一种微通道液冷冷板散热器的制作方法

本发明实施例涉及散热器，尤其涉及一种微通道液冷冷板散热器。

背景技术：

1、随着半导体芯片功率密度和集成度的日益提高，其在持续高负荷运行过程中产生的超高热流密度所引发的热管理问题已经成为制约其性能提升的主要瓶颈之一，如果不能迅速且有效地将多余的热量带走，芯片的性能及寿命将受到极大的降低，甚至存在芯片被烧毁的风险。

2、目前，对于服务器中半导体芯片的散热，通常采用射流与微通道相结合的微通道液冷冷板散热器来进行散热；但是现有技术中的微通道液冷冷板散热器，由于喷嘴进口处的冷却液的流速较快，喷嘴进口附近的芯片换热效果较好；而越往喷嘴出口处，水流越少，带走的热量也越少，换热效果也越差，使得喷嘴进口与喷嘴出口处的换热效果差异较大，从而导致不同位置处的芯片温度分布不均。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种微通道液冷冷板散热器，以减小喷嘴进口与喷嘴出口处的换热效果差异，改善不同位置处的芯片温度分布不均的问题。

2、本发明实施例提供了一种微通道液冷冷板散热器，包括：集液腔结构、微通道冷板、喷嘴进口和喷嘴出口；

3、所述喷嘴进口和所述喷嘴出口位于所述集液腔结构的顶部，所述喷嘴进口与所述集液腔结构的集液腔连通；所述微通道冷板固定在所述集液腔结构的底部；所述喷嘴出口贯穿所述集液腔结构与所述微通道冷板上的微通道连通；

4、其中，所述集液腔结构的底部设置有射流孔阵列；工作时，冷却液由所述喷嘴进口引入，经过所述集液腔整合分流，进入射流孔阵列形成喷射状流体进入微通道冷板的若干条微通道中，经若干条微通道由所述喷嘴出口流出；

5、其中，靠近所述喷嘴出口的射流孔的数量，大于靠近所述喷嘴进口的射流孔的数量。

6、本发明实施例提供的技术方案，通过设置靠近喷嘴出口的射流孔的数量，大于靠近喷嘴进口的射流孔的数量，使得通过数量较少的射流孔射流能保证进口处芯片换热效果的同时，能够分配大部分液体进入喷嘴出口附近的射流孔处，从而减小喷嘴进口与喷嘴出口处的换热效果差异，改善不同位置处的芯片温度分布不均的问题，保证cpu芯片整体的换热效果。

7、进一步地，所述微通道冷板远离所述集液腔结构一侧的表面与至少一个待散热芯片接触；所述射流孔阵列在所述微通道冷板的垂直投影与所述待散热芯片在所述微通道冷板上的垂直投影至少部分重叠。

8、本发明实施例提供的技术方案，通过设置射流孔阵列在微通道冷板的垂直投影与待散热芯片在微通道冷板上的垂直投影至少部分重叠，使得进入集液腔的冷却液通过射流孔射流后冲击到的微通道冷板的区域，为至少部分的待散热芯片的换热区域，对待散热芯片进行直接散热，从而可以提高对待散热芯片的散热效率。

9、进一步地，所述待散热芯片在所述微通道冷板上的垂直投影，位于所述射流孔阵列在所述微通道冷板的垂直投影内。

10、本发明实施例提供的技术方案，通过设置待散热芯片在微通道冷板上的垂直投影，位于射流孔阵列在微通道冷板的垂直投影内，使得进入集液腔的冷却液通过射流孔射流后冲击到待散热芯片的整个换热区域，即整个待散热芯片的上方均分布有射流孔，可以对整个待散热芯片进行直接散热，从而进一步的提高对待散热芯片的散热效率。另外，该射流孔板针对需要散热的cpu芯片配合设计，只在cpu芯片处设计阵列射流孔，减少结构设计，从而降低多余的功耗损失。

11、进一步地，所述微通道冷板靠近所述集液腔结构一侧的表面上排布有微通道肋片阵列；微通道肋片阵列用于在所述冷板靠近所述集液腔结构一侧的表面形成若干条贯通的微通道；所述集液腔结构底部的射流孔分别对应着若干条微通道。

12、本发明实施例提供的技术方案，微通道冷板表面具有微通道肋片阵列，通过微通道肋片阵列在所述冷板靠近所述集液腔结构一侧的表面形成若干条贯通的微通道，可以便于冷却液的流通，从而提高对待散热芯片的散热效率。

13、进一步地，所述集液腔结构底部的射流孔包括多个第一射流孔和多个第二射流孔；所述第一射流孔的孔面积大于所述第二射流孔的孔面积；所述第一射流孔较靠近所述喷嘴出口设置，所述第二射流孔较靠近所述喷嘴进口设置。

14、本发明实施例提供的技术方案，阵列射流孔分布有两种大小的孔型，因为喷嘴进口处的射流孔分布较少，在此处设置部分小尺寸射流孔，可以保证喷嘴进口处合适量的入射流体。

15、进一步地，所述集液腔结构底部的射流孔包括多个第一射流孔和多个第二射流孔；所述第一射流孔的孔面积大于所述第二射流孔的孔面积；其中，靠近所述喷嘴出口的第一射流孔的数量，大于靠近所述喷嘴进口的第一射流孔的数量；并且，相对于所述喷嘴进口，所述第二射流孔较靠近于所述喷嘴出口。

16、本发明实施例提供的技术方案，阵列射流孔分布有两种大小的孔型，可以在喷嘴进口附近和喷嘴出口附近均设置有第一射流孔，设置靠近所述喷嘴进口的第一射流孔的数量，大于靠近所述喷嘴出口的第一射流孔的数量，增大喷嘴出口出的射流量，在喷嘴出口的附近加上部分小尺寸的射流孔，可以进一步的增大喷嘴出口出的射流量的同时，还可以通过小尺寸的射流孔对喷嘴出口和喷嘴进口之间的换热差异进行精细准确的调整，防止大喷嘴出口出的射流量增大过量。

17、进一步地，所述微通道肋片阵列包括多个针翅状肋片；在所述微通道冷板靠近所述喷嘴出口的区域中，每个所述针翅状肋片的顶部边缘设置有至少两个所述射流孔。

18、本发明实施例提供的技术方案，在所述微通道冷板靠近所述喷嘴出口的区域中，每个微通道肋片附近会聚焦至少两个射流孔，可以增加喷嘴出口处微通道的冷却液流量，从而减小喷嘴进口与喷嘴出口处的换热效果差异，改善不同位置处的芯片温度分布不均的问题，保证cpu芯片整体的换热效果。

19、进一步地，所述喷嘴进口和喷嘴出口位于所述集液腔结构的顶部所在面的中心线上，并且位于所述集液腔结构的顶部的相对两侧；其中，靠近所述喷嘴出口的微通道的宽度，大于靠近所述喷嘴进口的微通道的宽度。

20、本发明实施例提供的技术方案，由于靠近喷嘴出口处的芯片温度容易超温，为了保证此处芯片的换热效果，将喷嘴出口附近的芯片中心的微通道宽度增大，从而使经过对应的射流孔的喷射流体能够更多的通过此处的微通道内，从而加强对流换热效果。

21、进一步地，所述微通道冷板包括热交换区和围绕所述热交换区的边缘区；所述待散热芯片与位于所述热交换区的微通道冷板接触；所述喷嘴进口在所述微通道冷板上的至少部分垂直投影位于所述热交换区中；所述喷嘴出口在所述微通道冷板上的至少部分垂直投影位于所述热交换区中。

22、本发明实施例提供的技术方案，喷嘴进口和喷嘴出口设置在微通道冷板热交换区的上方，将待散热芯片固定于微通道冷板的热交换区，可以使得从喷嘴进口进入的冷却液流向喷嘴出口的过程中，大部分经过热交换区，对待散热芯片进行散热。

23、进一步地，所述热交换区包括第一区域和位于所述第一区域相对两侧的第二区域和第三区域；所述第二区域较靠近于所述喷嘴出口，所述第三区域较靠近于所述喷嘴进口；其中，位于所述第二区域中的微通道肋片的横截面积小于位于所述第一区域中的微通道肋片的横截面积；位于所述第一区域中的微通道肋片的横截面积小于位于所述第三区域中的微通道肋片的横截面积。

24、本发明实施例提供的技术方案，由于靠近喷嘴出口处的芯片温度容易超温，为了保证此处芯片的换热效果，设置喷嘴出口附近的芯片中心的微通道肋片较小，使得喷嘴出口附近的芯片中心的微通道宽度较大，而喷嘴进口附近的芯片中心的微通道肋片较大，使得喷嘴出口附近的芯片中心的微通道宽度较小，从而进一步的减小喷嘴进口与喷嘴出口处的换热效果差异，改善不同位置处的芯片温度分布不均的问题，保证cpu芯片整体的换热效果。

25、进一步地，位于所述边缘区中的微通道肋片的横截面积大于位于所述热交换区中的微通道肋片的横截面积。

26、本发明实施例提供的技术方案，由于待散热芯片固定于微通道冷板的热交换区，设置位于边缘区中的微通道肋片的横截面积大于位于热交换区中的微通道肋片的横截面积，阻碍冷却液流向边缘区，从而使冷却液能够更多的流入微通道冷板的热交换区，保证热交换区的换热效率。

27、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。