本实用新型专利技术涉及一种模块化垂直互联功能的微通道冷板组件，包括液冷板，毛纽扣式连接器镶嵌在该液冷板中且其内导体两端凸出液冷板表面并分别与液冷板两侧的发热芯片和电路板接触，从而实现发热芯片与电路板之间的互联；液冷板上还设置有多层拓扑分流结构，多层拓扑分流结构包括连接器安装口、高于液冷板表面的台阶以及设置在台阶内和液冷板内的流道；连接器安装口用于安装微型流体连接器插头或插座，用于和供液系统或回液系统中的微型流体连接器插座或插头对插实现冷却液输入或输出。本实用新型专利技术通过多层拓扑分流结构实现流体连接器的扁平化安装和垂直互联，并使冷却液在各支路中分配更加均匀，提高散热的均匀性。提高散热的均匀性。提高散热的均匀性。
【技术实现步骤摘要】
一种模块化垂直互联功能的微通道冷板组件
[0001]本技术涉及液冷
，具体是一种模块化垂直互联功能的微通道冷板组件。
技术介绍
[0002]随着科学技术的发展，航天航空、电子等军工领域设计的电子设备产生的热负荷越来越大，如下一代TR组件产生的热流密度大于200W/cm2。由于电子设备散热面积非常小，液液冷板的安装空间和重量有明确的限制，需要设计并生产更轻薄液冷板。同时，为了实现发热电子元件与液冷板下方的电路或者其他功能的电子元件实现连接，需要在液液冷板上设计扁平化的供电和电信号微型连接器。
[0003]微通道液体冷却是一种高效的液冷技术，该技术要求流体在微米级别的流道内流动。一方面，这种截面面积狭小的微通道通过中断流体的热边界层的发展，使得流体流动传热一直处于未充分发展阶段；另一方面，微通道的布置方式使流体域通道单位接触面积远大于常规通道换热装置，从而可大大减小换热装置的体积和重量。
[0004]目前使用液液冷板对电子设备进行冷却通常采用图1中(a)和图1中(b)所示的冷却方式。图1中(a)是液液冷板直接贴合发热芯片，发热芯片产生的热量可直接传递到液液冷板上。该条件下，发热芯片和其他功能芯片直接的互联需要通过电路板或者光、电连接器实现，占据较大的空间，互联方案也特别复杂。图1中(b)是液液冷板间接与发热芯片接触，发热芯片产生的热量需要通过高导热金属传递到液液冷板，然后通过液冷最终实现对发热芯片的有效散热。
[0005]目前，现有常见液液冷板冷却方案存在以下不足：
[0006](1)现有常见液液冷板冷却方案一般采用常规通道，冷却效率较低。
[0007](2)现有常见液液冷板流量分配方案中，主流道和分流道在一个平面内，液液冷板内各支路的流量分配不易均匀。
[0008](3)现有常见微通道液液冷板冷却方案中，冷却液进出口结构较大，难以实现扁平化的垂直互联。
[0009](4)现有常见液液冷板冷却方案中，液液冷板功能单一，仅能实现散热功能，难以实现多层功能芯片组件的叠层结构。
[0010](5)现有常见的液液冷板厚度较大，不易实现轻量化和超薄化。
技术实现思路
[0011]针对上述问题，本技术提供一种模块化垂直互联功能的微通道冷板组件，通过结构设计可以实现微型流体连接器、毛纽扣式电连接器、毛纽扣式射频连接器和毛纽扣式控制信号连接器的扁平化安装及垂直互联，并提高不同发热热源温度的均匀性。
[0012]本技术具体是通过以下技术方案来实现的，依据本技术提出的一种模块化垂直互联功能的微通道冷板组件，包括液冷板，该液冷板的两个侧面分别安装有发热芯
片和电路板，毛纽扣式连接器镶嵌在液冷板中且其内导体两端凸出液冷板表面并分别与液冷板两侧的发热芯片和电路板接触导通；液冷板上还设置有多层拓扑分流结构，该多层拓扑分流结构包括连接器安装口、高于液冷板表面的台阶以及设置在台阶内和液冷板内的流道；所述台阶设置在液冷板的一个侧面，连接器安装口设置在液冷板的另一个侧面且与台阶位置对应；微型流体连接器插头或插座通过连接器安装口安装在液冷板和台阶中并与台阶中的流道连通，台阶中的流道还与液冷板中的流道连通，该微型流体连接器插头或插座还与供液系统或回液系统中的微型流体连接器插座或插头对插实现冷却液输入或输出，冷却液经过微型流体连接器依次进入台阶中的流道、液冷板中的流道，对安装在液冷板一侧的发热芯片进行散热，携带热量的冷却液最终进入回液系统中。
[0013]本技术通过以上结构可以实现流体连接器的扁平化安装和垂直互联，并使冷却液在各支路中分配更加均匀，使散热均匀。
[0014]进一步地，所述多层拓扑分流结构包括结构相同的进液分流结构和出液分流结构，进液分流结构的连接器安装口安装微型流体连接器插头或插座，用于和供液系统中的微型流体连接器插座或插头连接实现冷却液输入；出液分流结构的连接器安装口安装微型流体连接器插头或插座，用于和回液系统中的微型流体连接器插座或插头连接实现带有热量的冷却液的输出。
[0015]更进一步地，所述进液分流结构和出液分流结构在液冷板上靠近液冷板边缘设置，电路板和发热芯片分别安装在液冷板的两侧并预留出微型流体连接器安装及对插的空间，微型流体连接器安装及对插方向与液冷板表面垂直，从而实现微型流体连接器的扁平化安装及垂直互联。
[0016]在一种方案中，所述台阶内和液冷板内的流道包括主流道、分流道和微通道；主流道设置在台阶中并与进液流体连接器的进液口连接，分流道包括设置在台阶中的分流道Ⅰ、设置在液冷板内的分流道Ⅱ、与分流道Ⅱ连接的多个分流道Ⅲ，分流道Ⅱ、分流道Ⅲ、微通道均设置在液冷板上，位于多层拓扑分流结构的同一层，主流道和分流道Ⅰ设置在台阶内，高于分流道Ⅱ、分流道Ⅲ和微通道，分流道Ⅰ与分流道Ⅱ之间通过竖直流道连通，每个分流道Ⅱ连接多个分流道Ⅲ，每个分流道Ⅲ连接多个微通道。
[0017]在另一种方案中，所述台阶内和液冷板内的流道包括分流道和微通道；台阶中包含多个分流道Ⅰ，多个分流道Ⅰ与进液流体连接器的进液口连接，液冷板上包括多个分流道Ⅱ、与分流道Ⅱ连接的多个分流道Ⅲ以及与分流道Ⅲ连接的多个微通道，分流道Ⅱ、分流道Ⅲ、微通道均设置在液冷板上，位于多层拓扑分流结构的同一层，分流道Ⅰ设置在台阶内，高于分流道Ⅱ、分流道Ⅲ和微通道；分流道Ⅰ与分流道Ⅱ之间通过竖直流道连通；每个分流道Ⅱ连接多个分流道Ⅲ，每个分流道Ⅲ连接多个微通道。
[0018]进一步地，所述发热芯片安装在液冷板一侧并覆盖液冷板内的微通道区域，从而通过微通道内的冷却液对发热芯片进行散热。
[0019]进一步地，还可以在微通道区域增加强化换热结构，强化换热结构包括但不限于在微通道外设计绕流结构或增加微通道流道的长度。非热源接触区采用普通流道设计，可以提高对热源换热效率的同时尽可能降低冷却液整体的流动阻力。
[0020]进一步地，所述毛纽扣式连接器可以选自毛纽扣电连接器、毛纽扣射频连接器、毛纽扣控制信号连接器中的一种或多种，分别用于传输电信号、射频信号和控制信号。毛纽扣
连接器可以实现扁平化安装并实现电路板与发热芯片多层组件间的垂直互联。
[0021]进一步地，所述发热芯片和电路板可以通过导销引导方式装配到液冷板两侧，并通过螺钉将发热芯片和电路板紧固到液冷板上。发热芯片和电路板与液冷板之间锁紧连接时，毛纽扣内导体两端的接触点Ⅰ和接触点Ⅱ分别与发热芯片和电路板的接触区接触，并由于发热芯片和电路板向毛纽扣内导体的压力，使毛纽扣沿轴向具有一定的压缩，可实现复杂振动环境下信号的可靠传输。
[0022]本技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本技术一种模块化垂直互联功能的微通道冷板组件可达到相当的技术进步性及实用性，并具有广泛的利用价值，其至少具有下列优点：
[0023](1)本技术通过结构设计可以实现毛纽扣式电连接器、毛纽扣式射频连接器和毛纽扣式控制信号连接器的扁平化安装及电路板和发热芯片之本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模块化垂直互联功能的微通道冷板组件，包括液冷板(1)，其特征在于：液冷板的两个侧面分别安装有发热芯片(5)和电路板(6)，毛纽扣式连接器镶嵌在液冷板中且其内导体两端凸出液冷板表面并分别与液冷板两侧的发热芯片和电路板接触导通；液冷板上还设置有多层拓扑分流结构，该多层拓扑分流结构包括连接器安装口(16)、高于液冷板表面的台阶(17)以及设置在台阶内和液冷板内的流道；所述台阶设置在液冷板的一个侧面，连接器安装口设置在液冷板的另一个侧面且与台阶位置对应；微型流体连接器插头或插座通过连接器安装口安装在液冷板和台阶中并与台阶中的流道连通，台阶中的流道还与液冷板中的流道连通，该微型流体连接器插头或插座还与供液系统或回液系统中的微型流体连接器插座或插头对插实现冷却液输入或输出，冷却液经过微型流体连接器依次进入台阶中的流道、液冷板中的流道，对安装在液冷板一侧的发热芯片进行散热，携带热量的冷却液最终进入回液系统中。2.如权利要求1所述的模块化垂直互联功能的微通道冷板组件，其特征在于：多层拓扑分流结构包括结构相同的进液分流结构和出液分流结构，进液分流结构的连接器安装口安装进液微型流体连接器插头或插座，用于和供液系统中的微型流体连接器插座或插头连接实现冷却液输入；出液分流结构的连接器安装口安装出液微型流体连接器插头或插座，用于和回液系统中的微型流体连接器插座或插头连接实现带有热量的冷却液的输出。3.如权利要求2所述的模块化垂直互联功能的微通道冷板组件，其特征在于：进液分流结构和出液分流结构在液冷板上靠近液冷板边缘设置，电路板和发热芯片分别安装在液冷板的两侧并预留出微型流体连接器安装及对插的空间，微型流体连接器安装及对插方向与液冷板表面垂直，从而实现微型流体连接器的扁平化安装及垂直互联。4.如权利要求1所述的模块化垂直互联功能的微通道冷板组件，其特征在于：台阶内和液冷板内的流道包括主流道(9)、分流道和微通道(13)；主流道(9)设置在台阶...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡艳召，薛玉卿，冯亚利，黄胜利，
申请(专利权)人：中航光电科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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