[发明专利]一种微流道散热方法

说明书

技术领域：

本发明一种微流道散热方法，属于热传领域，应用于集成有多个高功率芯片封装板的散热领域。

背景技术：

近年来随着微电子技术和电子封装技术的发展，特别是集成电路与器件集成度的不断提高，各种电子元件运行速度和输出功率不断提升。由于高功耗电子元件产生了更多的热量，同时高密度封装将这些热量分布在较小的表面，对电子元件的可靠性产生了很大的威胁，需要对电子元件进行有效的散热。

现阶段液冷散热方法之针对单个热源，将微通道热沉用于高热流密度电子芯片冷却是目前大量研究的方法，从最初的平行微通道结构到近年来的分形微通道结构的冷却系统，基本组成大多包含微通道热沉、微型液压泵、微通道散热器、散热风扇、被冷却元件，以及冷却液的管路系统等几个部分。其冷却原理为：冷却液体在液压泵的带动下在散热系统内循环流动，将热源内的热量带出，再由散热器将冷却液中的热量传递到外界。多芯片组件封装技术是一种新的电子封装技术，它把高速电子系统，如CPU、RAM和内存等，直接组装到同一块多层互连的基板上，这种组装方式允许芯片与芯片靠的很近，从而形成多功能、高密度和高可靠性的组件。对在基板上集成了多个发热器件或芯片的模块组件，每个器件发热量不同，如何将这些器件的热量有效散失，使之保证在一定温度以下是电子封装与热设计面临的主要问题之一。以往的方法大多针对单热源散热而采用的微通道热控技术，对多热源集成器件散热的微通道热控技术与器件研究较少。同时对于多发热器件的散热所用微通道没有针对不同功率器件设计相应结构。多个热源之间可能存在热耦合作用，单位体积的功率损耗很大，将出现局部和整体的热失效和热退化，采用液冷技术使每个器件的温度降于允许温度之下避免局部热应力过大以保证其正常的工作是针对高热流密度和大功率发热元件散热的有效方法，其中微通道热沉是被证实的高效液冷方法。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足设计一种微通道散热方法，克服目前散热器散热量固定、散热效率低、只适用单一热源的缺陷，达到对多热源进行稳定、高效、散热量可调的散热目的。

本发明的解决方案是在集成于基板的各热源上分别设置一温度传感器，传感器与外部控制器相连，将带有液体流道的散热板盖于集成有多个热源的基板上方，由涡轮泵驱动流道内液体流动，由热交换器冷却流道内的液体，散热板与热源接触部位的上方依次设置散热片、风扇，控制器根据温度传感器收集的数据控制涡轮泵和风扇的开关；若发热源功率固定，根据各发热源的功率大小设置适当的微流道条数，主流道设置一由控制器控制的调节阀，调节液体流量；若发热源功率变化，采用均布流道，散热主流道到各热源微流道的分叉口设置一由控制器控制的流量电磁阀，根据实际工况来调节不同功率器件的流量分配，由此实现发明目的。因此本发明包括：

在集成于基板的各热源上分别设置一温度传感器，传感器与外部的控制器相连，将带有液体流道的散热板盖于集成有多个热源的基板上方，散热板与热源接触部位的内部设置有若干条与主流道连通的微流道，微流道对应的散热板上方设置散热片，散热片上设置风扇，散热板的主流道上分别设置涡轮泵、热交换器、储液槽，风扇与涡轮泵由控制器控制。

根据各发热源功率大小设置适当的微流道条数，主流道上设置一由控制器控制的调节阀。

各发热源设置相同的微流道条数，在主流道与各微流道分叉口设置一由控制器控制的流量电磁阀。

本发明通过温度传感器检测发热源的温度，将数据传给控制器，控制器通过判断，控制设置在主流道上的涡轮泵、调节阀，设置在主流道与各微流道分叉口的流量电磁阀，设置在散热片上的风扇的工作状态，从而具有对多热源进行稳定、高效、散热量可调的散热的效果。

附图说明：

图1为热源分布示意图；

图2为本发明的多热源散热设施示意图；

图3为散热板流道示意图；

图4为可调微型散热板流道示意图；

图5为可调电磁阀中位示意图；

图6为可调电磁阀右位示意图。

图中：1.热源1，2.热源2，3.热源3，4.热源4，5.热交换器，6.储液槽，7.调节阀，8.散热片，9.风扇，10.导管，11.散热板，12.涡轮泵，13.微流道，14.主流道，15.散热器基板，16.流量电磁阀。

实施案例：

实例1：