一种微通道散热器分流集成冷却装置，属于微电子器件冷却技术领域。本装置依次包括固定板(1)、分流板(2)和基板(3)；固定板(1)的正面设计有安装微通道散热器的凹槽(1.1)以及供工质通过的流体入口(1.2)和流体出口(1.3)；分流板(2)的正面设计有分流通道(2.4)与合流通道(2.3)，背面开有多个圆型通孔，分别与正面的分流通道与合流通道相连通；基板(3)的正面加工有总分流通道(3.4)和总合流通道(3.3)，背面为与之相通的总入口(3.1)和总出口(3.2)。该装置与微通道散热器组合形成完整的散热系统，对多个热源进行冷却。
【技术实现步骤摘要】
一种微通道散热器分流集成冷却装置
本技术属于微电子器件冷却
，涉及一种针对多热源系统进行冷却的新型分流集成装置。
技术介绍
随着科学技术的飞速发展，电子元器件正不断的朝着微型化、集成化、紧凑化方向发展，越来越高的热流密度导致散热问题成为制约其发展的关键因素,如果不能迅速有效地将这部分热量带走，电子元器件就将因为不能处于正常工作温度范围内而出现误差，甚至不能使用。因此我们需要一种新型高效的冷却方式来解决其散热问题。针对高热流密度芯片的散热问题，国内外相关学者进行了大量的研究，从换热方式到装置结构再到工质类型，该领域已形成较为完善的研究系统。其中微通道热沉自首次被提出以来，就因其优良的散热性能和尺度上的高匹配性等优点引起了研究者的重视，目前已成为最具应用潜力的微冷却方式之一。当前的应用背景下我们面临的不仅仅是单个热源的散热问题，大多数是多热源同时存在的情况，这就要求我们不仅仅要解决其高热流密度问题，还要保证各元器件间的温度一致性，而目前的研究大多集中在单个元器件的散热方面，针对多个电子元器件的冷却问题研究较少。面对这种情况，我们需要将具有良好散热性能的微通道散热器进行集成，同时对多个热源进行散热，来保证该系统良好的工作性能。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种冷却装置来解决微通道散热器冷却多个电子元器件时的温度分布均匀性问题。本技术设计了一种微通道散热器冷却多个电子元器件系统的装置，如图1所示。为了更加明确地说明系统的结构，图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12、图13、图14分别给出了系统的整体结构正面爆炸示意图、整体结构背面爆炸示意图、上层固定板结构正面示意图、上层固定板结构背面示意图、中层分流板结构正面示意图、中层分流板结构背面示意图、下层基板结构正面示意图、下层基板结构背面示意图、主视图、俯视图、A-A剖面图、B-B剖面图、C-C剖面图。本技术采用如下技术方案：本技术设计了一种利用微通道散热器冷却多个电子元器件系统的装置，其特征在于：自上而下依次包括层叠在一起的固定板(1)、分流板(2)和基板(3)，固定板(1)的正面即上表面加工有用于嵌装微通道散热器的凹槽(1.1)，为多个凹槽(1.1)组成长方形阵列，每个凹槽底部设计有可供冷却工质流过的流体入口(1.2)和流体出口(1.3)，流体入口(1.2)和流体出口(1.3)均为圆形通孔。分流板(2)正面设有通道模块，每个通道模块分有分流通道(2.4)和合流通道(2.3)；分流通道(2.4)包括一H型通道，在H型通道的中间连接段的中间设有一分流支路，分流支路一端与H型通道的中间连接段的中间连通，另一端底部设有圆通孔记为分流分支孔(2.1)，H型通道的四个端的底部设有圆通孔记为H型通道端孔(2.5)；合流通道(2.3)整体为一侧开口的长方框状通道，分流通道(2.4)位于合流通道(2.3)的长方框内，分流支路的另一端指向或位于长方框的开口处，同时合流通道(2.3)设有四个合流支路，每个合流支路均自长方框状通道指向对应的H型通道的四个端部，且每个合流支路与所对应的H型通道的边共线且两者之间具有空隙，合流支路另一端的底部设有一个圆通孔记为合流支路端孔(2.6)，每一个合流支路端孔(2.6)与其相对应的H型通道端孔(2.5)作为一组配套孔依次对于上方一个凹槽(1.1)的流体入口(1.2)和流体出口(1.3)；合流通道(2.3)的长方框状通道中与开口侧相对的一侧凹槽的底部中间位置设有一圆孔记为合流中孔(2.2)；每个分流板(2)正面设有两横排多个通道模块阵列。基板(3)正面即上表面设有两个开口方向相对的直角U型凹槽通道；第一个直角U型凹槽通道即总分流通道(3.4)的中间连接段平行地位于基板(3)的左侧边处，第二个直角U型凹槽通道即总合流通道(3.3)的中间连接段平行地位于基板(3)的右侧边处；第一个直角U型凹槽通道的一个边位于第二个直角U型凹槽通道的U型内；第一个直角U型凹槽通道的底部直角设有圆孔记为总入口(3.1)，第二个直角U型凹槽通道的底部直角设有圆孔记为总出口(3.2)。分流板(2)的正面分流通道(2.4)的每一组配套孔即合流支路端孔(2.6)和与其相对应的H型通道端孔(2.5)上方均依次与固定板(1)背面的流体入口(1.2)和流体出口(1.3)相连通；分流板(2)的背面的所有分流分支孔(2.1)均与第一个直角U型凹槽通道相连通；分流板(2)的背面的所有合流中孔(2.2)均与第二个直角U型凹槽通道相连通，与嵌入凹槽位置的微通道散热器共同组成一个封闭的流体回路，形成完整的冷却系统。冷却工质的流动路线为：从基板(3)背面的总入口(3.1)流入总分流通道(3.4)，分流后经过分流板(2)背面的分流分支孔(2.1)流入分流板(2)正面的分流通道(2.4)，再经过再次分流后从H型通道端孔(2.5)进入固定板(1)背面的流体入口(1.2)，经过微通道散热器后从固定板(1)上的流体出口(1.3)流出，经合流支路端孔(2.6)进入分流板(2)正面的合流通道(2.3)，合流后经分流板(2)背面的合流中孔(2.2)流出，进入基板(3)正面的总合流通道(3.3)，最后从总出口(3.2)流出。本技术的有益效果是：本技术针对同时有多个热源冷却需求的情况，在满足单个热源冷却要求的前提下，进一步满足各热源间的最大温差在最佳工作范围内。采用冷板与多个高冷却性能微通道散热器相组合的冷却方式可以均匀的进行流量分配，达到最佳的冷却效果。整块冷板由三块不同结构的板组成，每块板上加工有不同的结构，彼此之间可以采用真空扩散焊、真空钎焊等手段进行连接，也可利用3D打印、直接金属粉末激光烧结等增材制造技术来进行直接加工，在确保其整块冷板的密封性满足要求的前提下不过大的引起冷板内部结构的变形，从而保证冷板的性能满足设计要求。固定板(1)正面设计的凹槽(1.1)可以根据实际要求进行尺寸上的调整，并选用合适的散热器与其进行匹配。冷却工质可根据冷却方式进行选择，如气冷可以选择空气、液冷可以选择水、乙二醇或其混合物等作为制冷剂；冷板材质可选用铝合金、铜或其他具有良好导热性能且易于加工的材料。附图说明图1为本技术的整体结构示意图。图2为本技术的整体结构正面爆炸示意图。图3为本技术的整体结构背面爆炸示意图。图4为本技术的上层固定板结构正面示意图。图5为本技术的上层固定板结构背面示意图。图6为本技术的中层分流板结构正面示意图。图7为本技术的中层分流板结构背面示意图。图8为本技术的下层基板结构正面示意图。图9为本技术的下层基板结构背面示意图。图10为本技术装置的主视图。图11为本技术装置的俯视图。图12为本技术装置的A-A剖面图。图13为本技术装置的B-B剖面图。图14本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种微通道散热器分流集成冷却装置，其特征在于：自上而下依次包括层叠在一起的固定板（1）、分流板（2）和基板（3），固定板（1）的正面即上表面加工有用于嵌装微通道散热器的凹槽（1.1），为多个凹槽（1.1）组成长方形阵列，每个凹槽底部设计有可供冷却工质流过的流体入口（1.2）和流体出口（1.3）；/n分流板（2）正面设有通道模块，每个通道模块分有分流通道（2.4）和合流通道（2.3）；分流通道（2.4）包括一H型通道，在H型通道的中间连接段的中间设有一分流支路，分流支路一端与H型通道的中间连接段的中间连通，另一端底部设有圆通孔记为分流分支孔（2.1），H型通道的四个端的底部设有圆通孔记为H型通道端孔（2.5）；合流通道（2.3）整体为一侧开口的长方框状通道，分流通道（2.4）位于合流通道（2.3）的长方框内，分流支路的另一端指向或位于长方框的开口处，同时合流通道（2.3）设有四个合流支路，每个合流支路均自长方框状通道指向对应的H型通道的四个端部，且每个合流支路与所对应的H型通道的边共线且两者之间具有空隙，合流支路另一端的底部设有一个圆通孔记为合流支路端孔（2.6），每一个合流支路端孔（2.6）与其相对应的H型通道端孔（2.5）作为一组配套孔依次对于上方一个凹槽（1.1）的流体入口（1.2）和流体出口（1.3）；合流通道（2.3）的长方框状通道中与开口侧相对的一侧凹槽的底部中间位置设有以圆孔记为合流中孔（2.2）；每个分流板（2）正面设有两横排多个通道模块阵列；/n基板（3）正面即上表面设有两个开口方向相对的直角U型凹槽通道；第一个直角U型凹槽通道即总分流通道（3.4），第二个直角U型凹槽通道即总合流通道（3.3），第一个直角U型凹槽通道的一个边位于第二个直角U型凹槽通道的U型内；第一个直角U型凹槽通道的底部直角设有圆孔记为总入口（3.1），第二个直角U型凹槽通道的底部直角设有圆孔记为总出口（3.2）；/n分流板（2）正面的每一分流通道（2.4）对应一组配套孔即合流支路端孔（2.6）和H型通道端孔（2.5），合流支路端孔（2.6）和H型通道端孔（2.5）上方分别与固定板（1）背面的流体入口（1.2）和流体出口（1.3）相对应；连通分流板（2）的背面的所有分流分支孔（2.1）均与第一个直角U型凹槽通道相连通；分流板（2）的背面的所有合流中孔（2.2）均与第二个直角U型凹槽通道相连通，与嵌入凹槽位置的微通道散热器共同组成一个封闭的流体回路，形成完整的冷却系统。/n...
【技术特征摘要】
1.一种微通道散热器分流集成冷却装置，其特征在于：自上而下依次包括层叠在一起的固定板（1）、分流板（2）和基板（3），固定板（1）的正面即上表面加工有用于嵌装微通道散热器的凹槽（1.1），为多个凹槽（1.1）组成长方形阵列，每个凹槽底部设计有可供冷却工质流过的流体入口（1.2）和流体出口（1.3）；
分流板（2）正面设有通道模块，每个通道模块分有分流通道（2.4）和合流通道（2.3）；分流通道（2.4）包括一H型通道，在H型通道的中间连接段的中间设有一分流支路，分流支路一端与H型通道的中间连接段的中间连通，另一端底部设有圆通孔记为分流分支孔（2.1），H型通道的四个端的底部设有圆通孔记为H型通道端孔（2.5）；合流通道（2.3）整体为一侧开口的长方框状通道，分流通道（2.4）位于合流通道（2.3）的长方框内，分流支路的另一端指向或位于长方框的开口处，同时合流通道（2.3）设有四个合流支路，每个合流支路均自长方框状通道指向对应的H型通道的四个端部，且每个合流支路与所对应的H型通道的边共线且两者之间具有空隙，合流支路另一端的底部设有一个圆通孔记为合流支路端孔（2.6），每一个合流支路端孔（2.6）与其相对应的H型通道端孔（2.5）作为一组配套孔依次对于上方一个凹槽（1.1）的流体入口（1.2）和流体出口（1.3）；合流通道（2.3）的长方框状通道中与开口侧相对的一侧凹槽的底部中间位置设有以圆孔记为合流中孔（2.2）；每个分流板（2）正面设有两横排多个通道模块阵列；
基板（3）正面即上表面设有两个开口方向相对的直角U型凹槽通道；第一个直角U型凹槽通道即总分流通道（3.4），第二个直角U型凹槽通道即总合流通道（3.3），第一个直角U型凹槽通道的一个边位于第二个直角U型凹槽通道的U型内；第一个直角U型凹槽通道的底部直角设有圆孔记为总入口（3.1），第二个直角U型凹槽通道的底部直角设有圆孔记为总出口（3.2）；
分流板（2）正面的每一分流通道（2.4）对应一组配套孔...
【专利技术属性】
技术研发人员：夏国栋，陈志伟，马丹丹，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：新型
国别省市：北京;11
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