[发明专利]一种用于边缘服务器芯片散热的微通道结构

说明书

本发明公开一种用于边缘服务器芯片散热的微通道结构，属于服务器芯片散热技术领域，包括壳体和上盖，壳体上开设正方形的沉槽；沉槽底面设有呈菱形四棱柱结构的肋柱，肋柱包括沿沉槽对角线间隔分布的倾斜肋柱和在沉槽对角线分割的三角形区域内矩形阵列的平行肋柱；倾斜肋柱的菱形长轴方向与所述沉槽对角线方向一致，平行肋柱的菱形长轴方向与对应的沉槽侧壁垂直；上盖上开设有与沉槽中心对应的进口和与沉槽的四角对应的出口。肋柱能对冷却液形成充分扰动，对流换热热阻降低，提高散热效果，降低流动中的滞止效应；可有效缩短流动路径，降低沿程压降，进一步提高整体的对流换热效果，从而实现对边缘服务器芯片的良好散热。

技术领域

本发明属于服务器芯片散热技术领域，具体地说是一种用于边缘服务器芯片散热的微通道结构。

背景技术

为了实现数据流量的本地化处理，以降低对远端数据中心的流量冲击，同时能够提供低延时和高稳定的应用运行环境，一种融合网络、计算、存储、应用核心能力的边缘计算开放平台应运而生，并衍生出多种形式的边缘服务器产品。

针对复杂多样的计算场景，边缘服务器在未来将逐渐朝着更高算力和更小体积的方向发展，这意味着电子芯片的功耗将会越来越大，单位体积或面积的热流密度也会越来越高，传统的风冷和液冷技术将不能满足某些电子芯片的封装和散热需求，严重时可能会引发芯片的热失效。

微通道冷却技术由于其结构紧凑、节省空间，且散热能力高于普通液冷的优势，在电子芯片封装领域得到了广泛的关注。该技术基于基本传热概念，即层流流体的传热系数与流体水力直径成反比，这意味着通道的水力直径越小，其散热能力越强。微通道的直径通常为5～100μm，传热系数可高达80000w/(m²·k)，可以确保高功率芯片在安全温度范围内工作。

在现有技术中，存在不同形状的微通道结构用于强化散热。但是现有的微通道散热结构存在流动压降较大，壁面温度分布不均以及引入额外流动阻力问题，导致散热效果不理想。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种用于边缘服务器芯片散热的微通道结构，可以降低流动压降，改善散热结构下游的换热效果，提高对流换热的均匀性和整体换热效果。

本发明是通过下述技术方案来实现的：

一种用于边缘服务器芯片散热的微通道结构，包括壳体和扣合于所述壳体上的上盖，所述壳体上侧开设有正方形的沉槽；

所述沉槽底面设有若干呈菱形四棱柱结构的肋柱，所述肋柱包括沿所述沉槽对角线间隔分布的倾斜肋柱和在所述沉槽对角线分割的三角形区域内矩形阵列的平行肋柱；所述倾斜肋柱的菱形长轴方向与所述沉槽对角线方向一致，所述平行肋柱的菱形长轴方向与对应的沉槽侧壁垂直；

所述上盖上开设有与所述沉槽中心对应的进口和与所述沉槽的四角对应的出口。

本发明的进一步改进还有，所述平行肋柱和所述倾斜肋柱沿所述沉槽的对角线和对边中心连线呈对称设置。

本发明的进一步改进还有，所述沉槽底面外沿开设有呈正方形分布的汇流槽；所述汇流槽的内外侧壁拐角位置均倒有圆角，所述出口圆心与所述汇流槽外壁拐角的倒角圆心对应。

本发明的进一步改进还有，所述汇流槽的内外侧壁圆角半径大小相等，均为Ro；所述汇流槽外侧壁与所述沉槽侧壁的间距、所述汇流槽的宽度和所述出口的半径均等于Ro。

本发明的进一步改进还有，所述平行肋柱沿其短轴方向和其长轴方向的间距分别为La和Lb，其中La＝Lb/2；所述倾斜肋柱沿其长轴方向的间距为Lc，其中Lc＝6/5La；

靠近所述沉槽中心的平行肋柱中心与所述沉槽中心的间距为Lm，其中Lm＝3/2Lb；靠近所述沉槽中心的倾斜肋柱中心与所述沉槽中心的间距为Ln，其中Ln＝Lb。

本发明的进一步改进还有，所述进口的半径等于Ro，且Ro＝La/2。