[发明专利]增强型散热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种散热器，尤其涉及一种接收流体以将集成电路芯片上的热量移除的散热器。

背景技术

微电子装置不断增长的密度、速度和功耗导致热量的快速增加，因此需要驱散热通量以保证微电子装置的稳定和可靠运行。同时，电子装置的尺寸的缩小使得用于冷却方案的可用空间非常有限，因此需要有创新和高效的简洁冷却技术。

US4,450,472专利文件揭露了一种传统的、具有被鳍片隔开的微通道阵列的微通道散热器。鳍片阵列设置在有盖覆盖的外壳内。盖上有进口孔和出口孔。进口孔和出口孔用于接收来自加压冷却液供应源的冷却液。传统的微通道散热器的问题在于，因为边界层变厚和冷却液变热导致微通道内沿流动方向的传热性能变差，所以经过芯片的显著温度变化持续存在。这些经过芯片的温度梯度能危及集成电路的可靠性并导致早期失效。

因此非常需要进一步提高微通道散热器的传热性能。

发明内容

第一方面，本发明提供一种用于消散装配的电子元件的热量的散热器装置，该装置包括：接收流体的入口；排放所述流体的出口；处于所述入口和出口中间的热消散区域；所述区域包括多个横通道和在相邻的横通道间延伸的多个斜通道；其中，所述斜通道和横通道确定了所述流体从所述入口到所述出口的流体路径。

在一个实施例中，本发明提供一种包括至少一个横通道和在散热器的表面引入至少一个斜通道的增强型微通道和迷你通道散热器。横通道可以延长，并可以在与散热器的轴并行的方向延伸，斜通道可沿着与所述轴倾斜的方向上设置。

横通道和斜分支通道之间的设置可以为；横通道与斜分支通道进行流体交互。

根据本发明，散热器的热边界层周期性的重新开始于每一中断的斜分支通道的前沿，且由于短通道的边界层的平均厚度比长通道薄，所以中断的表面的局部和平均传热系数比连续表面的要高。

斜分支通道的存在也使得部分流体从横通道转流向斜分支通道，然后注入相邻的横通道。这样产生的第二流体提高了流体的混合，并进一步提高了传热性能。

本发明的进一步的优势特征揭露在从属权利要求中。

附图说明

参照描述了本发明的可能设计的相应附图，可方便的进一步描述本发明。本发明的其它设计是可能的和可推理的，相应附图的特性不应理解为代替本发明的前述描述的一般性。

图1(a)为根据本发明的具有斜通道的微通道散热器的等角投影图；

图1(b)为表示图1(a)中的展示流体流动方式的微通道散热器的平面视图；

图2为具有斜通道的微通道散热器的计算域；

图3为根据图1(a)的实施例的具有斜通道的微通道散热器的底壁温度曲线图；

图4为根据图1(a)发明的具有斜通道的微通道散热器的局部传热系数图；

图5为根据图1(a)发明的具有斜通道的微通道散热器的压降曲线图；

图6(a)为具有密集的斜通道阵列的增强型微通道散热器的等角投影图；

图6(b)为表示图6(a)中的展示流体流动方式的微通道散热器的平面视图；

图7为根据图6发明的具有斜通道的微通道散热器的底壁温度曲线图；

图8为根据图6发明的具有斜通道的微通道散热器的局部传热系数曲线图；

图9为#1组微通道散热器(500μm通道宽度)的平均传热系数曲线图；

图10为#1组微通道散热器(500μm通道宽度)的总热阻的对比图；

图11为#2组微通道散热器(300μm通道宽度)的平均传热系数曲线图；

图12为#3组微通道散热器(～120μm通道宽度)的平均传热系数图；

图13为#3组微通道散热器(～120μm通道宽度)的压降曲线图；

图14(a)为具有不均匀斜通道斜度的增强型微通道散热器的等角投影图；

图14(b)为展示流体流动方式的图14(a)中的微通道散热器的平面视图；

图15为用热点仿真的微通道散热器的底壁温度曲线图；

图16为都以斜切角度为函数的贯穿散热器的总热阻和压降图；

图17为根据在多个热点具有不均匀鳍片斜度的进一步实施例的散热器平面视图；

图18为根据图17的散热器的等角投影图。

具体实施方式