集成于PCB上的可控制多点主动流体散热系统技术方案

本发明专利技术公开一种集成于PCB上的可控制多点主动流体散热系统。该主动流体散热系统由主动流体控制装置、散热装置和流体冷却装置组成。所有装置都集成于PCB板上，其中主动流体控制装置主要由集成于PCB上的多个具有圆环面边界的主动控制压电流体阀和压电流体泵组成，散热装置主要由多个微流道热沉组成，被散热的电子器件分别放置于微流道热沉上方，热流传感器分别放置于电子器件上方，液体冷却装置主要由储液池及散热鳍片或制冷片组成。该系统适宜于集成于PCB上，可对PCB板上多个不同位置、不同区域的电子元器件进行高效持续地散热，具有精密操控流体流量、流速和流向从而达到实现大功率高热流密度电子元器件热管理的目的。

Controllable multi-point active fluid cooling system integrated on PCB

【技术实现步骤摘要】
集成于PCB上的可控制多点主动流体散热系统
本专利技术属于可控制微流体热管理
，具体涉及PCB上主动流体散热系统集成技术。
技术介绍
大功率高热流密度电子元器件（芯片）的热管理问题是未来电子器件发展的核心，是制约电子器件（芯片）发展的关键。随着摩尔定律的逐渐失效，3D集成电子器件（芯片）的出现，电子设备（芯片）朝着小型化和高功率密度方向的持续发展，在性能越来越高的同时，其耗能和散热问题也越来越突出。电子器件（芯片）的热管理已成为保证产品性能和寿命的关键技术。自从1981年斯坦福大学的Tuckerman和Peace首次报道了使用微流道热沉为工具，借助液体的对流传热来对芯片进行热传导的新型散热方法之后的20年间，微流道热沉的发展都极其缓慢，直到进入了21世纪，随着大功率集成电路的快速发展，电子器件的热管理问题越来越突出，微流道热沉作为一种高效集成化的芯片散热手段，重新得到了各国科学家的广泛关注。微流道热沉其整体尺寸为毫米到厘米级，内部流道尺寸为微米级，这就使得微流道热沉具有极高的比表面积，使得其有优异的热传导性。然而目前，微流道热沉散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.集成于PCB上的可控制多点主动流体散热系统，其特征在于：包括PCB基板，集成在PCB基板上的主动流体控制装置、散热装置和流体冷却装置，主动流体控制装置、散热装置和流体冷却装置依次通过流道连接形成闭环，构成液体的自循环；/n所述主动流体控制装置是集成于PCB上的压电致动流体泵，控制系统的流体流速、流量和流向；所述压电致动流体泵是由PCB上的泵作用单元和多个压电致动流体阀构成，所述泵作用单元分别通过流道与每个压电致动流体阀连接，所述压电致动流体阀根据需要作为进液阀或出液阀；/n所述散热装置包括多个区域散热装置，一个区域散热装置通过流道对应连接一个压电致动流体阀，所述区域散热装置包括集成于PCB...

【技术特征摘要】
1.集成于PCB上的可控制多点主动流体散热系统，其特征在于：包括PCB基板，集成在PCB基板上的主动流体控制装置、散热装置和流体冷却装置，主动流体控制装置、散热装置和流体冷却装置依次通过流道连接形成闭环，构成液体的自循环；
所述主动流体控制装置是集成于PCB上的压电致动流体泵，控制系统的流体流速、流量和流向；所述压电致动流体泵是由PCB上的泵作用单元和多个压电致动流体阀构成，所述泵作用单元分别通过流道与每个压电致动流体阀连接，所述压电致动流体阀根据需要作为进液阀或出液阀；
所述散热装置包括多个区域散热装置，一个区域散热装置通过流道对应连接一个压电致动流体阀，所述区域散热装置包括集成于PCB上的微流道热沉、焊接于微流道热沉上方的需散热的电子元器件，以及位于电子元器件上的热流传感器，为电子元器件进行热流密度检测及热量吸收；
所述液体冷却装置包括集成于PCB上的储液池及设置其中的散热鳍片或制冷片组成，对携带大功率高热流密度电子元器件热量的冷却液进行降温处理，所述液体冷却装置通过流道分别与各个区域散热装置连接，并通过流道与一个压电致动流体阀连接，并与泵作用单元构成液体的自循环。


2.根据权利要求1所述的集成于PCB上的可控制多点主动流体散热系统，其特征在于：所述压电致动流体泵是由PCB上的泵作用单元和多个压电致动流体阀构成，所述泵作用单元分别通过流道与每个压电致动流体阀连接，所述压电致动流体阀根据需要作为进液阀或出液阀；
其中所述泵作用单元由PCB工艺加工的泵腔壁和覆盖并固定在泵腔壁上的压电单晶执行器构成；
所述压电致动流体阀由PCB工艺加工的阀腔壁、阀口部和覆盖并固定在阀腔壁上并开/关阀口的压电单晶执行器构成；所述阀口部的顶面高出阀底部，形成与压电单晶执行器接触的面边界，所述压电单晶执行器通过阀腔壁焊接在PCB上，并与阀口部的面边界贴合或分离，形成开/闭关系，所述阀口部为流体泵的进/出液口；
在PCB基板上焊接PCB接线端子，与压电单晶执行器构成电气连接，通过驱动泵作用单元和压电致动流体阀的压电单晶执行器，使它们有序动作实现流体流量、流速和流向的精确控制功能；
驱动电压采用多路输入信号，每路输入信号分别作用于进液阀、出液阀与泵作用单元的压电单晶执行器，进液阀的压电单晶执行器首先被施加驱动电压，作用于泵作用单元的压电单晶执行器的驱动电压的相位滞后作用于进液阀的压电单晶执行器的驱动电压的相位，作用于出液阀的压电单晶执行器的驱动电压的相位滞后作用于泵作用单元的压电单晶执行器的驱动电压的相位，通过改变作用于进液阀、出液阀与泵作用单元的压电单晶执行器上的驱动电压的幅值、频率和相位，控制压电致动流体泵的流量、流速、流向与背压。


3.根据权利要求2所述的集成于PCB上的可控制多点主动流体散热系统，其特征在于：所述压电致动流体泵的泵腔壁和阀腔壁和中心通道是通过PCB工艺加工后焊接在PCB基板上，或者直接在PCB基板上加工形成；
所述通过PCB工艺加工后焊接在PCB基板上的泵腔壁和阀腔壁为环形件，环形件的上下两端面均...

【专利技术属性】
技术研发人员：王代华，彭芸浩，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50