翅状或螺旋状。

10.如权利要求1-9中任意一项所述的液冷基板，其特征在于，所述基材体(110)的材质具体为紫铜、无氧铜、超级铜或铜铝复合。

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