微通道液冷熱沉裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種微通道液冷熱沉裝置，包括蓋板、微通道腔體、進液孔和回液孔，所述微通道腔體上設有開口，蓋板設置于微通道腔體的開口上形成冷卻腔體，進液孔和回液孔分別設置于微通道腔體上，蓋板上設有多個相互平行的第一翅片，微通道腔體內設有多個相互平行的第二翅片，第一翅片和第二翅片在冷卻腔體內交替排列形成微通道。在同等加工條件下，微通道熱沉中翅片間距縮小一半，進而提高翅片密度，提升該熱沉裝置的散熱效率；提高微通道加工的可行性和成品率；可以同時實現兩個側面的高效、一致的冷卻效果；改善微通道熱沉裝配的可靠性，提高微通道熱沉產品與設計狀態的吻合度。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

微通道液冷熱沉裝置
本技術涉及的是一種微電子元器件的散熱裝置，尤其涉及的是一種微通道液冷熱沉裝置。
技術介紹
隨著微電子技術的發展，芯片的集成度不斷提高，電子元器件的發熱量隨之增大， 器件的功率密度和熱流密度隨之升高，電子元器件的熱管理問題是制約其發展的關鍵技術之一。另外，隨著電子元器件集成度的提高，電子裝置體積不斷縮小，結構更為緊湊，要求散熱設備的傳熱能力和效率更高。微通道熱沉作為一種新型的冷卻方式，因其比表面積(表面積與體積比)大，結構緊湊，散熱能力較強，其冷卻能力將達到百W/cm2量級，是高熱流密度器件散熱問題的一種有效解決方法。為了提高微通道熱沉裝置單位體積的散熱效率，微通道的寬度以及翅片厚度要求盡量小，這對微通道熱沉的制造提出了很高的要求。一般情況下，微通道熱沉中，翅片需貫穿熱沉流道截面，須保證翅片與通道上下壁面具有良好的連接效果。此時，翅片與上下壁面的連接需通過焊接或其他方式實現，當翅片厚度很小時，容易出現焊接不連續或焊接變形等現象，這樣將很難保證流道和翅片能夠獲得設計狀態的加工效果，導致微通道熱沉的實際散熱能力下降。
技術實現思路
本技術的目的在于克服現有技術的不足，提供了一種微通道液冷熱沉裝置， 實現高功率密度電子設備及元器件的良好散熱。本技術是通過以下技術方案實現的，本技術包括蓋板、微通道腔體、進液孔和回液孔，所述微通道腔體上設有開口，蓋板設置于微通道腔體的開口上形成冷卻腔體， 進液孔和回液孔分別設置于微通道腔體上，蓋板上設有多個相互平行的第一翅片，微通道腔體內設有多個相互平行的第二翅片，第一翅片和第二翅片在冷卻腔體內交替排列形成微通道。所述冷卻腔體在第一翅片和第二翅片形成的微通道的兩端分別設有分液腔和回液腔，分液腔和進液孔相連，回液腔和回液孔相連。分液腔和回液腔用于冷卻液的分配和收集，進液孔和冷卻液供應系統相連，回液孔和冷卻液回收系統相連，實現循環冷卻。所述第一翅片的頂部和微通道腔體的底部之間設有第一擾流間隙，所述第二翅片和頂部和蓋板之間設有第二擾流間隙。第一擾流間隙和第二擾流間隙的存在，使得第一翅片和微通道腔體不接觸，第二翅片和蓋板不接觸，冷卻液流經微通道區域，完成熱量交換， 將電子設備產生的熱量通過蓋板和微通道腔體傳給冷卻腔體中的冷卻液，實現冷卻功能。為實現穩固連接，所述蓋板和微通道腔體固定相連。作為本技術的優選方式之一，所述蓋板和微通道腔體通過焊接固定或者螺釘壓接固定。本技術相比現有技術具有以下優點在本技術的蓋板和微通道腔體內分別設有翅片，在冷卻腔體內交替排列形成微通道，這樣可以實現在同等加工條件下，微通道熱沉中翅片間距縮小一半，進而提高翅片密度，提升該熱沉裝置的散熱效率；第一翅片和第二翅片的交替分布，將增大翅片在加工過程中的間距，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；蓋板側和微通道腔體側的翅片結構與布置形式相同，蓋板側和微通道腔體側的散熱能力相當，可以同時實現兩個側面的高效、一致的冷卻效果；擾流間隙的存在將干擾微通道中壁面附近流體邊界層發展，擾動冷卻流動，強化熱沉壁面的傳熱過程，進而提高該裝置的散熱能力；擾流間隙同時可以避免微通道熱沉因翅片頂部有效連接而帶來的裝配問題，改善微通道熱沉裝配的可靠性，提高微通道熱沉產品與設計狀態的吻合度。附圖說明圖I是本技術的結構示意圖；圖2是圖I的俯視圖；圖3是圖2的A-A向剖視圖；圖4是實施例I應用的結構示意圖；圖5是實施例2應用的結構示意圖。具體實施方式下面對本技術的實施例作詳細說明，本實施例在以本技術技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本技術的保護范圍不限于下述的實施例。如圖I所示，本實施例包括蓋板I、微通道腔體2、進液孔3和回液孔4，所述微通道腔體2上設有開口，蓋板I設置于微通道腔體2的開口上形成冷卻腔體5，進液孔3和回液孔4分別設置于微通道腔體2上，蓋板I上設有多個相互平行的第一翅片11，微通道腔體2 內設有多個相互平行的第二翅片21,第一翅片11和第二翅片21在冷卻腔體5內交替排列形成微通道。如圖2所示，冷卻腔體5在第一翅片11和第二翅片21形成的微通道的兩端分別設有分液腔51和回液腔52，分液腔51和進液孔3相連，回液腔52和回液孔4相連。分液腔51和回液腔52用于冷卻液的分配和收集，進液孔3和冷卻液供應系統相連，回液孔4和冷卻液回收系統相連，實現循環冷卻。如圖3所示，第一翅片11的頂部和微通道腔體2的底部之間設有第一擾流間隙6， 所述第二翅片21和頂部和蓋板I之間設有第二擾流間隙7。第一擾流間隙6和第二擾流間隙7的存在，使得第一翅片11和微通道腔體2不接觸，第二翅片21和蓋板I不接觸，冷卻液流經微通道區域，完成熱量交換，將電子設備產生的熱量通過蓋板I和微通道腔體2傳給冷卻腔體5中的冷卻液，實現冷卻功能。本實施例中蓋板I和微通道腔體2通過焊接固定，其他實施例中也可以選用螺釘壓接固定。本實施例中，蓋板I和微通道腔體2的材料為鋁制成，其他實施例中可以選用銅、 不銹鋼或者金屬合金。本實施例中，冷卻液為去離子水，其他實施例中，根據需要可以選用防凍液、有機工質、攜帶相變微膠囊或納米顆粒的功能流體。如圖4所示，實施例I工作時，在冷卻腔體5的冷卻區域裝有一個發熱電子設備8。 發熱電子設備8產生的熱量經過蓋板I的壁面傳入到冷卻腔體5中。冷卻液供應系統供應的冷卻液由進液孔3進入冷卻腔體5中的分液腔51，在分液腔51中，冷卻液被分到由第一翅片11和第二翅片21交錯分布形成的微通道中，冷卻液在微通道中吸收由蓋板I或微通道腔體2傳入的發熱電子設備8產生的熱量，然后經微通道進入回液腔52，回液腔52中的冷卻液經過回液孔4進入冷卻液回收系統，將發熱電子設備8產生的熱量帶走，實現微通道液冷熱沉的散熱功能。微通道是由第一翅片11和第二翅片21交替分布形成的，這將可以克服加工水平的限制，獲得更小的微通道間距，提高微通道中翅片的密度，強化冷卻過程的傳熱，提升該微通道熱沉的傳熱效率。第一翅片11和第二翅片21的結構和布置形式相同，冷卻腔體5 的蓋板I側和微通道腔體2側的散熱能力相同，可以同時實現兩側冷卻區域高效一致的冷卻效果。第一擾流間隙6和第二擾流間隙7的存在將干擾蓋板I的壁面和微通道腔體2的壁面附近冷卻液流動過程中邊界層發展過程，提高蓋板I的壁面和微通道腔體2的壁面的傳熱系數，提高該微通道熱沉的傳熱效率。實施例2如圖5所示，本實施例中，在冷卻腔體5的冷卻區域裝有兩個發熱電子設備8。兩個發熱電子設備8產生的熱量經過蓋板I和微通道腔體2的壁面傳入到冷卻腔體5中?？梢詫崿F一個熱沉裝置對兩個發熱電子設備8同時散熱。其他實施方式和實施例I相同。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種微通道液冷熱沉裝置，其特征在于，包括蓋板（1）、微通道腔體（2）、進液孔（3）和回液孔（4），所述微通道腔體（2）上設有開口，蓋板（1）設置于微通道腔體（2）的開口上形成冷卻腔體（5），進液孔（3）和回液孔（4）分別設置于微通道腔體（2）上，蓋板（1）上設有多個相互平行的第一翅片（11），微通道腔體（2）內設有多個相互平行的第二翅片（21），第一翅片（11）和第二翅片（21）在冷卻腔體（5）內交替排列形成微通道。

【技術特征摘要】
1.一種微通道液冷熱沉裝置，其特征在于，包括蓋板(I)、微通道腔體(2)、進液孔(3)和回液孔(4)，所述微通道腔體(2)上設有開口，蓋板(I)設置于微通道腔體(2)的開口上形成冷卻腔體(5)，進液孔(3)和回液孔(4)分別設置于微通道腔體(2)上，蓋板(I)上設有多個相互平行的第一翅片(11)，微通道腔體(2)內設有多個相互平行的第二翅片(21)，第一翅片(11)和第二翅片(21)在冷卻腔體(5 )內交替排列形成微通道。2.根據權利要求I所述的微通道液冷熱沉裝置，其特征在于所述冷卻腔體(5)在第一翅片(11)和第二翅片(21)形...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張根烜，王璐，張先鋒，
申請(專利權)人：中國電子科技集團公司第三十八研究所，
類型：實用新型
國別省市：