熱源面溫度均勻的微通道散熱器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于微通道散熱技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種微通道散熱器，可用于提高微電 子產(chǎn)品中微通道散熱器熱源面溫度的均勻性。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，隨著電子產(chǎn)品的集成度越來(lái)越高，對(duì)電子產(chǎn)品的散熱效果提出了更高的要 求。散熱效果除了要保證電子產(chǎn)品的溫度較低外，還需降低電子產(chǎn)品各器件間的溫差。在 電子產(chǎn)品中嵌入微通道，可構(gòu)成微通道散熱器，該種散熱器具有很好的散熱能力，但是存在 溫度分布不均勻的問(wèn)題，如徐尚龍等在2011年發(fā)表于中國(guó)機(jī)械工程的文獻(xiàn)"巧片冷卻用微 通道散熱結(jié)構(gòu)熱流禪合場(chǎng)數(shù)值研究"中提到的平行微通道散熱器，如圖1，其流道結(jié)構(gòu)由兩 個(gè)主槽和一排平行直通道構(gòu)成，冷卻液從入口主槽分配給各個(gè)通道的冷卻液流量不相等， 造成通道內(nèi)的流速不相等，從而使微通道散熱器熱源面溫度分布不均勻，該將直接影響電 子產(chǎn)品的性能、工作的穩(wěn)定性和使用壽命，尤其在高功率電子產(chǎn)品中該個(gè)問(wèn)題更為突出，亟 需解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述已有技術(shù)的不足，提出一種熱源面溫度均勻的微通道 散熱器結(jié)構(gòu)，W提高熱源面溫度分布的均勻性，進(jìn)而保證電子產(chǎn)品的性能、工作的穩(wěn)定性和 使用壽命。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明的熱源面溫度均勻的微通道散熱器主要由基板和蓋板 組成，基板內(nèi)設(shè)有流道結(jié)構(gòu)，流道結(jié)構(gòu)包括入口主槽，出口主槽和平行通道，該出口主槽和 入口主槽均采用長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)；蓋板上加載有熱源，熱源產(chǎn)生的熱量分布在蓋板上，通過(guò)基板 內(nèi)流道結(jié)構(gòu)中的冷卻液循環(huán)流動(dòng)而降溫，其特征在于：
[0005] 入口主槽的深度、長(zhǎng)度與出口主槽的深度、長(zhǎng)度相同，寬度為逐級(jí)遞減的階梯狀；
[0006] 平行通道是由平行排列的數(shù)個(gè)矩形通道構(gòu)成，每個(gè)矩形通道沿著液體流動(dòng)方向的 截面為深度逐漸減小的直角梯形形狀。
[0007] 作為優(yōu)選，所述基板和蓋板均為長(zhǎng)方形板體，蓋板固定在基板上，使流道結(jié)構(gòu)在基 板和蓋板之間形成密閉的通道。
[000引作為優(yōu)選，所述平行通道的兩端分別與入口主槽和出口主槽相連接，且平行通道 內(nèi)的冷卻液流動(dòng)方向與入口主槽和出口主槽的長(zhǎng)度方向垂直。
[0009] 作為優(yōu)選，所述入口主槽階梯數(shù)與平行通道的個(gè)數(shù)相同。
[0010] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0011] 1.本發(fā)明由于將入口主槽的寬度設(shè)計(jì)為逐級(jí)遞減的階梯狀，可使入口主槽分流給 每個(gè)通道的流量相等，保證熱源面在出口主槽的長(zhǎng)度方向上溫度均勻；
[0012] 2.本發(fā)明由于將平行通道的每個(gè)矩形通道設(shè)計(jì)為沿著液體流動(dòng)方向的截面為深 度逐漸減小的直角梯形形狀，使熱源面在平行通道內(nèi)的冷卻液流動(dòng)方向上溫度均勻；
[0013] 3.本發(fā)明相比現(xiàn)有的平行微通道散熱器，在微通道散熱器材料相同，加載熱源熱 流密度相同，入口主槽冷卻液的種類和流量相同的情況下，提高了整個(gè)熱源面溫度的均勻 性。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為現(xiàn)有的微通道散熱器結(jié)構(gòu)圖；
[0015] 圖2為現(xiàn)有的微通道散熱器熱源面溫度云圖；
[0016]圖3為本發(fā)明的微通道散熱器結(jié)構(gòu)圖；
[0017] 圖4本發(fā)明的入口主槽在垂直于入口主槽深度方向上的截面圖；
[0018] 圖5為本發(fā)明入口主槽階梯形尺寸的優(yōu)化流程圖；
[0019] 圖6本發(fā)明的平行通道沿著液體流動(dòng)方向的截面圖；
[0020] 圖7本發(fā)明的微通道散熱器結(jié)構(gòu)熱源面溫度云圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 參照?qǐng)D1，現(xiàn)有的微通道散熱器結(jié)構(gòu)，包括基板1和蓋板2,基板1和蓋板2均為長(zhǎng) 方形板體，由低溫共燒陶瓷LTCC材料構(gòu)成，蓋板2固定在基板1上，基板1和蓋板2之間 形成密閉的流道結(jié)構(gòu)3;流道結(jié)構(gòu)3包括入口主槽31，出口主槽32和平行通道33,平行通 道33由平行排列的8個(gè)矩形通道構(gòu)成。每個(gè)矩形通道的的大小相同，圖1實(shí)例取每個(gè)矩形 通道的長(zhǎng)度為40. 5mm，寬度為1mm，深度為0. 6mm。平行通道33兩端分別與入口主槽31和 出口主槽32相連接，且平行通道33內(nèi)的冷卻液流動(dòng)方向與入口主槽31和出口主槽32的 長(zhǎng)度方向垂直。入口主槽31和出口主槽32均采用長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，兩者尺寸相同，圖1實(shí)例 的長(zhǎng)方體長(zhǎng)度為42mm，寬度為2. 2mm，深度為0.6mm。所述入口主槽31，出口主槽32和平 行通道33管內(nèi)裝有去離子水冷卻液，根據(jù)電子產(chǎn)品所能承受的最高溫度的限制，流量過(guò)小 會(huì)造成熱源面溫度過(guò)高，影響電子產(chǎn)品的正常工作，本實(shí)例取冷卻液的流量0.化/min,水溫 20°C;蓋板2上加載有62個(gè)熱源21，根據(jù)目前電子產(chǎn)品的功率，圖1實(shí)例熱源的熱流密度 為56. 25W/cm2,熱源21產(chǎn)生的熱量分布在蓋板2上，通過(guò)基板1內(nèi)流道結(jié)構(gòu)3中的冷卻液 循環(huán)流動(dòng)而降溫。
[0022] 該微通道散熱器的熱源面溫度云圖如圖2所示。
[0023] 由圖2可W得到，自下而上的2號(hào)通道與3號(hào)通道上的溫度最高，特別是偏向通道 后方，而1號(hào)通道和8號(hào)通道的溫度最低，溫度差異明顯，取熱源面62個(gè)熱源中屯、位置得到 現(xiàn)有微通道散熱器結(jié)構(gòu)熱源面溫度標(biāo)準(zhǔn)差0 1如下：
[0024]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種熱源面溫度均勻的微通道散熱器，主要由基板⑴和蓋板⑵組成，基板⑴內(nèi) 設(shè)有流道結(jié)構(gòu)（3)，流道結(jié)構(gòu)（3)包括入口主槽（31)，出口主槽（32)和平行通道（33)，該出 口主槽（32)和入口主槽（31)均采用長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)；蓋板上加載有熱源（21)，熱源（21)產(chǎn)生 的熱量分布在蓋板（2)上，通過(guò)基板（1)內(nèi)流道結(jié)構(gòu)（3)中的冷卻液循環(huán)流動(dòng)而降溫，其特 征在于： 入口主槽（31)的深度、長(zhǎng)度與出口主槽（32)的深度、長(zhǎng)度相同，寬度為逐級(jí)遞減的階 梯狀； 平行通道（33)是由平行排列的數(shù)個(gè)矩形通道構(gòu)成，每個(gè)矩形通道沿著液體流動(dòng)方向 的截面為深度逐漸減小的直角梯形形狀。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱源面溫度均勻的微通道散熱器，其特征在于：基板（1)和 蓋板（2)均為長(zhǎng)方形板體，蓋板（1)固定在基板（2)上，使流道結(jié)構(gòu)（3)在基板（1)和蓋板 (2)之間形成密閉的通道。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱源面溫度均勻的微通道散熱器，其特征在于：平行通道 (33)的兩端分別與入口主槽（31)和出口主槽（32)相連接，且平行通道（33)內(nèi)的冷卻液流 動(dòng)方向與入口主槽（31)和出口主槽（32)的長(zhǎng)度方向垂直。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱源面溫度均勻的微通道散熱器，其特征在于：入口主槽 (31)階梯數(shù)與平行通道（33)的個(gè)數(shù)相同。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種熱源面溫度均勻的微通道散熱器，主要解決現(xiàn)有微通道散熱器熱源面溫度分布不均問(wèn)題。其包括基板(1)和蓋板(2)，基板(1)內(nèi)設(shè)有由有入口主槽(31)、出口主槽(32)和平行通道(33)組成的流道結(jié)構(gòu)(3)；該出口主槽(32)和入口主槽(31)均采用長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)；該入口主槽(31)的深度、長(zhǎng)度與出口主槽(32)的深度、長(zhǎng)度相同，寬度為逐級(jí)遞減的階梯狀；平行通道(33)由平行排列的數(shù)個(gè)矩形通道構(gòu)成，每個(gè)矩形通道沿著液體流動(dòng)方向的截面為深度逐漸減小的直角梯形形狀；蓋板(1)固定在基板(2)上，使流道結(jié)構(gòu)(3)在其之間形成密閉的通道。本發(fā)明提高了整個(gè)熱源面的溫度均勻性，保證了電子產(chǎn)品的性能。
【IPC分類】H05K7-20
【公開(kāi)號(hào)】CN104754921
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510101132
【發(fā)明人】黃進(jìn), 汪路, 曹凱, 王朝斌, 李鵬, 周金柱
【申請(qǐng)人】西安電子科技大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月6日