一种改善流体分布的微小流道散热器

1.本发明涉及一种改善流体分布的微小流道散热器板，属于微流道换热技术领域。


背景技术：

2.近年来，集成电路的快速发展使得电子元件得以向小型化、高密度化发展，产生越来越多的热量，根据为了克服高热量而引起的电子元件失效问题，人们开发了多种散热方案，其中微小流道散热器由于其优良的的散热特性，因此在电子产品散热问题中微小流道散热器具有十分广阔的应用场景。
3.了解微小流道的流动特性是设计的先决条件，根据入水口和出水口布置的相对位置不同，流道中的散热介质会有不同的轨迹，将传统的散热器分为i型，u型或c型，在 i 型布置的传统流动歧管中，入口处的射流导致流动沿着更短的路径通过散热器的中心区域，通过设计微小流道的入口结构来减少流量分布不均优化传热性能仍具有挑战性，如果想要进一步提高换热效率，对于散热器的入口结构设计尤为重要。


技术实现要素：

4.本发明为了解决上述背景中提到的现有流道流量分布不均从而导致的微小流道散热器换热效率不高的问题，提出了一种可以改善流体分布的微小流道散热器板。
5.本发明提出的一种微小流道散热器，包含发热单元、入水口、入口引流肋板、流道，所述的散热器平行设置有多条流道。
6.优选地，所述散热器为低温共烧陶瓷。
7.优选地，所述散热器有多层生瓷片共烧而成，单层生瓷片厚度为0.127mm。
8.优选地，所述微小流道宽2mm，由四层生瓷片叠压制成。
9.优选地，所述微小流道成形采用激光烧蚀工艺，在单张生瓷片制作二维通道，将带有微通道的生瓷片进行叠压，印刷牺牲材料，然后将所有的生瓷片进行恒温等静压与烧结，最终形成完整的3d微通道结构。
10.优选地，所述牺牲材料为炭黑膏，目的是为了防止静压过程中微通道产生变形。
11.优选地，所述的冷却工质可使用去离子水。
12.采用以上技术方案，本发明具有如下有益的效果：本发明是对原有的微小流道散热器进行改进，在入口处增加了一个引流肋板，使得流量分布更均匀，可显著增强冷却液分布的均匀性，增强散热器的散热性能。
附图说明
13.构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对于本发明的不当限定。
14.图1为传统的i型布置的微小流道散热器轴视图；图2为改进了入口结构的i型布置的微小流道散热器轴视图；
图3为传统i型布置的微小流道的主视图；图4为图3指定位置的剖视图；图5为本发明实施例的正视图；图6为图5指定位置的剖视图；图7为传统的i型布置在入口流速为0.8m/s的微小流道散热器迹线图；图8为改进了入口结构的i型布置在入口流速为0.8m/s的微小流道散热器迹线图；图9为在相同边界条件下两种结构分割面的最高温度对比折线图；图10为在相同的边界条件下两种结构不同流道流量分布图；图中：1-微小流道散热器，101-入水口，102-出水口，103-肋板，104-引流肋板，2-发热单元。
具体实施方式
15.需要注意的是，在本发明中，所述的具体实施案例只用于示例性说明或者对发明原来的解释。以上所述的优选实施方式，在本技术领域的普通技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明内容原来的前提下，可以做若干改进和变化，这些改进和变化应视为被发明的保护范围。
16.具体实施方式一：参见图4说明本实施方式。本实施方式所述的改善流体分布的微小流道散热器，包含微小流道散热器1、入水口101、出水口102、肋板103、引流肋板104和发热单元2，所述的微小流道散热器1上平行设置有多条引流肋板104，在入水口101处设置有引肋板104，通过添加引流肋板104可显著改善流体的分布，降低发热单元2的温度。
17.所述的微小流道散热器1为低温共烧陶瓷。
18.所述的所述散热器1由多层生瓷片共烧而成，单层生瓷片厚度为0.127mm。
19.采用激光烧蚀工艺，在单张生瓷片制作二维通道，将带有微通道的生瓷片进行叠压，印刷牺牲材料，然后将所有的生瓷片进行恒温等静压与烧结，最终形成完整的3d微通道结构即微小流道散热器1。
20.所述的所述牺牲材料为炭黑膏，目的是为了防止静压过程中肋板103和引流肋板104产生变形。
21.所述微小流道宽2mm，由四层生瓷片叠压制成。
22.所述的散热器的冷却工质为去离子水。
23.冷却工质经入水口101流入，对于常规的流道，冷却工质流入后的状态如图7所示，加入引流肋板104后，冷却工质流入后的流动状态如图8所示，为了验证改进后的微小流道散热器的散热效果，使用有限元流体仿真软件fluent对传统的i型散热器和改进后的散热器进行仿真分析，并且针对不同的流速下的情况进行对比，得到两种结构不同流速下的最高温度值如图9所示。
24.对两种不同的结构进行流量分布的统计分析，经计算，改进前流道的方差计算结果为4.702，改进后的方差计算结果为2.512。


技术特征：
1.一种改善流体分布的微小流道散热器，其特征在于，包括微小流道散热器（1）和发热单元（2），所述的微小流道散热器（1）包含入水口（101）、引流肋板（104）、肋板（103）和出水口（102）。2.根据权利要求1所述的微小流道散热器，其特征在于，所述的微小流道散热器（1）为多层生瓷片共烧而成。3.根据权利要求1所述的微小流道散热器，其特征在于，所述的引流肋板（104）和肋板（103）由四层生瓷片叠压制成。4.根据权利要求3所述的流道，其特征在于两个肋板（103）之间的间距为2mm。

技术总结
本发明提出了一种含有微小流道的散热器，主要涉及一种能够改善流体分布的微小流道散热器，该散热器包括入水口、出水口、引流肋板、肋板、发热单元，所述的散热器内部平行设置有多条流道，本发明对传统的I型布置的散热器进行了改进，通过在入口处设置引流肋板，从而使得流体分布更均匀，解决了传统I型布置的散热器流量分布不均的问题，通过将改进后的微小流道散热器与传统的I型散热器进行比较分析，发现改进后的散热器流体分布更均匀，与传统的I型散热器相比较，改进后的散热器进一步提高了散热性能。散热性能。散热性能。


技术研发人员：李彩林 王玉斌 林奈 李春泉 阎德劲 黄红艳 吴军 林宏锋 梁锟
受保护的技术使用者：桂林电子科技大学
技术研发日：2022.07.12
技术公布日：2022/8/30