一種基于仿生的沖擊型水冷散熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種芯片散熱器。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)摩爾定律，每隔18個(gè)月，集成電路上的晶體管數(shù)量就會(huì)翻一倍。在相同面積的微小芯片上，集成的電路越多，需要的功耗越高，同時(shí)釋放的熱量就越大。對(duì)于高熱流密度的芯片，若不采取有效的冷卻措施，會(huì)嚴(yán)重影響到芯片工作的穩(wěn)定性和使用壽命。
[0003]常用的芯片散熱的主要方式可分為:風(fēng)冷散熱方式、水冷散熱方式和熱電制冷方式。它們的不足之處分別在于:風(fēng)冷散熱的方式，無(wú)論如何增大風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，超過(guò)其傳熱極限，工作失效，且產(chǎn)生噪聲；一般直接作用在芯片上的水冷散熱系統(tǒng)體積大、安裝麻煩且存在水的泄漏和由此造成的短路問(wèn)題；熱電制冷方式是效率低、工藝不成熟。
[0004]仿生學(xué)是模仿生物系統(tǒng)的原理以建造技術(shù)系統(tǒng)，或者使人造技術(shù)系統(tǒng)具有系統(tǒng)特征或類似特征的科學(xué)。簡(jiǎn)而言之，仿生學(xué)就是模仿生物的科學(xué)。仿生學(xué)進(jìn)一步與工程技術(shù)相結(jié)合，就形成了仿生工程學(xué)。仿生學(xué)的意義在于將35億年的生命演化與協(xié)同進(jìn)化過(guò)程應(yīng)用與工程實(shí)踐，以解決復(fù)雜的工程實(shí)踐問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種散熱效果良好的基于仿生的沖擊型水冷散熱器。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]包括由圓形底板、筒狀側(cè)壁和環(huán)形頂部構(gòu)成的殼體，所述底板上均勻分布曲面導(dǎo)流軌道，所述曲面導(dǎo)流軌道上開(kāi)有減阻射流孔，所述頂部的中間連接進(jìn)水口，側(cè)壁上開(kāi)有均勻分布的出水口，曲面導(dǎo)流軌道的末端與側(cè)壁面相切并與出水口相對(duì)應(yīng)。
[0008]所述曲面導(dǎo)流軌道的首端有一段逐漸凸起段，頂部與進(jìn)水口的連接處有一段與所述逐漸凸起段相對(duì)應(yīng)的過(guò)渡段。
[0009]所述曲面導(dǎo)流軌道有六個(gè)，對(duì)應(yīng)的出水口為六個(gè)。
[0010]本發(fā)明的基于仿生的沖擊型水冷散熱器主要包括圓柱型腔體、一個(gè)進(jìn)水口、六個(gè)出水口以及在兩者中間起過(guò)度作用的仿生導(dǎo)流軌道；入水口位于散熱器頂部的中心位置，六個(gè)出水口均勻分布在散熱器側(cè)面。在散熱器腔體的內(nèi)部，六個(gè)帶有仿生鯊魚皮減阻射流孔的曲面導(dǎo)流軌道，從入水口末端延伸到出水口處，使水流剛好以圓弧的切線方向從出水口流出。本發(fā)明相較于普通的水冷散熱器，主要的優(yōu)點(diǎn)有，水流直接沖擊散熱器底面，產(chǎn)生極薄的熱邊界層，提高了散熱效果；導(dǎo)流軌道的設(shè)計(jì)，減小了流體與軌道之間的摩擦阻力，不會(huì)導(dǎo)致流體產(chǎn)生紊流，使散熱器具有更優(yōu)良的散熱性能。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果為:水流從入水口進(jìn)入散熱器內(nèi)部，直接沖擊散熱器底面，使散熱器底部產(chǎn)生極薄的熱邊界層，運(yùn)動(dòng)的水流迅速帶走芯片產(chǎn)生的多余熱量，并從六個(gè)出水口光滑流出；導(dǎo)流軌道的末端與散熱器側(cè)壁面相切，剛好使水流沿導(dǎo)軌切線方向流出，不會(huì)導(dǎo)致流體產(chǎn)生紊流，使散熱器具有更優(yōu)良的散熱性能；導(dǎo)軌上的仿生鯊魚減阻的射流孔，使一部分流體從射流孔中射出，減小了運(yùn)動(dòng)流體與導(dǎo)軌的摩擦力，使流體運(yùn)動(dòng)更流暢，有效的提高了芯片散熱器的散熱效果。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是圖1的局部剖視圖。
[0014]圖3是曲面導(dǎo)流軌道在底板上的分布示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)的描述。
[0016]結(jié)合圖1至圖3，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)主要包括包括由圓形底板6、筒狀側(cè)壁5和環(huán)形頂部3構(gòu)成的殼體，殼體為圓柱體流道腔體，底板6上均勻分布有六個(gè)曲面導(dǎo)流軌道7，所述曲面導(dǎo)流軌道上開(kāi)有減阻射流孔8，頂部3的中間連接進(jìn)水口 1，側(cè)壁上開(kāi)有均勻分布的六個(gè)出水口 4，曲面導(dǎo)流軌道的末端與側(cè)壁面相切并與出水口相對(duì)應(yīng)。曲面導(dǎo)流軌道的首端有一段逐漸凸起段9，頂部與進(jìn)水口的連接處有一段與所述逐漸凸起段相對(duì)應(yīng)的過(guò)渡段2。
[0017]減阻射流孔是基于仿生鯊魚減阻設(shè)計(jì)的，且曲面導(dǎo)流軌道平均分布在散熱器的底板上。入水口通過(guò)散熱器腔體外表面與散熱器的出水口相連接，導(dǎo)流軌道末端的切線方向恰好與出水口相連接，仿生鯊魚減阻的射流孔分布在導(dǎo)流軌道的起始處。
[0018]具體工作過(guò)程如下:把散熱器固定在需要散熱的芯片上方并互相接觸，去離子水從水冷散熱器的頂部入口進(jìn)入散熱器，直接沖擊散熱器底部，去離子水進(jìn)入散熱器后，順著帶有仿生鯊魚減阻射流孔的導(dǎo)流軌道，以切線方向從六個(gè)出水口流出，既不產(chǎn)生紊流，又能迅速帶走熱邊界層。本發(fā)明有效的提高了散熱器的散熱效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于仿生的沖擊型水冷散熱器，包括由圓形底板、筒狀側(cè)壁和環(huán)形頂部構(gòu)成的殼體，其特征是:所述底板上均勻分布曲面導(dǎo)流軌道，所述曲面導(dǎo)流軌道上開(kāi)有減阻射流孔，所述頂部的中間連接進(jìn)水口，側(cè)壁上開(kāi)有均勻分布的出水口，曲面導(dǎo)流軌道的末端與側(cè)壁面相切并與出水口相對(duì)應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于仿生的沖擊型水冷散熱器，其特征是:所述曲面導(dǎo)流軌道的首端有一段逐漸凸起段，頂部與進(jìn)水口的連接處有一段與所述逐漸凸起段相對(duì)應(yīng)的過(guò)渡段。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于仿生的沖擊型水冷散熱器，其特征是:所述曲面導(dǎo)流軌道有六個(gè)，對(duì)應(yīng)的出水口為六個(gè)。
【專利摘要】本發(fā)明提供的是一種基于仿生的沖擊型水冷散熱器。包括由圓形底板、筒狀側(cè)壁和環(huán)形頂部構(gòu)成的殼體，所述底板上均勻分布曲面導(dǎo)流軌道，所述曲面導(dǎo)流軌道上開(kāi)有減阻射流孔，所述頂部的中間連接進(jìn)水口，側(cè)壁上開(kāi)有均勻分布的出水口，曲面導(dǎo)流軌道的末端與側(cè)壁面相切并與出水口相對(duì)應(yīng)。本發(fā)明相較于普通的水冷散熱器，主要的優(yōu)點(diǎn)有，水流直接沖擊散熱器底面，產(chǎn)生極薄的熱邊界層，提高了散熱效果；導(dǎo)流軌道的設(shè)計(jì)，減小了流體與軌道之間的摩擦阻力，不會(huì)導(dǎo)致流體產(chǎn)生紊流，使散熱器具有更優(yōu)良的散熱性能。
【IPC分類】H01L23-473, H01L23-367
【公開(kāi)號(hào)】CN104637897
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510059020
【發(fā)明人】徐賀, 李臻, 王鵬, 于洪鵬, 王培元, 王文龍, 徐燕, 黃新亮
【申請(qǐng)人】哈爾濱工程大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年2月5日