一种微通道散热片及微通道散热器制造技术

本发明专利技术涉及一种微通道散热片及微通道散热器，上述散热片上由散热片壁面约束形成有多条呈前、后间隔设置的流道，位于流道上方的散热片壁面上间隔形成有多个向流道外部外凸的凸出部，位于流道下方的散热片壁面上间隔形成有多个向流道内部内凹的凹陷部，每条流道中的凸出部及凹陷部呈左、右交错设置。本发明专利技术中在流道中间隔式的设计凹陷部，以周期性地中断边界层并增强流体的混合，从而提高传热系数，并使得流道内温度分布更加均匀、提高冷却效率。仿真试验表明，本发明专利技术中采用凹陷部以及凸出部相组合的设计可以在获得更大的传热系数的同时产生较小的压降，从而显著提高微通道散热器的传热性能。的传热性能。的传热性能。

【技术实现步骤摘要】
一种微通道散热片及微通道散热器


[0001]本专利技术涉及微通道散热器散热领域，具体涉及一种微通道散热片及微通道散热器。

技术介绍

[0002]随着电子设备朝着微小型化和高集成度发展，单位面积上产生的热流密度也会越来越大，如果不能及时散去热量，电子设备的温度会迅速上升，超过额定温度时，会影响电子设备的工作稳定性和使用寿命。
[0003]近些年来随着电子工艺和微加工技术的发展，具有体积小、散热能力好等优点的微通道散热器被广泛地应用于冷却微电子系统。但是随着电子设备的热流量不断增加，常规平直状的微通道因存在温度分布不均匀、散热能力差等缺点而越来越无法适应散热的需要。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，现提供一种微通道散热片及微通道散热器，旨在通过对流道进行优化，从而提高微通道散热器的散热性能。
[0005]上述方案的有益效果是：
[0006]1)本专利技术中在流道中设置扇形凸出部结构，能够增大对流换热表面积，增强流体的混合，使得通道内温度分布更加均匀，提高传热系数；
[0007]2)本专利技术中在流道中间隔式的设计凹陷部，能够增大对流换热表面积，增强流体的混合，使得通道内温度分布更加均匀，提高传热系数；
[0008]3)仿真试验表明，与传统的矩形平直微通道相比，本专利技术中采用凹陷部以及凸出部相组合的设计可以在获得更大的传热系数的同时产生较小的压降，从而显著提高微通道散热器的传热性能；
[0009]4)本专利技术通过技术改进，有效缩小散热器体积，结构合理，易于实现。
附图说明
[0010]图1为本专利技术的实施例中提供的微通道散热片的立体结构示意图；
[0011]图2为本专利技术的实施例中提供的微通道散热片的俯视结构示意图；
[0012]图3为本专利技术的实施例中流道的结构示意图；
[0013]图4为本专利技术的实施例中的微通道散热片的单个流道的局部速度分布云图；
[0014]图5为本专利技术的实施例中的微通道散热片的单个流道的局部流线图；
[0015]图6为本专利技术的实施例中的微通道散热片的单个流道的局部温度分布云图；
[0016]图7为本专利技术的实施例中提供的微通道散热器的分解结构示意图。
[0017]附图中：100、微通道散热片；110、散热片壁面；120、流道；121、凸出部；122、凹陷部；200、底座；210、底座沉槽；300、微通道盖板；310、工质入口槽；320、工质出口槽；400、进
液盖板；500、出液盖板。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0020]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作为本专利技术的限定。
[0021]如图1至图3所示，本专利技术的实施例中提供的微通道散热片100上由散热片壁面110约束形成有多条呈前、后间隔设置的流道120，位于流道120上方的散热片壁面110上间隔形成有多个向流道120外部外凸的凸出部121，位于流道120下方的散热片壁面110上间隔形成有多个向流道120内部内凹的凹陷部122，每条流道120中的凸出部121及凹陷部122呈左、右交错设置。
[0022]于上述技术方案基础上，为保证流体流动为层流状态，本专利技术中前、后相邻流道120上的凸出部121及凹陷部122呈对齐排列。
[0023]在此基础上，本专利技术中还提供了一种包含上述微通道散热片100的微通道散热器，作为其中一个示例，上述微通道散热器还包括底座200、微通道盖板300、进液盖板400及出液盖板500，上述底座200上开设有底座沉槽210，安装时先将微通道散热片100嵌设于底座沉槽210内，随后再将微通道盖板300安装于底座200上，从而将微通道散热片100封装于底座200内，再相应将进液盖板400及出液盖板500对应安装于微通道盖板300上，以使得进液盖板400上的工质入口通过工质入口槽310与流道120的一端连通，而流道120的另一端通过工质出口槽320与出液盖板500上的工质出口连通。上述结构下利用进液盖板400上的工质入口即可向散热器内泵入散热工质，从而带走器件散发出来的热量。
[0024]如图3
‑
图6所示，本专利技术在流道120中间隔地设置凸出部121及凹陷部122，造成冷却液在流道120中的流动方向发生了改变。冷却液流经凸出部121及凹陷部122时，会在流动方向上形成旋转，在凸出部121或凹陷部122前后的高速流动和低速流动的过渡区域，由于惯性力和粘性力的作用在过渡区域形成涡流，能够促进流动混合，减小流道120中滞止区的影响。
[0025]为了验证微通道散热片100及后续微通道散热器的性能，本专利技术中用ANSYS Fluent 20.0软件进行仿真比较(对比例为传统矩形直通道散热片结构)。具体的，冷却液为水，入口冷却液温度为293K，除加热源面外，其他面设为绝热缘。散热片材料为硅，大小为10mm*0.3mm*0.35mm，热通量为100W/cm2；试验中凸出部121及凹陷部122横截面均呈扇形，且二者底面宽度为0.158mm
‑
0.168mm、高度为0.04mm
‑
0.055mm。试验表明，在研究的高度范围内，当宽度分别为0.158mm和0.168mm时，综合性能因子OPI(其中Nu0、f0分别为矩形平直微通道散热器的努塞尔数和摩擦系数)分别达到了1.57和1.60；在研究的宽度范围内，当高度分别为0.04mm和0.055mm时，OPI分别为1.62和1.53；而宽度为0.163mm、高度为
0.05mm、雷诺数为736时，本专利技术中微通道散热器冷却表面最大温差相比矩形平直微通道散热器下降54.56％，OPI达到1.70。与传统的矩形平直微通道相比，本专利技术中采用凹陷部以及凸出部相组合的设计可以在获得更大的传热系数的同时产生较小的压降，从而显著提高微通道散热器的传热性能。
[0026]需要指出的是，本实施例中上述微通道散热器仅作为包含使用了间隔式凸出部121及凹陷部122的流道的一个示例，其并不作为对使用上述流道120的微通道散热器结构的具体限定，诸如将微通道散热片100、底座200及微通道盖板300一体成型成一体结构(微通道散热片100中流道120两端的工质入口及工质出口直接贯穿延伸至一体结构的左、右两端，以从结构一端开口直接为微通道散热片100泵入工质，并使得工质从一体成型结构相对的另一端直接流出)均视作对本申请中流道120的使用。
[0027]以上仅为本专利技术较佳的实施例，并非因此限制本专利技术的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微通道散热片，其特征在于，所述微通道散热片上由散热片壁面约束形成有多条呈前、后间隔设置的流道，位于所述流道上方的散热片壁面上间隔形成有多个向所述流道外部外凸的凸出部，位于所述流道下方的散热片壁面上间隔形成有多个向所述流道内部内凹的凹陷部，每条所述流道中的所述凸出部及所述凹陷部呈左、右交错设置。2.根据权利要求1所述的微通道散热片，其特征在于，前、后相邻所述流道上的所述凸出部及所述凹陷部呈对齐排列。3.根据权利要求1或2所述的微通道散热片，其特征在于，所述凸出部及所述凹陷部的横截面均呈扇形。4.根据权利要求3所述的微通道散热片，其特征在于，所述凸出部的底面宽度为0.158mm
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0.168mm，高度为0.04mm
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0.055mm。5.根据权利要求3所述的微通道散热片，其特征在于，所述凹陷部的底面宽度为0.158mm
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0.168mm，高度为0.04mm
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0.055mm。6.一种包括权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱进容，李慧，王从乐，吕辉，
申请(专利权)人：湖北工业大学，
类型：发明
国别省市：