[实用新型]一种蛛网式微流道散热装置

说明书

本实用新型公开了一种蛛网式微流道散热装置，包括基板，其特征是，所述基板的底部设有均匀分布的呈蛛网状的流体微流道，基板的中心为流体微流道的中心位置，所述流体微流道由中心位置向外辐射，呈现为不同半径的圆圈状，流体微流道以中心位置为基准设有“米”字状的流体微流直通道，“米”字状的流体微流直通道将流体微流道均匀分成8个等分的对称分布的扇区，其中一个“米”字状的微流直通道的两端分别与设在基板底部的冷却工质进端口、出端口连接，所述流体微流道的内壁呈波浪状，热源放置在基板的中心位置上。这种装置结构简单、整体散热更加均匀，能够提高散热器的散热性能。

技术领域

本实用新型涉及微电子高功率芯片散热技术，具体是一种蛛网式微流道散热装置。

背景技术

随着智能手机、平板电脑、移动存储设备及车用电子设备等电子产品对更多功能、更小体积和更高集成度需求的日益增加。片上系统(SOC)即在单个芯片上集成一个完整的系统，包括中央处理器、存储器、以及外围电路等，以及封装系统(SIP)工即将具有一定功能的芯片密封在与其相适应的一个外壳壳体中，这两种技术也随之不断进步，微电子芯片实现的功能和功能密度都呈指数增加。功能增加的同时，其功耗和发热也随之增加，研究表明，超过55％的电子设备失效都是由温度过高引起的，因此对于芯片或集成系统的封装提出了很高的要求。封装基板性能的好坏很大程度上决定了产品的可靠性和使用寿命，因此散热问题已成为制约电子产品进一步小型化和集成化的瓶颈之一。为解决小体积和高集成度条件下的电子产品散热问题，需要采用更加有效的新型散热技术，而作为新型散热技术之一的微流道散热技术由于具有低热阻、高效率和可与芯片集成加工等优点。

为了解决电子元器件的散热问题，需要创新出新型散热装置，罗小兵等人提出了一种用于微电子元器件散热装置，散热装置是里面基板两端进出的直通道，冷却工质进入直通道中，通过热对流传热将热源产生的热量带走，从而达到散热的效果，这种传统的微通道散热器件存在一定问题，由于直通道的微流道结构具有单一的流道方向，造成流体流动方式为层流，这种流动方式不易于流体与流道壁面对流换热，整体对流换热系数减小，散热效率低下。为了提高流体散热效率，可通过改善流体流动方式，进而靳遵龙和张志超等人提供了一种弯曲结构微通道换热器，通过这一点引入了弯曲微通道结构，冷却工质不再是单一的流动方式，在斜率比较大的拐弯通道中，流体流动路径变得曲折，同时增加了冷却工质与壁面的换热过程，整个弯曲通道对于传统直通道散热器有了相应的改善，但也存在一定不足之处，在相邻的通道之间存在一定的间隔，使得整体散热不均匀；还有的是冷却工质进出口方向仍是基板前后面，这样对冷却工质的进出口存在一个隐患，使得流体源不方便进入微流道中。

夏国栋等人也提出一种微通道散热器结构，这种散热装置主要应用于多芯片组件的封装散热，由于多芯片组件中温度分布不均匀需要考虑到多面积的均匀散热，因此该结构中采用了多个微通道散热器进行集成散热，这样就能解决多芯片组件中热源不均匀问题，但该专利微通道结构过于简单，散热面积过小，并且仍存在直通道流体对流换热效率低下问题，而且冷却工质进出口过于繁琐。另外，L Gong等人在研究了波状通道作为改善层流流体在微通道散热器中的传热性能时，发现通过引入波纹壁面结构后的散热效率相比直微通道高达55％，因此这种波纹结构将是未来高热通量的电子产品散热结构的最佳候选者。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，而提供一种蛛网式微流道散热装置。这种装置结构简单、整体散热更加均匀，能够提高散热器的散热性能。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种蛛网式微流道散热装置，包括基板，所述基板的底部设有均匀分布的呈蛛网状的流体微流道，基板的中心为流体微流道的中心位置，所述流体微流道由中心位置向外辐射，呈现为不同半径的圆圈状，流体微流道以中心位置为基准设有“米”字状的流体微流直通道，“米”字状的流体微流直通道将流体微流道均匀分成8个等分的对称分布的扇区，其中一个“米”字状的微流直通道的两端分别与设在基板底部的冷却工质进端口、出端口连接，所述流体微流道的内壁呈波浪状，热源放置在基板的中心位置上。