一种微通道散热装置和电子设备的制作方法

本发明涉及集成电路技术领域，尤其涉及一种微通道散热装置和电子设备。

背景技术：

集成电路的快速发展，使电子器件的热流密度急剧增加，常规风冷和液冷的散热能力有限，微通道散热技术应运而生。微通道散热装置的特点是：散热齿间距小，齿间流动边界层薄，单位体积的换热面积大。常规微通道散热装置的散热齿多为长条形矩形齿，冷却介质在相邻的两个长条形矩形齿之间的流体通道中流动，散热齿设计较简单。但是在工作时，由于齿间边界层充分发展，冷却介质流动稳定，散热装置后段的散热效果不理想。

技术实现要素：

为了改善对高热流电子器件的散热效果，提高电子设备的性能和可靠性，本发明提供一种微通道散热装置和电子设备。

一方面，本发明提供一种微通道散热装置，包括壳体、盖板和多个散热齿；所述壳体内具有上端开口的内腔，所述盖板盖设于所述壳体上端，以封闭所述开口，所述壳体两侧分别设置有与所述内腔连通的冷却介质进口和冷却介质出口，所述盖板下端设置有多个所述散热齿，多个所述散热齿呈矩形阵列排列，两个相邻的所述散热齿在横向上的异侧边缘距离为在纵向上的异侧边缘距离的0.2至1倍。

本发明的有益效果是：本发明在微通道散热装置内部设置多个散热齿，两个相邻的散热齿在纵向上的间隔为主流体通道，在横向上的间隔为辅流体通道，冷却介质在从进口流向出口的过程中，主要在主流体通道中流动，在压力驱动下将不断产生二次流，二次流将主要在辅流体通道中流动，由于辅流体通道宽度和主流体通道宽度具有一定比例关系，将使齿间边界层重新发展，可以带走更多热量，使散热效果得到明显改善。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述散热齿为横截面是菱形的四棱柱，所述菱形的一个内角的范围是30°至70°。

采用上述进一步方案的有益效果是：将散热齿设置为菱形柱状结构，且菱形的一个内角设置为一定范围内，即将辅流体通道和主流体通道的夹角设置为30°至70°，将使散热效果更好，经测试，散热效果可以提高20％左右。

进一步，所述壳体与所述盖板通过真空钎焊固定连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：固定连接结构使散热装置结构更为稳定，对需要散热的电子器件影响更小。

进一步，所述壳体、所述盖板和所述散热齿的材料为铜或铝。

采用上述进一步方案的有益效果是：铜和铝均具有优良的散热效率和导热能力，可以是散热装置的散热效果更好。

进一步，冷却介质从所述冷却介质进口流入所述内腔，从所述冷却介质出口流出所述内腔，所述冷却介质为冷却液或冷却空气。

采用上述进一步方案的有益效果是：流动的冷却介质将通过热交换带走内腔中散热齿上的热量，可以根据实际需要选择不同的冷却介质进行散热。

另一方面，本发明还提供一种电子设备，包括至少一个电子器件和上述微通道散热装置，所述电子器件焊接于所述盖板上端。

本发明的有益效果是：将电子器件焊接于上述微通道散热装置的盖板上端，不仅使电子器件牢固固定，还能有效降低接触热阻，提高电子设备的性能和可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种微通道散热装置的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种微通道散热装置的壳体的立体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种微通道散热装置的散热齿及盖板的立体结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种微通道散热装置的散热齿及盖板的平面结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、冷却介质进口，2、冷却介质出口，3、壳体，4、盖板，5、散热齿。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明实施例提供了一种微通道散热装置。如图1至3所示，该散热装置包括壳体3、盖板4和多个散热齿5。壳体3内具有上端开口的内腔，盖板4盖设于壳体3上端，以封闭所述开口，壳体3两侧分别设置有与内腔连通的冷却介质进口1和冷却介质出口2，盖板4下端设置有多个散热齿5，多个散热齿5呈矩形阵列排列，两个相邻的散热齿5在横向上的异侧边缘距离为在纵向上的异侧边缘距离的0.2至1倍。例如，可以为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1倍。

具体地，微通道散热装置工作时，冷却介质由冷却介质进口1进入壳体3的内腔中，冷却介质流经菱形柱状的散热齿5，冷却介质与散热齿5发生热交换后，由冷却介质出口2流出，可将安装在盖板4上电子器件的热量带走。其中，冷却介质可以为冷却液或冷却空气。

如图4所示，散热齿5为横截面是菱形的四棱柱，菱形的一个内角的范围是30°至70°。

具体地，两个相邻的散热齿5在纵向上的间隔为主流体通道，令主流体通道宽度为x，在横向上的间隔为辅流体通道，令辅流体通道宽度为y。其中，横向为冷却介质进口1和冷却介质出口2的中心连线方向。令散热齿5的菱形截面的一个内角为z。其中，0.2x≤y≤x，30°≤z≤70°。冷却介质在从进口流向出口的过程中，主要在主流体通道中流动，在压力驱动下将不断产生二次流，二次流将主要在辅流体通道中流动。通过对菱形柱状散热齿进行上述参数设置，将使散热齿边界层重新发展，可以带走更多热量，将使散热效果得到明显改善，经软件模拟及实验测试，散热效果可以提高20％左右。

壳体3与盖板4壳体通过真空钎焊固定连接。散热齿5与盖板4由一块金属材料加工而成。

壳体3、盖板4和散热齿5的材料为铜、铝或其他金属、合金，可优选为紫铜。

本发明实施例提供了一种电子设备。该电子设备包括至少一个电子器件和上述的微通道散热装置，电子器件焊接于盖板4上端。

将电子器件焊接于上述微通道散热装置的盖板上端，不仅使电子器件牢固固定，还能有效降低接触热阻，提高电子设备的性能和可靠性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种微通道散热装置和电子设备。散热装置包括壳体、盖板和多个散热齿；所述壳体内具有上端开口的内腔，所述盖板盖设于所述壳体上端，以封闭所述开口，所述壳体两侧分别设置有与所述内腔连通的冷却介质进口和冷却介质出口，所述盖板下端设置有多个所述散热齿，多个所述散热齿呈矩形阵列排列，两个相邻的所述散热齿在横向上的异侧边缘距离为在纵向上的异侧边缘距离的0.2至1倍。本发明提供的微通道散热装置可以改善对高热流电子器件的散热效果，提高电子设备的性能和可靠性。

技术研发人员：刘晓红
受保护的技术使用者：北京无线电测量研究所
技术研发日：2017.07.24
技术公布日：2017.11.28