[发明专利]一种基于金属快速成型工艺的薄壁密封液冷通道

说明书

技术领域

本发明涉及液冷散热技术，具体是一种基于金属快速成型工艺的薄壁密封液冷通道，可得到最薄的密封壁厚。

背景技术

液冷散热是电子行业对高发热电子芯片的常用冷却方式。其原理是在电子芯片安装板（同时起冷却作用，又称冷板）的内部设置液冷通道，通入冷却液，利用冷却液将电子芯片产生的热量带走，从而给电子芯片散热降温。

提高液冷散热效率的一种有效途径，是尽量缩短发热芯片与冷却液间的传热距离，即如图1所示，尽量减薄液冷通道的顶板壁厚（图中尺寸H），从而减少传热温差。含有液冷通道的冷板的传统设计方法，是将冷板分为上下两个部分分别加工，然后再焊接一体。其中含液冷通道的部分，其加工方法，包括线切割、铣加工、电火花加工等工艺。这类工艺中，由于加工方式、加工工艺等限制，仅能加工简单截面形状的液冷通道，然后再与另一部分焊接一体。基于焊接密封可靠性和焊缝承受冷却液压力的考虑，一般情况下液冷通道顶板厚度不小于1mm，且各液冷通道间距不低于2mm。

快速成型技术，自上世纪80年代诞生以来不断发展，近年来基于金属材料的快速成型技术已具有一定的技术成熟度，其已广泛用于电子、航空航天、特种制造等行业，利用快速成型工艺制造各种含液冷通道的电子芯片安装板（冷板）也屡见不鲜，基于快速成型工艺来设计电子芯片冷板，无须将冷板分为两个部分分别加工，也省却了焊接这道工序，属于一次成型工艺，因而获得越来越多的关注。

通常，受到快速成型工艺的约束，制作的液冷通道在堆积成型方向上通道顶部的顶板壁厚至少要达到3-4mm，否则极易产生渗漏孔隙和空穴，造成液冷通道密封失效。而过厚的顶板壁厚对散热效率的负面影响很大。

发明内容

针对现有技术中的顶板壁厚厚度至少在3-4mm，导致对散热效率的负面影响很大的技术问题，本发明公开了一种基于金属快速成型工艺的薄壁密封液冷通道。

本发明的技术方案如下

本发明公开了一种基于金属快速成型工艺的薄壁密封液冷通道，所述液冷通道采用金属快速成型工艺制备，液冷通道的截面为直线与弧线连接形成的环形结构，环形结构沿金属堆积方向为圆角矩形；液冷通道的顶部为平面，其平面通过两个弧形与液冷通道的其余壁相连接。通过将液冷通道的顶部设置为平面，避免了圆弧顶点的出现，同时该平面通过两个弧形与液冷通道的其余壁相连接，也保持了截面较为优良的力学特性。因为采用该结构，使得最小金属壁厚可以降至0.5-0.6mm。

更进一步地，连接顶部平面的两个弧形的半径相等。当然半径也可以不相等。

更进一步地，弧形与各直线平面采取平滑方式进行过渡。采用平滑过渡可以避免圆弧曲率与直线交叉所形成的硬过渡交点，从而避免在快速成型加工过程中对硬交点处反复激光烧结，使得烧结处反复熔融，破坏原始成型结构。

更进一步地，连接顶部平面的两个弧形的半径R1、R2取值在0.1mm-3mm之间，弧顶平面长度取值在0.1mm-1mm之间。特别的，在两个弧形的半径R1、R2取值在0.1mm-2.9mm，弧顶平面长度取值在0.1mm-0.9mm之间，产品的一次成品率较高。

通过采用以上的技术方案，本发明的有益效果为：大幅降低基于金属快速成型工艺制造的密封液冷通道所需金属壁厚度，最小金属壁厚由3mm-4mm降至0.5-0.6mm，从而提高液冷通道散热能力。

附图说明

图1为液冷散热原理示意图。

图2 为金属快速成型工艺流程。

图3为不同流道截面形状的冷板结构示意图。

图4 为金属快速成型工艺示意图。

图5为基于金属快速成型工艺的薄壁密封液冷通道的设计方法示意图。

图6 -图8为a、b、c三种不同截面形状的方案示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，详细说明本发明的具体实施方式。

本发明公开了一种基于金属快速成型工艺的薄壁密封液冷通道，其原理图如图1所示。