一种带倾斜通道的T型纵向微通道冷板制造技术

本发明专利技术公布了一种带倾斜通道的T型纵向微通道冷板，该微通道冷板包括冷板基板和冷板盖板两部分。冷板基板上的微通道流道采用纵向布置且实现单元化设计，可通过增减微通道流道单元实现不同面积热源的冷却，同时能够改善常规横向串联流动布置微通道均温性较差的缺点；微通道单元则是由多个单个微通道集成，同时在微通道肋壁上布置了一定角度的倾斜通道以实现不同通道内的搅混，打破边界层加强搅混以强化换热。本发明专利技术在实现更加均匀高效的微通道冷板散热功能的同时具有结构简单、加工方便的优点，可应用于大功率电子器件散热。

A T-type longitudinal microchannel cold plate with inclined channel

【技术实现步骤摘要】
一种带倾斜通道的T型纵向微通道冷板
本专利技术属于电子信息

技术介绍
随着电子器件热流密度的不断提高，在有限的空间内微通道冷板逐渐成为解决高热流密度下散热的常用方法。微通道冷板结构可大可小，为提高冷却效率一般会用一块微通道冷板冷却多个热源，在热源较少分布较为规整时冷却效果较好，但在热源较多分布较为分散时，微通道冷板在部分靠流道后部热源位置处的冷却效果会明显减弱。同时微通道冷板流道结构的布置也会对冷却效果产生明显影响。正是由于微通道冷板在设计和工艺上的不足，影响了其在电子设备散热领域的应用。目前微通道冷板流道结构有矩形通道、圆形通道、仿生结构通道等，但在工程设计使用方面主要是使用矩形截面的平行流道，在流道尺寸及肋板结构上进行设计改进，矩形结构流道结构简单、加工方便，但冷却液温度沿流动方向呈梯度增加，且各流道内流量分配存在不均，从而使得微通道冷板均温性较差，影响流道后部区域器件的工作性能。仿生结构微通道冷板均能够不同程度的改善热源面的均温性，杜平安等的《一种微通道液冷冷板》专利中提出的蝶形结构就能够较好的实现流道上下区域的温度均匀性，但仿生结构微通道冷板仍多是基于串联流道的思路，在多个热源情况下仍会出现流道后部区域热源冷却较差的情况，没有根本上实现温度均匀性的改善。
技术实现思路
为改善冷板均温性及流量分配不均的问题，本专利技术类比并联管路的思想，将微通道流道设计成单元模块，将其与主流道并联，流道前后部热源能够获得相近温度的冷却液来进行冷却，实现热源面温度均匀性的提高，同时在微通道流道单元的流道肋板上设计倾斜通道连通各个微通道流道，以加强冷却液的搅混，强化换热效率，同时达到进一步改善冷板均温性的效果。本专利技术提提出的微通道冷板结构组成包括：冷板基板1和冷板盖板2，冷板基板1包括流道入口3、主流道4、至少一个纵向微通道单元5、回流流道6、流道出口7等部分；纵向微通道单元5与主流道4和回流流道6相连，冷却液从流道入口1进入，通过主流道4进入纵向微通道单元，再由回流流道6，从流道出口7流出。纵向微通道单元5则包括上部通道8和下部通道9，上部通道8和下部通道9关于主流道4对称，上部通道8和下部通道9内均包含多条单个微通道流道10，单个微通道流道肋板间隔上至少有一组倾斜通道11，如附图1、2所示。纵向微通道单元5内上部通道8和下部通道9长度可以不同，但各个纵向微通道单元5内上部通道长度相同，下部通道长度相同。单个纵向微通道单元5内上部通道8和下部通道9内也可分别含有多个相互隔断的微通道流道区域。倾斜通道11可与单个微通道流道宽度相同，方便加工，也可以是0.2-2mm任意宽度，倾斜角度优选0-90度任意角度，能够较好的实现相邻通道内冷却液的流动交换。这样的微通道结构能够实现冷板内流量的并联分配，同时在某一路流量分配水路中人为产生了二次流，能实现冷却剂的搅混从而强化换热。冷板基板1和冷板盖板2材料可为铝合金、铜、钛合金等材料，其焊接方法优选扩散焊。本专利技术的有益效果是：1、采用并联流道思路方法,同时带有倾斜通道实现通道间冷却液的搅混,使冷却液的流动方向方式改变,紊流程度增加,减薄了边界层厚度,受热面均温性和换热效率都得到了提高和强化。2、根据施加热载荷的不同,可以增减纵向微通道单元数量，可以进行相应的或疏或密的优化调整,适用于不同数量不同大小高热流密度热源的冷却。附图说明图1是微通道冷板内部主要模块。图2是单个微通道流道及倾斜通道示意图。图3是微通道冷板基板与盖板示意图。图中：1-冷板基板，2-冷板盖板，3-流道入口，4-主流道，5-纵向微通道单元，6-回流流道，7-流道出口，8-上部通道，9-下部通道，10-单个微通道流道，11-一组倾斜通道具体实施方式下面结合附图通过实施例对本专利技术做进一步的描述。本专利技术的结构示意图如图1、图2、图3所示，包括冷板基板1、冷板盖板2、流道入口3、主流道4，纵向微通道单元5，回流流道6，流道出口7，上部通道8，下部通道9，单个微通道流道10，一组倾斜通道11。微通道冷板内流道通过铣削加工在冷板基板1上加工出流道入口3、主流道4、纵向微通道单元5、回流流道6、流道出口7、上部通道8、下部通道9、单个微通道流道10、交替倾斜通道11等结构，冷却液从流道入口3进入，通过主流道4流经各个纵向微通道单元5，在纵向微通道单元5内分别流经上部通道8和下部通道9，在各个单个微通道流道10及一组倾斜通道11的壁面上进行换热，带走热源产生的热量，再通过回流流道6，从流道出口7流出微通道冷板带走热源热量。冷板基板1与冷板盖板2通过扩散焊焊接到一起形成冷板整体。上部流道8和下部流道9在一个纵向微通道单元5内应关于主流道4对称，上部流道8和下部流道9的流道分别和回流流道6相连，实现冷却液的流出。一组倾斜通道11可以在一个纵向微通道单元5中任何单个微通道流道10的流道壁任何位置。上部通道8和下部通道9内可包含任意数量的单个微通道流道10，可根据实际情况进行增减，但上部通道8和下部通道9的单个微通道数量相同。在本实施例中，本专利技术的微通道冷板所采用的材料为铝合金材料，铝合金材料能够使本专利技术具有良好的结构性和导热性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种带倾斜通道的T型纵向微通道冷板，其特征在于：包括冷板基板(1)和冷板盖板(2)，冷板盖板(2)用于保证流道密闭；冷板基板(1)上包括流道入口(3)、主流道(4)、至少一个纵向微通道单元(5)、回流流道(6)、流道出口(7)；其中纵向微通道单元(5)与主流道(4)和回流流道(6)相连，冷却液从流道入口(3)进入，通过主流道(4)进入纵向微通道单元，再由回流流道(6)，从流道出口(7)流出。/n

【技术特征摘要】
1.一种带倾斜通道的T型纵向微通道冷板，其特征在于：包括冷板基板(1)和冷板盖板(2)，冷板盖板(2)用于保证流道密闭；冷板基板(1)上包括流道入口(3)、主流道(4)、至少一个纵向微通道单元(5)、回流流道(6)、流道出口(7)；其中纵向微通道单元(5)与主流道(4)和回流流道(6)相连，冷却液从流道入口(3)进入，通过主流道(4)进入纵向微通道单元，再由回流流道(6)，从流道出口(7)流出。


2.根据权利要求1所述的一种带倾斜通道的T型纵向微通道冷板，其特征在于：所述纵向微通道单元(5)包括上部通道(8)和下部通道(9)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：许升，毛杨础，唐文辉，张德俊，谢磊，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二四研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32