一种微通道散热器散热结构制造技术

本发明专利技术公开了一种微通道散热器散热结构，通过在同一基板平面上阵列若干底面为中心对称图形且底面上其中两个对角的角平分线共线且过对称中心的肋板柱单元，由若干肋板柱单元这列形成的微通道在Y轴方向上相邻两个肋板柱之间构成换热工质主流动通道，流体在换热工质主流动通道末端遇到下游错排的肋板柱单元顶角，被顶角分流并导入换热工质斜二次通道内，利用换热工质斜二次通道将换热工质主流动通道进行均分分流，可有效降低流动滞止效应，且能够快速将流体在换热工质主流动通道内扩散，降低流动阻力，从而降低压力损失减小压降，错排阵列的肋板柱可更好的直接与主流区域较冷的工质接触发生热交换，降低了对流传热热阻，从而提高整体传热效果。

【技术实现步骤摘要】
一种微通道散热器散热结构
本专利技术属于微通道散热器散热领域，具体涉及一种微通道散热器散热结构。
技术介绍
高性能电子元器件发展水平的提高，其功率越来越大，而体积越来越小，集成度越来越高，导致功率密度越来越大，其热管理变得十分重要。高性能超大规模集成电路的功率密度可达到106W/m2。随着温度的上升，电子器件的工作效率，可靠度及寿命迅速下降。过高的温度(>85℃)将直接导致芯片无法正常工作和烧毁。微通道散热器作为近年来发展出的一种为电子器件散热的有效手段，由于其微小的尺度，通道水力直径小于1mm，具有比表面积大，综合传热系数大的特点，可以将大功率密度电子器件的温度控制在较低的温度范围内。为了适应超大功率密度(～106W/m2)的电子器件散热问题，为进一步增强换热，有学者和研究人员将微通道壁面上设计出突起肋片或设计弯曲的通道等的手段，增大表面积以及扰动流体流动，增大对流换热系数。这些用于增大表面积以及扰动流体的肋片造成了额外的流动阻力，反而使得整体效率降低。例如，在顺排或错排针肋微型换热器(针肋形状为圆形，方形或三角形等)中，换热工质的流动空间在经过针肋时，流动截面积收缩，而在针肋后方，流动截面积扩大，流体在周期性缩阔的空间内流动，形成大量扰动，大大的增加了流动阻力，虽然一定程度增强了换热，但由于常规平直通道的阻力特性更低，完全可以通过提高泵功的方式，将泵功率提高到与针肋微型换热器一致，使得换热工质流量增大，增强换热。从而由于过多的阻力增加，使得针肋微型换热器或其他技术的微换热器实际上相比平直微通道，所增强的换热有一定限制。同时过高的阻力要求系统中有更高扬程的泵，增加了初期成本，且无法达到预期的散热效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种微通道散热器散热结构，以克服现有技术的不足。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种微通道散热器散热结构，基板另一侧平面与电子器件散热面贴合，包括若干阵列于基板同一平面上的肋板柱单元，肋板柱单元为直六棱柱，直六棱柱的底面为中心对称图形，底面上其中两个对角的角平分线共线且过对称中心，两个对角的角平分线为底面长度方向中线，底面垂直于肋板柱单元长度方向中线方向为底面宽度方向，以底面长度方向中线为X轴，底面宽度方向为Y轴；若干肋板柱单元沿Y轴等间隔阵列形成肋板柱单元排，沿Y轴相邻两个肋板柱单元间隔距离与肋板柱单元宽度相同，肋板柱单元排中肋板柱单元的长度方向中线与X轴平行且肋板柱单元位于同一端的对角顶点连线与X轴垂直；若干肋板柱单元排沿X轴零间隔阵列，相邻两个肋板柱单元排中的肋板柱单元在Y轴方向上等间隔设置。进一步的，同一肋板柱单元排中相邻两个肋板柱单元之间构成换热工质主流动通道，换热工质主流动通道的水力直径Dh为50～500um。进一步的，在X方向上相邻两个肋板柱单元之间构成换热工质斜二次流动通道。进一步的，肋板柱单元的高径比Hc/Dh＝1.5～3，长径比可取L/Dh＝2～4，Hc为肋板柱单元高度，Dh为换热工质主流动通道的水力直径，L为肋板柱单元的长度。进一步的，角平分线共线且过对称中心的对角的角度小于等于45°。进一步的，基板上开设热工质流动凹槽，肋板柱阵列于热工质流动凹槽平面内。进一步的，基板开设热工质流动凹槽一侧固定有盖板，盖板与基板封装固定；盖板上开设有热工质入口和热工质出口，热工质入口和热工质出口与外部管路连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术一种微通道散热器散热结构，通过在同一基板平面上阵列若干底面为中心对称图形且底面上其中两个对角的角平分线共线且过对称中心的肋板柱单元，由若干肋板柱单元这列形成的微通道在Y轴方向上相邻两个肋板柱之间构成换热工质主流动通道，换热工质主流动通道与肋板柱单元顶角形成换热工质斜二次流动通道，流体在换热工质主流动通道末端遇到下游错排的肋板柱单元顶角，被顶角分流并导入换热工质斜二次通道内，利用换热工质斜二次通道将换热工质主流动通道进行均分分流，可有效降低流动滞止效应，避免流动分离，降低流动阻力，从而降低压力损失减小压降，利用错排阵列的肋板柱单元更好的直接与主流区域较冷的工质接触发生热交换，降低了对流传热热阻，从而提高整体传热效果。进一步的，肋板柱单元的高径比Hc/Dh＝1.5～3，长径比可取L/Dh＝2～4，流体在换热工质斜二次通道分流时阻力小，分散均匀。附图说明图1为本专利技术实施例中肋板柱单元阵列结构示意图。图2为本专利技术实施例中肋板柱单元剖视图。图3为本专利技术实施例中肋板柱单元俯视图。图4为本专利技术实施例中换热工质通道结构示意图。图5为本专利技术实施例中肋板柱单元阵列俯视剖视图。图6为本专利技术实施例中基板封装结构示意图。其中，1、盖板；2、基板；3、换热工质入口；4、换热工质出口；5、肋板柱单元。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：如图1所示，本专利技术一种微通道散热器散热结构，包括若干阵列于基板2同一平面上的肋板柱单元5，基板2另一侧平面与电子器件散热面贴合，肋板柱单元5为直六棱柱，直六棱柱的底面为中心对称图形，底面上两个对角的角平分线共线且过对称中心，两个对角的角平分线为底面长度方向中线，即肋板柱单元5长度方向中线，底面垂直于肋板柱单元5长度方向中线方向为底面宽度方向，以底面长度方向中线为X轴，底面宽度方向为Y轴；若干肋板柱单元5沿Y轴等间隔阵列形成肋板柱单元排，沿Y轴相邻两个肋板柱单元5间隔距离与肋板柱单元5宽度相同，肋板柱单元排中肋板柱单元5的长度方向中线与X轴平行且肋板柱单元5位于同一端的对角顶点连线与X轴垂直；若干肋板柱单元排沿X轴零间隔阵列，即沿X轴相邻肋板柱单元排间隔距离为零；相邻两个肋板柱单元排中的肋板柱单元5在Y轴方向上等间隔设置，即其中一个肋板柱单元排中的肋板柱单元5的长度方向中线与该肋板柱单元排相邻的肋板柱单元排中的两个肋板柱单元5的长度方向中线的中线共线；具体如图2、图3所示，直六棱柱的底面由两个全等等腰梯形长底边拼合而成，两个全等等腰梯形长底边为直六棱柱的底面长度方向中线，两个全等等腰梯形的高度和为直六棱柱的底面宽度，即为肋板柱单元5宽度，等腰梯形的长底边长度为直六棱柱的底面长度，即为肋板柱单元5长度；以等腰梯形的长底边长度方向为X方向，以等腰梯形的高度方向为Y方向，以肋板柱单元5的高为Z方向；若干肋板柱单元5在Y方向上等间隔阵列形成肋板柱单元排，肋板柱单元排中肋板柱单元5的底面长度方向中线与X轴平行，且肋板柱单元排中若干肋板柱单元5的两端顶角对齐；若干肋板柱单元排在X方向上零间隔错位阵列，即相邻两个肋板柱单元排相邻一端的端面在同一平面内，X方向上，肋板柱单元5的底面长度方向中线与其相邻的肋板柱单元排中两个相邻肋板柱单元5底面长度方向中线的中线共线。Y方向上相邻肋板柱单元5间隔宽度与肋板柱单元5宽度相同。如图4、图5所示，同一肋板柱单元排中相邻两个肋板柱单元5之间构成换热工质主流动通道，换热工质主流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微通道散热器散热结构，其特征在于，包括若干阵列于基板(2)同一侧平面上的肋板柱单元(5)，基板(2)另一侧平面与电子器件散热面贴合，肋板柱单元(5)为直六棱柱，直六棱柱的底面为中心对称图形，底面上其中两个对角的角平分线共线且过对称中心，两个对角的角平分线为底面长度方向中线，底面垂直于肋板柱单元(5)长度方向中线方向为底面宽度方向，以底面长度方向中线为X轴，底面宽度方向为Y轴；若干肋板柱单元(5)沿Y轴等间隔阵列形成肋板柱单元排，沿Y轴相邻两个肋板柱单元(5)间隔距离与肋板柱单元(5)宽度相同，肋板柱单元排中肋板柱单元(5)的长度方向中线与X轴平行且肋板柱单元(5)位于同一端的对角顶点连线与X轴垂直；若干肋板柱单元排沿X轴零间隔阵列，相邻两个肋板柱单元排中的肋板柱单元(5)在Y轴方向上等间隔设置，同一肋板柱单元排中相邻两个肋板柱单元(5)之间构成换热工质主流动通道，在X方向上相邻两个肋板柱单元(5)之间构成换热工质斜二次流动通道。/n

【技术特征摘要】
1.一种微通道散热器散热结构，其特征在于，包括若干阵列于基板(2)同一侧平面上的肋板柱单元(5)，基板(2)另一侧平面与电子器件散热面贴合，肋板柱单元(5)为直六棱柱，直六棱柱的底面为中心对称图形，底面上其中两个对角的角平分线共线且过对称中心，两个对角的角平分线为底面长度方向中线，底面垂直于肋板柱单元(5)长度方向中线方向为底面宽度方向，以底面长度方向中线为X轴，底面宽度方向为Y轴；若干肋板柱单元(5)沿Y轴等间隔阵列形成肋板柱单元排，沿Y轴相邻两个肋板柱单元(5)间隔距离与肋板柱单元(5)宽度相同，肋板柱单元排中肋板柱单元(5)的长度方向中线与X轴平行且肋板柱单元(5)位于同一端的对角顶点连线与X轴垂直；若干肋板柱单元排沿X轴零间隔阵列，相邻两个肋板柱单元排中的肋板柱单元(5)在Y轴方向上等间隔设置，同一肋板柱单元排中相邻两个肋板柱单元(5)之间构成换热工质主流动通道，在X方向上相邻两个肋板柱单元(5)之间构成换热工质斜二次流动通道。


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【专利技术属性】
技术研发人员：李云，陈曦，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61