热源面温度均匀的微通道散热器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于微通道散热技术领域，具体设及一种微通道散热器，可用于提高微电 子产品中微通道散热器热源面温度的均匀性。
【背景技术】
[0002] 目前，随着电子产品的集成度越来越高，对电子产品的散热效果提出了更高的要 求。散热效果除了要保证电子产品的温度较低外，还需降低电子产品各器件间的温差。在 电子产品中嵌入微通道，可构成微通道散热器，该种散热器具有很好的散热能力，但是存在 温度分布不均匀的问题，如徐尚龙等在2011年发表于中国机械工程的文献"巧片冷却用微 通道散热结构热流禪合场数值研究"中提到的平行微通道散热器，如图1，其流道结构由两 个主槽和一排平行直通道构成，冷却液从入口主槽分配给各个通道的冷却液流量不相等， 造成通道内的流速不相等，从而使微通道散热器热源面温度分布不均匀，该将直接影响电 子产品的性能、工作的稳定性和使用寿命，尤其在高功率电子产品中该个问题更为突出，亟 需解决。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种热源面温度均匀的微通道 散热器结构，W提高热源面温度分布的均匀性，进而保证电子产品的性能、工作的稳定性和 使用寿命。
[0004] 为了实现上述目标，本发明的热源面温度均匀的微通道散热器主要由基板和盖板 组成，基板内设有流道结构，流道结构包括入口主槽，出口主槽和平行通道，该出口主槽和 入口主槽均采用长方体结构；盖板上加载有热源，热源产生的热量分布在盖板上，通过基板 内流道结构中的冷却液循环流动而降温，其特征在于：
[0005] 入口主槽的深度、长度与出口主槽的深度、长度相同，宽度为逐级递减的阶梯状；
[0006] 平行通道是由平行排列的数个矩形通道构成，每个矩形通道沿着液体流动方向的 截面为深度逐渐减小的直角梯形形状。
[0007] 作为优选，所述基板和盖板均为长方形板体，盖板固定在基板上，使流道结构在基 板和盖板之间形成密闭的通道。
[000引作为优选，所述平行通道的两端分别与入口主槽和出口主槽相连接，且平行通道 内的冷却液流动方向与入口主槽和出口主槽的长度方向垂直。
[0009] 作为优选，所述入口主槽阶梯数与平行通道的个数相同。
[0010] 本发明具有如下优点：
[0011] 1.本发明由于将入口主槽的宽度设计为逐级递减的阶梯状，可使入口主槽分流给 每个通道的流量相等，保证热源面在出口主槽的长度方向上温度均匀；
[0012] 2.本发明由于将平行通道的每个矩形通道设计为沿着液体流动方向的截面为深 度逐渐减小的直角梯形形状，使热源面在平行通道内的冷却液流动方向上温度均匀；
[0013] 3.本发明相比现有的平行微通道散热器，在微通道散热器材料相同，加载热源热 流密度相同，入口主槽冷却液的种类和流量相同的情况下，提高了整个热源面温度的均匀 性。
【附图说明】
[0014] 图1为现有的微通道散热器结构图；
[0015] 图2为现有的微通道散热器热源面温度云图；
[0016]图3为本发明的微通道散热器结构图；
[0017] 图4本发明的入口主槽在垂直于入口主槽深度方向上的截面图；
[0018] 图5为本发明入口主槽阶梯形尺寸的优化流程图；
[0019] 图6本发明的平行通道沿着液体流动方向的截面图；
[0020] 图7本发明的微通道散热器结构热源面温度云图。
【具体实施方式】
[0021] 参照图1，现有的微通道散热器结构，包括基板1和盖板2,基板1和盖板2均为长 方形板体，由低温共烧陶瓷LTCC材料构成，盖板2固定在基板1上，基板1和盖板2之间 形成密闭的流道结构3;流道结构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个矩形通道构成。每个矩形通道的的大小相同，图1实例取每个矩形 通道的长度为40. 5mm，宽度为1mm，深度为0. 6mm。平行通道33两端分别与入口主槽31和 出口主槽32相连接，且平行通道33内的冷却液流动方向与入口主槽31和出口主槽32的 长度方向垂直。入口主槽31和出口主槽32均采用长方体结构，两者尺寸相同，图1实例 的长方体长度为42mm，宽度为2. 2mm，深度为0.6mm。所述入口主槽31，出口主槽32和平 行通道33管内装有去离子水冷却液，根据电子产品所能承受的最高温度的限制，流量过小 会造成热源面温度过高，影响电子产品的正常工作，本实例取冷却液的流量0.化/min,水温 20°C;盖板2上加载有62个热源21，根据目前电子产品的功率，图1实例热源的热流密度 为56. 25W/cm2,热源21产生的热量分布在盖板2上，通过基板1内流道结构3中的冷却液 循环流动而降温。
[0022] 该微通道散热器的热源面温度云图如图2所示。
[0023] 由图2可W得到，自下而上的2号通道与3号通道上的温度最高，特别是偏向通道 后方，而1号通道和8号通道的温度最低，温度差异明显，取热源面62个热源中屯、位置得到 现有微通道散热器结构热源面温度标准差0 1如下：
[0024]
【主权项】
1. 一种热源面温度均匀的微通道散热器，主要由基板⑴和盖板⑵组成，基板⑴内 设有流道结构（3)，流道结构（3)包括入口主槽（31)，出口主槽（32)和平行通道（33)，该出 口主槽（32)和入口主槽（31)均采用长方体结构；盖板上加载有热源（21)，热源（21)产生 的热量分布在盖板（2)上，通过基板（1)内流道结构（3)中的冷却液循环流动而降温，其特 征在于： 入口主槽（31)的深度、长度与出口主槽（32)的深度、长度相同，宽度为逐级递减的阶 梯状； 平行通道（33)是由平行排列的数个矩形通道构成，每个矩形通道沿着液体流动方向 的截面为深度逐渐减小的直角梯形形状。
2. 根据权利要求1所述的热源面温度均匀的微通道散热器，其特征在于：基板（1)和 盖板（2)均为长方形板体，盖板（1)固定在基板（2)上，使流道结构（3)在基板（1)和盖板 (2)之间形成密闭的通道。
3. 根据权利要求1所述的热源面温度均匀的微通道散热器，其特征在于：平行通道 (33)的两端分别与入口主槽（31)和出口主槽（32)相连接，且平行通道（33)内的冷却液流 动方向与入口主槽（31)和出口主槽（32)的长度方向垂直。
4. 根据权利要求1所述的热源面温度均匀的微通道散热器，其特征在于：入口主槽 (31)阶梯数与平行通道（33)的个数相同。
【专利摘要】本发明公开了一种热源面温度均匀的微通道散热器，主要解决现有微通道散热器热源面温度分布不均问题。其包括基板(1)和盖板(2)，基板(1)内设有由有入口主槽(31)、出口主槽(32)和平行通道(33)组成的流道结构(3)；该出口主槽(32)和入口主槽(31)均采用长方体结构；该入口主槽(31)的深度、长度与出口主槽(32)的深度、长度相同，宽度为逐级递减的阶梯状；平行通道(33)由平行排列的数个矩形通道构成，每个矩形通道沿着液体流动方向的截面为深度逐渐减小的直角梯形形状；盖板(1)固定在基板(2)上，使流道结构(3)在其之间形成密闭的通道。本发明提高了整个热源面的温度均匀性，保证了电子产品的性能。
【IPC分类】H05K7-20
【公开号】CN104754921
【申请号】CN201510101132
【发明人】黄进, 汪路, 曹凯, 王朝斌, 李鹏, 周金柱
【申请人】西安电子科技大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月6日