混合式細通道冷卻器的製作方法
2023-11-03 20:58:12
專利名稱：混合式細通道冷卻器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於電子產品冷卻的細通道冷卻器，特別是電子元器件的混合式
細通道冷卻器。
背景技術：
隨著電子信息行業的發展，電子產品的集成度逐步提高，高科技電子產品正朝著 體積小、運算快的方向發展。因此，電子產品的發熱量不斷增加，從而影響產品的穩定性和 運行性能。散熱產品性能的優劣、散熱效果的好壞，直接影響電子產品的壽命和性能。現在 最常見的散熱方式是鋁片散熱裝置，利用強制風冷進行散熱，但傳統的散熱器和風扇等產 品越來越無法滿足電子產品的發展需求，而且散熱裝置體積較大，不符合電子產品精密化， 緊湊化的發展方向，因此有必要設計出新型的散熱裝置。
發明內容
本發明的目的是解決上述問題，提供一種新式的電子產品用混合式細通道冷卻 器，它不但克服了常規散熱裝置在結構及性能上存在的不足，而且滿足了經濟性、環保型、 高效性的要求。 為實現上述目的，本發明採用如下技術方案
一種混合式細通道冷卻器，它包括基體，在基體上連接若剛乾個通道，在通道內部設有 單向導通裝置，使其內部形成導熱工質流動迴路；在通道外部則均勻設置若干個散熱片。
所述通道兩條豎向通道和兩條橫向通道A、 B組成，橫向通道B在兩條豎向通道頂 部，橫向通道A在兩條豎向通道中部，在橫向通道A與兩豎向通道連接處的上下兩側分別設
有單向閥1、單向閥n、單向閥in和單向閥iv，其中單向閥1、單向閥ni、單向閥iv、單向
閥II組成導熱工質流動迴路，所述導熱工質氣化後通過單向閥I進入橫向通道A，然後經過 單向閥III進入橫向通道B，導熱工質液化，然後經過單向閥IV、橫向通道A和單向閥II送 入基體，然後導熱工質氣化再次進入單向閥I。 所述通道為銅、鋁、鋼或其它導熱材質，它由兩片刻有槽道的導熱材質板對接而 成，對接後的槽道形成封閉的通道，對接方式為粘結或焊接。
所述槽道內部為光滑形狀或為鋸齒形或方波形。
所述橫向通道A處設置引流板。 所述基體為銅、鋁、鋼或其它導熱材質，其部設置多個開口與通道連接。 所述散熱片上設有缺口，缺口為半橢圓或半圓形或三角形或梯形或矩形中的至少
一種，散熱片與接觸位置流體的流動方向夾角大於0度小於或等於90度。 本發明的混合式細通道冷卻器由基體和通道組成，通道內部設置單向閥，通道外
部均勻設置散熱片，工質充裝於基部和通道內。通道內設置的單向閥可以控制流體的流動
方向。基部材料為具有高導熱性能的銅、鋁、鋼或其它導熱材質等，上部設置多個開口用於連接通道。 通道深度和寬度尺寸為幾千微米到幾個毫米，材料銅、鋁、鋼或其它導熱材質，可 採用以下工藝製作而成在導熱材質板上加工出細槽道，然後將兩片刻有槽道的導熱材質 板對接，從而形成一條封閉的細通道，對接方式可採用粘結。槽道可以加工成光滑形狀，也 可以將其內部設置為鋸齒形，這樣更有利於加劇湍流的形成，提高散熱效果。另外，可以在 橫向通道A處設置引流板，引導氣體和液體的流動方向。
單向閥放置於通道內，數量為4。 散熱片可以具有多種形式，如缺口處可設置為半橢圓，半圓形，三角形，梯形和矩 形等，另外散熱片與接觸位置流體的流動方向可以相互垂直也可以形成一定的銳角。
工質可為水，鑑於CPU最高耐受溫度為60°C，因此通道內壓力應小於0. 2個大氣壓。 本發明的工作原理如下將本混合式細通道冷卻器放置於電子產品之上，電子 產品釋放出的熱量經高導熱性的基體傳遞給工質，因通道內壓力較低，所有工質由液態逐 步變為氣態，氣態的工質沿單向閥I流到通道的橫向通道A處，並繼續流動，形成一個基 體-單向閥I-單向閥III-單向閥IV—單向閥II-基體的閉合迴路。氣體在流入橫向通道 A處時，與從單向閥IV流出的液體相接觸，使得氣體溫度降低，部分氣體轉化為液體，未轉 化為液體的部分到達橫向通道B時經散熱片的散熱轉化為液體，從而實現氣體雙重降溫， 提高了冷卻效果。 本發明具有以下技術效果和優點
l)本發明涉及的混合式細通道冷卻器，設置於電子產品之上，使工質可以實現"自循 環"，依靠電子產品散發的熱量驅動液體產生相變，並依靠混合換熱和對流換熱兩種方式實 現氣體向液體的相變散熱。這種散熱方式的散熱效果好、結構緊湊、成本低，而且結構簡單
無噪音。 2)採用混合式細通道進行散熱，大大強化了散熱效果，適用於高集成性電子產品 以及散熱要求高的場合。 3)形成的封閉式迴路耐用性好，一般無需檢修。
本發明的混合式細通道冷卻器可以用於以下領域
1) 計算機晶片散熱
2) 大功率電子元件如電晶體，大規模集成電路的散熱
3) 太空飛行器發熱元件的散熱。
圖1為本發明的裝配結構圖； 圖2為帶引流板的槽道結構；
圖3為單向閥的分布圖； 圖4為第一種散熱片的結構圖； 圖5為第二種散熱片的結構圖； 圖6為第三種散熱片的結構圖； 圖7為第一種槽道的局部放大視圖；圖8為第二種槽道的局部放大視圖9為第三種槽道的局部放大視圖。
其中，1.基體；2.通道；3.散熱片；4.單向閥I，5.單向閥II，6.單向閥III，7.單 向閥IV，8.橫向通道A，9.橫向通道B，IO.引流板，ll.槽道。
具體實施例方式
下面結合附圖與實施例對本發明作進一步的說明。 如圖1所示，該混合式細通道冷卻器由基體1和通道2組成，並在通道2內部設置 一組單向閥，通道2外部均勻設置散熱片3。散熱片3與接觸位置的流體流動方向大於0度 小於或等於90度。 如圖2所示，通道2包括兩個豎向通道和橫向通道A8、橫向通道B9，橫向通道B9 在兩條豎向通道頂部，橫向通道A8在兩條豎向通道中部，在橫向通道A8與兩豎向通道連接 處的上下兩側分別設有單向閥14、單向閥115、單向閥1116和單向閥IV7，其中單向閥14、 單向閥1116、單向閥IV7、單向閥115組成導熱工質流動迴路，所述導熱工質氣化後通過單 向閥14進入橫向通道A8，然後經過單向閥II16進入橫向通道B9，導熱工質液化，然後經過 單向閥IV7、橫向通道A8和單向閥115送入基體l，然後導熱工質氣化再次進入單向閥14。 橫向通道A8與豎向通道連接處可以設置引流板IO，引導氣體和流體的流動方向。
如圖3所示，單向閥放置於兩豎向通道內，數量為4個，用於控制工質的流動方向 為單向閥14-單向閥1116-單向閥IV7-單向閥115，這樣氣體與液體在橫向通道A8處可以 直接接觸，從而氣體溫度降低，部分氣體轉化為液體，未轉化為液體的部分氣體繼續流動到 達橫向通道B9，經散熱片3的散熱轉化為液體，從而實現氣體雙重降溫，提高了冷卻效果。
如圖4、圖5、圖6所示，散熱片3的缺口處為半橢圓，圓弧過渡和矩形三種形式。
如圖7、圖8、圖9所示，通道2為銅、鋁、鋼或其它導熱材質，它由兩片刻有槽道11 的導熱材質板對接而成，對接後的槽道11形成封閉的通道，對接方式為粘結或焊接。槽道 11內部可以為光滑形狀，也可以在內部設置為鋸齒形，這樣更有利於加劇湍流的形成，提高 散熱效果。基部材料為具有高導熱性能的銅，上部設置多個開口用於連接通道。工質充裝 於基部1和通道2內。工質可為水，通道2內壓力為低壓。
權利要求
一種混合式細通道冷卻器，其特徵是，它包括基體，在基體上連接若剛乾個通道，導熱工質充裝於基部和通道內；同時在通道內部設有單向導通裝置，使其內部形成導熱工質流動迴路；在通道外部則均勻設置若干個散熱片。
2. 如權利要求1所述的混合式細通道冷卻器，其特徵是，所述通道兩條豎向通道和兩 條橫向通道A、 B組成，橫向通道B在兩條豎向通道頂部，橫向通道A在兩條豎向通道中部， 在橫向通道A與兩豎向通道連接處的上下兩側分別設有單向閥I 、單向閥11 、單向閥111和 單向閥IV，其中單向閥1、單向閥ni、單向閥IV、單向閥II組成導熱工質流動迴路，所述導 熱工質氣化後通過單向閥I進入橫向通道A，然後經過單向閥III進入橫向通道B，導熱工 質液化，然後經過單向閥IV、橫向通道A和單向閥II送入基體，然後導熱工質氣化再次進入 單向閥I。
3. 如權利要求1或2所述的混合式細通道冷卻器，其特徵是，所述通道為銅、鋁、鋼或其 它導熱材質，它由兩片刻有槽道的導熱材質板對接而成，對接後的槽道形成封閉的通道，對 接方式為粘結或焊接。
4. 如權利要求3所述的混合式細通道冷卻器，其特徵是，所述槽道內部為光滑形狀或為鋸齒形或方波形。
5. 如權利要求2所述的混合式細通道冷卻器，其特徵是，所述橫向通道A處設置引流板。
6. 如權利要求1所述的混合式細通道冷卻器，其特徵是，所述基體為銅、鋁、鋼或其它 導熱材質，其部設置多個開口與通道連接。
7. 如權利要求1所述的混合式細通道冷卻器，其特徵是，所述散熱片上設有缺口，缺口 為半橢圓或半圓形或三角形或梯形或矩形中的至少一種，散熱片與接觸位置流體的流動方 向夾角大於0度小於或等於90度。
全文摘要
本發明涉及一種混合式細通道冷卻器。它不但克服了常規散熱裝置在結構及性能上存在的不足，而且滿足了經濟性、環保型、高效性的要求。其結構為它包括基體，在基體上連接若剛乾個通道，導熱工質充裝於基部和通道內；同時在通道內部設有單向導通裝置，使其內部形成導熱工質流動迴路；在通道外部則均勻設置若干個散熱片。
文檔編號H01L23/373GK101789413SQ201010148810
公開日2010年7月28日 申請日期2010年4月19日 優先權日2010年4月19日
發明者張樹生, 郭雷, 陳雅群 申請人:山東大學