散热器及电子设备制造技术

本发明专利技术涉及一种散热器及电子设备，该散热器包括底板、射流板和盖板。其中，底板具有若干微通道结构。射流板上开设有射流槽，射流槽上设置有歧管结构，以形成有交错排布的歧管入口和歧管出口，射流槽包括进液部和出液部。射流槽上开设有若干射流入口和射流出口，出液部和微通道结构通过歧管入口和射流入口连通，出液部和微通道结构通过歧管出口和射流出口连通，进液部和出液部通过歧管结构和微通道结构连通。盖板具有进液口和出液口。本发明专利技术所述的散热器，能够充分发挥歧管结构的降低压降的作用，避免了局部过热，也利用了微射流进行强化换热，实现了微射流和歧管式微通道的有机结合，强化了针对超高热流密度电子芯片的高效冷却能力。却能力。却能力。

【技术实现步骤摘要】
散热器及电子设备


[0001]本专利技术属于电子元器件的散热
，具体涉及一种散热器及电子设备。

技术介绍

[0002]随着集成度的不断提高，当前电子芯片的尺寸日益缩小、发热功率持续提升，导致需冷却的热流密度已突破了kW/cm2数量级，这对电子芯片的热管理提出了严峻的挑战。过高的工作温度将会降低芯片性能、可靠性，甚至导致芯片失效。此外，电子设备的热管理造成了大量的能量损耗，如当前世界1％的电能被数据中心消耗，而其中38％被用于散热。因此，亟需更高效节能的、满足超高热流密度芯片冷却需求的热管理方法。
[0003]热量自芯片发热点处产生到排入环境的过程中，热阻主要来自以下三个部分：固体材料如基板、封装、散热器及其界面的传导热阻，散热器表面与冷却液间的对流热阻，以及冷却液自身发热引起的热阻。现有的研究通过高热导率材料(如金刚石、碳化硅)和嵌入式冷却等方式减小传导热阻，通过使用较高热导率的冷却液如液态金属、纳米流体等降低由冷却液发热引起的热阻。然而在所有的研究中，如何降低对流热阻及相应的泵功，对于高效冷却超高热流密度电子芯片十分关键。
[0004]在众多的散热器结构设计中，微射流及歧管式微通道备受期待。微射流减薄了滞止区内的边界层，从而对于超高热流密度发热点处的快速冷却十分有效。歧管式微通道对于整个芯片内部的热流和温度均匀化管理则起到关键作用，且歧管缩短了流动路径，从而显著降低了传统微通道的压降，从而降低泵功损耗。
[0005]但是，微射流较高的射流速度往往意味着较大的压降损失，而歧管式微通道并不具备针对超高热流密度热点处的快速冷却能力。而且，现有的散热器也无法很好地将微射流和歧管式微通道的各自优势进行有机结合，从而实现最大化的冷却性能。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是至少解决现有的散热器无法很好地将微射流和歧管式微通道进行有机结合的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]本专利技术第一方面提出了一种散热器，包括：
[0008]底板，所述底板具有若干微通道结构；
[0009]射流板，所述射流板设置于所述底板的表面，所述射流板上开设有射流槽，所述射流槽上设置有歧管结构，所述歧管结构为多个弯折连接的板状结构，以形成有交错排布的歧管入口和歧管出口，所述射流槽包括进液部和出液部，且所述进液部和所述出液部位于所述歧管结构的两侧；
[0010]所述射流槽上开设有若干交错排布射流入口和射流出口，所述进液部和所述微通道结构通过所述歧管入口和所述射流入口连通，所述出液部和所述微通道结构通过所述歧管出口和所述射流出口连通，所述进液部和所述出液部通过所述歧管结构和所述微通道结构连通；
[0011]盖板，所述盖板设置在所述射流板表面，以封盖所述射流槽，所述盖板具有与所述进液部连通的进液口，以及与所述出液部连通的出液口。
[0012]本专利技术所述的散热器，包括底板、射流板和盖板。通过在射流板上设置射流槽，并在射流槽内设置有歧管结构，且射流槽还包括进液部和出液部。歧管结构形成歧管入口和歧管出口，射流板上的射流入口和射流出口，配合具有微通道结构的底板，以及具有进液口和出液口的盖板，能够使得冷却液从盖板的进液口进入到射流槽中，经过射流槽的进液部流向歧管入口，并随后流经射流入口进入底板的微通道结构中进行充分换热，最后，从微通道回返，经过射流出口和歧管出口进入出液部，并经出液口排出，如此设置，能够充分发挥歧管结构降低压降、避免局部过热的作用，以及射流板强化换热的效果，有效解决了微射流和歧管式微通道无法很好地进行有机结合的问题，使得该散热器对超高热流密度电子芯片具有较好的高效冷却能力。同时，采用上述结构的散热器，整体上结构简单，易于加工制作。
[0013]另外，根据本专利技术的散热器，还可具有如下附加的技术特征：
[0014]在本专利技术的一些实施方式中，所述射流入口的开设面积小于所述射流出口的开设面积。
[0015]在本专利技术的一些实施方式中，所述射流入口的开设面积与所述射流出口的开设面积比为1:1.2～3。
[0016]在本专利技术的一些实施方式中，所述微通道结构具有进口和出口，以及连通所述进口和所述出口的输送通道，所述输送通道中设置有扰流结构。
[0017]在本专利技术的一些实施方式中，所述扰流结构为多个交错布置的扰流板。
[0018]在本专利技术的一些实施方式中，所述扰流结构为若干排列设置的扰流齿组，所述扰流齿组包括第一扰流齿和第二扰流齿，所述第一扰流齿的数量至少为一个，所述第二扰流齿的数量与所述第一扰流齿的数量一致，并且所述第二扰流齿与所述第一扰流齿一一对应设置。
[0019]在本专利技术的一些实施方式中，所述扰流齿的截面为三角形。
[0020]在本专利技术的一些实施方式中，沿冷却液的流动方向，所述歧管入口被设置为逐渐缩小的输入口，所述歧管出口被设置为逐渐扩大的输出口。
[0021]在本专利技术的一些实施方式中，所述进液部的面积与所述进液口的开设面积相同，所述出液部的面积与所述出液口的开设面积相同。
[0022]本专利技术第二方面提出了一种电子设备，包括如上述的散热器。
[0023]本专利技术实施方式的电子设备与本专利技术实施方式的散热器具有相同的技术效果，在此不再赘述。
附图说明
[0024]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：
[0025]图1为本专利技术实施方式所述的散热器的局部剖面结构示意图；
[0026]图2为本专利技术实施方式所述的散热器的局部结构示意图；
[0027]图3为本专利技术实施方式所述的微通道结构的结构示意图；
[0028]图4为本专利技术实施方式所述的现有微通道结构的结构示意图；
[0029]图5为本专利技术实施方式所述的射流板的仰视图；
[0030]图6为本专利技术实施方式所述的射流入口的工作原理示意图；
[0031]图7为本专利技术实施方式所述的歧管结构的安装示意图。
[0032]附图中各标记表示如下：
[0033]1、底板；2、射流板；3、射流槽；31、进液部；32、出液部；4、歧管结构；41、歧管入口；42、歧管出口；5、射流入口；6、射流出口；7、盖板；71、进液口；72、出液口；8、微通道结构；81、进口；82、出口；83、输送通道；84、扰流结构；
[0034]a、边界层。
具体实施方式
[0035]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0036]应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种散热器，其特征在于，包括：底板，所述底板具有若干微通道结构；射流板，所述射流板设置于所述底板的表面，所述射流板上开设有射流槽，所述射流槽上设置有歧管结构，所述歧管结构为多个弯折连接的板状结构，以形成有交错排布的歧管入口和歧管出口，所述射流槽包括进液部和出液部，且所述进液部和所述出液部位于所述歧管结构的两侧；所述射流槽上开设有若干交错排布射流入口和射流出口，所述进液部和所述微通道结构通过所述歧管入口和所述射流入口连通，所述出液部和所述微通道结构通过所述歧管出口和所述射流出口连通，所述进液部和所述出液部通过所述歧管结构和所述微通道结构连通；盖板，所述盖板设置在所述射流板表面，以封盖所述射流槽，所述盖板具有与所述进液部连通的进液口，以及与所述出液部连通的出液口。2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述射流入口的开设面积小于所述射流出口的开设面积。3.根据权利要求2所述的散热器，其特征在于，所述射流入口的开设面积与所述射流出口的开设面积比为1:1.2～3。4.根据权利要求1所述的散...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋柏，王玮，吴志鹄，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：