熱源面溫度均勻的微通道散熱器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于微通道散熱技術領域，具體設及一種微通道散熱器，可用于提高微電 子產品中微通道散熱器熱源面溫度的均勻性。
【背景技術】
[0002] 目前，隨著電子產品的集成度越來越高，對電子產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品的溫度較低外，還需降低電子產品各器件間的溫差。在 電子產品中嵌入微通道，可構成微通道散熱器，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題，如徐尚龍等在2011年發表于中國機械工程的文獻"巧片冷卻用微 通道散熱結構熱流禪合場數值研究"中提到的平行微通道散熱器，如圖1，其流道結構由兩 個主槽和一排平行直通道構成，冷卻液從入口主槽分配給各個通道的冷卻液流量不相等， 造成通道內的流速不相等，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 子產品的性能、工作的穩定性和使用壽命，尤其在高功率電子產品中該個問題更為突出，亟 需解決。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于針對上述已有技術的不足，提出一種熱源面溫度均勻的微通道 散熱器結構，W提高熱源面溫度分布的均勻性，進而保證電子產品的性能、工作的穩定性和 使用壽命。
[0004] 為了實現上述目標，本發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，基板內設有流道結構，流道結構包括入口主槽，出口主槽和平行通道，該出口主槽和 入口主槽均采用長方體結構；蓋板上加載有熱源，熱源產生的熱量分布在蓋板上，通過基板 內流道結構中的冷卻液循環流動而降溫，其特征在于：
[0005] 入口主槽的深度、長度與出口主槽的深度、長度相同，寬度為逐級遞減的階梯狀；
[0006] 平行通道是由平行排列的數個矩形通道構成，每個矩形通道沿著液體流動方向的 截面為深度逐漸減小的直角梯形形狀。
[0007] 作為優選，所述基板和蓋板均為長方形板體，蓋板固定在基板上，使流道結構在基 板和蓋板之間形成密閉的通道。
[000引作為優選，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 內的冷卻液流動方向與入口主槽和出口主槽的長度方向垂直。
[0009] 作為優選，所述入口主槽階梯數與平行通道的個數相同。
[0010] 本發明具有如下優點：
[0011] 1.本發明由于將入口主槽的寬度設計為逐級遞減的階梯狀，可使入口主槽分流給 每個通道的流量相等，保證熱源面在出口主槽的長度方向上溫度均勻；
[0012] 2.本發明由于將平行通道的每個矩形通道設計為沿著液體流動方向的截面為深 度逐漸減小的直角梯形形狀，使熱源面在平行通道內的冷卻液流動方向上溫度均勻；
[0013] 3.本發明相比現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，提高了整個熱源面溫度的均勻 性。
【附圖說明】
[0014] 圖1為現有的微通道散熱器結構圖；
[0015] 圖2為現有的微通道散熱器熱源面溫度云圖；
[0016]圖3為本發明的微通道散熱器結構圖；
[0017] 圖4本發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為本發明入口主槽階梯形尺寸的優化流程圖；
[0019] 圖6本發明的平行通道沿著液體流動方向的截面圖；
[0020] 圖7本發明的微通道散熱器結構熱源面溫度云圖。
【具體實施方式】
[0021] 參照圖1，現有的微通道散熱器結構，包括基板1和蓋板2,基板1和蓋板2均為長 方形板體，由低溫共燒陶瓷LTCC材料構成，蓋板2固定在基板1上，基板1和蓋板2之間 形成密閉的流道結構3;流道結構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個矩形通道構成。每個矩形通道的的大小相同，圖1實例取每個矩形 通道的長度為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內的冷卻液流動方向與入口主槽31和出口主槽32的 長度方向垂直。入口主槽31和出口主槽32均采用長方體結構，兩者尺寸相同，圖1實例 的長方體長度為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管內裝有去離子水冷卻液，根據電子產品所能承受的最高溫度的限制，流量過小 會造成熱源面溫度過高，影響電子產品的正常工作，本實例取冷卻液的流量0.化/min,水溫 20°C;蓋板2上加載有62個熱源21，根據目前電子產品的功率，圖1實例熱源的熱流密度 為56. 25W/cm2,熱源21產生的熱量分布在蓋板2上，通過基板1內流道結構3中的冷卻液 循環流動而降溫。
[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號通道與3號通道上的溫度最高，特別是偏向通道 后方，而1號通道和8號通道的溫度最低，溫度差異明顯，取熱源面62個熱源中屯、位置得到 現有微通道散熱器結構熱源面溫度標準差0 1如下：
[0024]
【主權項】
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 設有流道結構（3)，流道結構（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)均采用長方體結構；蓋板上加載有熱源（21)，熱源（21)產生 的熱量分布在蓋板（2)上，通過基板（1)內流道結構（3)中的冷卻液循環流動而降溫，其特 征在于： 入口主槽（31)的深度、長度與出口主槽（32)的深度、長度相同，寬度為逐級遞減的階 梯狀； 平行通道（33)是由平行排列的數個矩形通道構成，每個矩形通道沿著液體流動方向 的截面為深度逐漸減小的直角梯形形狀。
2. 根據權利要求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)均為長方形板體，蓋板（1)固定在基板（2)上，使流道結構（3)在基板（1)和蓋板 (2)之間形成密閉的通道。
3. 根據權利要求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)內的冷卻液流 動方向與入口主槽（31)和出口主槽（32)的長度方向垂直。
4. 根據權利要求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)階梯數與平行通道（33)的個數相同。
【專利摘要】本發明公開了一種熱源面溫度均勻的微通道散熱器，主要解決現有微通道散熱器熱源面溫度分布不均問題。其包括基板(1)和蓋板(2)，基板(1)內設有由有入口主槽(31)、出口主槽(32)和平行通道(33)組成的流道結構(3)；該出口主槽(32)和入口主槽(31)均采用長方體結構；該入口主槽(31)的深度、長度與出口主槽(32)的深度、長度相同，寬度為逐級遞減的階梯狀；平行通道(33)由平行排列的數個矩形通道構成，每個矩形通道沿著液體流動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，使流道結構(3)在其之間形成密閉的通道。本發明提高了整個熱源面的溫度均勻性，保證了電子產品的性能。
【IPC分類】H05K7-20
【公開號】CN104754921
【申請號】CN201510101132
【發明人】黃進, 汪路, 曹凱, 王朝斌, 李鵬, 周金柱
【申請人】西安電子科技大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月6日