本发明专利技术属于三维集成电路、大功率半导体散热冷却技术领域，一种气液分离用双层冷却热沉。由气液分离腔(1)，骨架(2)，强化换热腔(3)组成。本发明专利技术的优点是在于使用了双层设计，使得冷却工质在热沉内部进行了两次换热，冷却工质工作更充分；其中气液分离腔(1)中的花形肋柱，可以提高成核点密度，有利于气泡的生成；在强化换热腔(3)中，旋转肋柱的扇叶有助于造成旋流，加流体扰动，提高冷却效率，实现二级换热。其中，设计的骨架(2)结构，联通液分离腔(1)与强化换热腔(3)，中间可以同时为两块芯片换热。热。热。
【技术实现步骤摘要】
一种气液分离用双层冷却热沉
[0001]本专利技术属于三维集成电路、大功率半导体散热冷却
，一种气液分离用双层冷却热沉。
技术介绍
[0002]随着时代的发展，人类的技术不断向精细化发展。其中，微电子技术发展，急需不断扩大电子元器件容量。容量越大，越容易产生高度的热量。对于电子设备而言，温度提高意味着可靠性下降，当电子设备温度达到70
‑
80℃时，温度每上升10℃，其可靠性下降5％。
[0003]对于这种情况，微通道冷却技术应运而生。但是，因为冷热交替而产生的气泡，却会造成微通道内各区域流体不均匀，内部无气液分离，仅在出口处将气体分离出来，换热性能较差。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于设计一种新的结构，在提高冷却效率、强化换热的同时，进行气液分离。为实现该目的，本专利技术的方案如下：
[0005]一种双层强化换热冷却热沉，包括气液分离腔(1)，骨架(2)，强化换热腔(3)组成，本专利技术为两进两出装置。
[0006]进一步的，气液分离腔(1)由气液分离口(11)、射流孔(12)、花形肋柱(13)、入水孔(14)组成。
[0007]进一步的，气液分离腔(1)上部为一弧面，便于气体向中间聚集；且气液分离口(11)扇形分布的作用是防止保证气泡在接触顶端前全部破开，便于气体分离。
[0008]进一步的，射流孔(12)与骨架(2)相连，冷却工质可从此处进入强化换热腔(3)，进行二次换热。
[0009]进一步的，花形肋柱(13)在气液分离腔(1)中由两边至中间呈6
×
8阵列，间距由疏到密，实现逐级换热；花形肋柱(13)底部为实心，便于实现强化换热；花形肋柱(13)顶部为孔，可以提高成核点密度，便于生成气泡；花形肋柱(13)弧形外表，有利于流体流动的稳定。
[0010]进一步的，入水孔(14)分布在气液分离腔(1)两侧，冷却工质由此进入装置。
[0011]进一步的，骨架(2)中可放置两块芯片，本装置可同时对两块芯片进行换热工作。
[0012]进一步的，强化换热腔(3)主要由出水孔(31)和旋转肋柱(32)组成。
[0013]进一步的，旋转肋柱(32)由直径为2d的母柱和直径为10d的扇叶组成；在工作时，扇叶会使得冷却工质形成扰流。
[0014]进一步的，旋转肋柱(32)在强化换热腔(3)中呈6
×
3均匀整列，横向间隔13.5d，纵向间隔10d。
[0015]进一步的，强化换热腔(3)两侧各有三个出水孔(31)；出水孔(31)直径为4d，间隔13.5d。
[0016]本专利技术的优点是：
[0017]双层设计，使得冷却工质在热沉内部进行了两次换热；在气液分离腔(1)中花形肋柱(13)有利于气泡的生成；在强化换热腔(3)中旋转肋柱(32)的扇叶有助于形成扰流，强化换热。
附图说明
[0018]图1气液分离用双层冷却热沉外观图
[0019]图2气液分离用双层冷却热沉气液分离腔立体示意图
[0020]图3气液分离用双层冷却热沉花形肋柱结构示意图
[0021]图4气液分离用双层冷却热沉骨架结构示意图
[0022]图5气液分离用双层冷却热沉强化换热腔立体示意图
[0023]图6气液分离用双层冷却热沉旋转肋柱结构示意图
具体实施方式
[0024]本专利技术为两进两出装置，一种气液分离用双层冷却热沉，包括气液分离腔(1)，骨架(2)，强化换热腔(3)组成；冷却工质从气液分离腔(1)两端的入水孔(14)进入，在花形肋柱(13)矩阵中进行初步换热，同时产生大量气泡，气泡从气液分离口(11)离开，冷却工质从射流孔(12)经骨架(2)进入强化换热腔(3)；在强化换热腔(3)中，经由旋转肋柱(32)进行强化换热，冷却工质最后从出水孔(31)中流出。
[0025]参考图2，气液分离腔(1)由无氧铜制成，其中射流孔(12)由微铣削加工而成，经过抛光使得冷却工质流速顺利，其直径为5d；其中气液分离口(11)由削刀切割而成，不需抛光，气体从气液分离口(11)顺利流出。其中，四排花形肋柱(13)及射流孔(12)间距分别为4d、2.5d、1.5d、d。
[0026]参考图3，花形肋柱(13)材质为硅，由切削制成。花形肋柱(13)中间是直径为3d的圆形，花瓣为2.5d，共3部分。花形肋柱(13)从气液分离腔(1)两边至中间呈6
×
8阵列，间距由疏到密；花形肋柱(13)底部厚d，为实心，用于强化换热，顶部高2d，为孔，提高成核点密度，弧形外表，有利于流体稳定。
[0027]参考图4，骨架(2)由碳钢浇筑而成，而后打磨光滑。骨架(2)处可放置两块芯片，加热面为气液分离腔(1)底面及强化换热腔(3)顶面。骨架(2)中有与气液分离腔(1)中射流孔(12)连接的射流孔，可将冷却工质流入强化换热腔(3)。
[0028]参考图5，强化换热腔(3)长为69d，宽为41d，壁厚2d。强化换热腔(3)由无氧铜切削而成。其中，出水孔(31)直径为4d，间隔13.5d。
[0029]参考图6，旋转肋柱(32)高度为5d，其内部为直径2d的圆柱，外部为直径10d的扇叶，扇叶厚度为d，跨度为60
°
。
[0030]本专利技术未尽事宜为公知技术。
[0031]上述实施例只为说明本专利技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本专利技术的内容并据以实施，并不能以此限制本专利技术的保护范围。凡根据本专利技术精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种气液分离用双层冷却热沉，包括气液分离腔(1)，骨架(2)，强化换热腔(3)组成，其特征在于：气液分离腔(1)会进行初步换热并生成大量气泡，且通过气液分离口离开；冷却工质经射流孔(12)进入强化换热腔(3)进行二次换热，随后从流出孔离开。2.按照权利要求1所述，一种气液分离用双层冷却热沉其特征在于：气液分离腔(1)为双入口设计，两边各有一个入水孔(14)，冷却工质进入气液分离腔(1)后，流经花形肋柱(13)，会进行初步换热并生成大量气泡，气体从顶端气液分离口(11)离开，底部有射流孔(12)，连接骨架(2)，将冷却工质引入强化换热腔(3)。3.按照权利要求1所述，一...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘萍，桑世明，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：
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