[实用新型]一种歧管式复杂结构微通道微型散热器

说明书

一种歧管式复杂结构微通道微型散热器，属于强化换热技术领域。包括由依次堆叠封装在一起的盖板(1)，基板(2)；盖板(1)的上表面加工有与外部管路连接的通孔，分别作为流体入口(3)和流体出口(4)，下表面加工有歧管通道，分别作为流体流入复杂微通道的入口主歧管(5)和流体流出复杂微通道的出口主歧管(6)；基板(2)上表面加工复杂结构微通道(7)，肋壁(8)。本装置歧管式的设计有效地降低流动阻力，提高了温度分布的均匀性；同时复杂结构微通道增大对流换热面积和流体的扰动，增强了对流换热效果，降低了壁面温度；可满足大功率电子芯片的散热要求。

技术领域

本实用新型属于强化换热技术领域，具体是一种新型歧管式复杂结构微通道微型散热器的设计，应用于高热流微电子器件的散热。

背景技术

随着微电子技术、大型集成电路、高速计算机等科学技术的飞速发展，高功率、高集成度以及微型化已经成为电子器件的主要发展趋势。微电子芯片的集成元件每年以40％～50％的速度递增，特别是在一些尖端技术领域如大功率雷达的微电子芯片，瞬态热流密度甚至高达10⁷W/m²。若不能及时有效地对芯片散热，热量堆积将会造成芯片性能下降、寿命降低，甚至烧毁器件。据统计，微电子芯片的失效55％以上是由散热问题导致，且器件的工作环境温度在70-80℃水平上，每增加1℃，可靠性下降5％。因此，高热流密度微型器件及设备的散热问题严重制约着高新技术的发展，越来越受到国际传热界及相关工业领域的高度重视。由于其瞬态热流密度高，散热面积小，常规冷却技术已无法满足散热需求，研制体积小、重量轻、传热效率高、结构紧凑的微型冷却技术迫在眉睫。

目前国内外学者正在积极着手研究的微冷却器包括：微通道散热器、微冷冻机、微热管均热片、整合式微冷却器及微射流阵列热沉等。其中，微通道散热器因其比表面积大、单位面积换热强度高、自重轻、体积小、可以直接集成在散热芯片上避免了热应力匹配问题等优点，被认为是解决高热流密度微型设备散热问题的有效方法之一，得到了国内外学者的高度重视和广泛研究。但是微通道换热器存在两个设计上的局限。其一，是由于小尺寸所产生的较大流动阻力；其二，热流密度高引起冷却介质在入口、出口间温度变化较大，导致换热表面温度分布不均。

因此，设计压降较小，温度分布均匀的微通道散热器成为微电子芯片散热的关键技术。

实用新型内容

鉴于上述所提到的问题，本实用新型提出了一种新型歧管式复杂微通道散热器，目的在于实现微散热器强化换热的同时，降低微散热器压降，提高温度分布的均匀性，为高热流芯片的运行提供可靠的温度环境。

本实用新型设计了一种新型歧管式复杂微通道散热器，其特征在于，如图1所示：包括盖板(1)，基板(2)，盖板(1)盖住基板(2)；盖板(1)的上表面加工有与外部管路连接的通孔，分别作为流体入口(3)和流体出口(4)，下表面加工有两个歧管主通道槽，流体入口(3)下部的歧管主通道槽和流体出口(4)下部的歧管主通道槽分别作为流体流入复杂微通道的入口主歧管(5)和流体流出复杂微通道的出口主歧管(6)；入口主歧管(5)长度方向和出口主歧管(6)长度方向平行且相对；入口主歧管(5)和出口主歧管(6)之间，入口主歧管(5)设有多个垂直于入口主歧管(5)且伸向出口主歧管(6)的入口支歧管(9)，出口主歧管(6)与入口支歧管(9)之间具有间隙，出口主歧管(6)设有多个垂直于出口主歧管(6)且伸向入口主歧管(5)的出口支歧管(10)，入口主歧管(5)与出口支歧管(10)之间具有间隙，入口支歧管(9)和出口支歧管(10)交替间隔分布；基板(2)上表面加工复杂结构微通道(7)，多个平行的复杂结构微通道(7)构成微通道区域，入口主歧管(5)和出口主歧管(6)对应的位于微通道区域的两侧，入口主歧管(5)和出口主歧管(6)与复杂结构微通道(7)的通道方向平行；