[发明专利]一种双向流路的分形微槽道冷板

说明书

本发明公开了一种双向流路的分形微槽道冷板，包括进液板、中间板和回液板，其中，进液板包括第一进口分液槽道、第二进口分液槽道和进液零级支路槽道，第一进口分液槽道与奇数排的进液零级支路槽道相连，第二进口分液槽道与偶数排的进液零级支路槽道相连；中间板包括镂空孔，镂空孔被设置为与进液零级支路槽道相对应；回液板包括第一出口集液槽道、第二出口集液槽道和集液零级支路槽道，第一出口集液槽道与偶数排的集液零级支路槽道相连，第二出口集液槽道与奇数排的集液零级支路槽道相连。本发明的一种双向流路的分形微槽道冷板，提升冷板上微槽道的占空比和换热面积，改善冷板表面的温度均匀性和散热性能。

技术领域

本发明涉及换热设备技术领域，尤其涉及一种双向流路的分形微槽道冷板。

背景技术

随着芯片制程工艺的提升，芯片集成度越来越高、单位体积功率越来越大，芯片在运行期间会产生大量的热量。若这些热量不能及时、均匀地散出，会导致芯片整体或局部过热烧毁。这就要求为芯片降温的散热器具有足够大的散热能力，且散热表面温度均匀、无局部过热现象。

微槽道冷板作为一种结构紧凑、换热能力强的液冷散热器，被认为是大功率集成芯片散热降温的最有效手段。目前现有微槽道冷板是在金属基板上开单个槽道或多个平直槽道形成单向流路。中国专利公开(公告)号为CN 103474712B的专利“一种应用在锂电池模块上的密封水冷板结构”采用单根槽道在单层基板上连续180°折角排布，制冷工质沿着蛇形槽道从冷板的一端流向另一端实现换热。中国专利公开(公告) 号为CN100555613C的专利“用于电子部件冷却的选择性开槽的冷板”采用多个平行的平直槽道在单层基板上排布，制冷工质被分配到各槽道沿着同一方向流动最后汇聚流出。以上类型的微槽道冷板均采用了平直槽道形成单向流路；冷板散热表面的温度沿制冷工质流动方向不断升高，导致冷板出口位置容易局部过热；另外平直微槽道占空比低，易在槽道间无工质流动的区域出现局部过热。

采用相互隔绝的两路制冷工质在冷板内交叉地逆流流动，可以有效解决单向流路微槽道冷板温度不均的问题。但是在单层基板上直接刻蚀微槽道难以形成既相互隔绝又能使工质交叉逆流的流道腔体。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种双向流路的分形微槽道冷板，采用两端进液且两路工质交叉逆流的方法，解决冷板温度沿工质流向不断升高引起的局部过热问题；采用具有多级分枝结构的分形微槽道，提升冷板上微槽道的占空比和换热面积，进一步改善冷板表面的温度均匀性和散热性能。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是针对现有单向流路冷板温度不均的问题，需要发明新的双向流路微槽道冷板，解决如何布置两路相互隔绝且交叉逆流的流道腔体的难题。

为实现上述目的，本发明提供了一种双向流路的分形微槽道冷板，包括进液板、中间板和回液板，其中，

进液板包括第一进口分液槽道、第二进口分液槽道和进液零级支路槽道，第一进口分液槽道与奇数排的进液零级支路槽道相连，第二进口分液槽道与偶数排的进液零级支路槽道相连；

中间板包括镂空孔，镂空孔被设置为与进液零级支路槽道相对应；

回液板包括第一出口集液槽道、第二出口集液槽道和集液零级支路槽道，第一出口集液槽道与偶数排的集液零级支路槽道相连，第二出口集液槽道与奇数排的集液零级支路槽道相连。

进一步地，进液零级支路槽道包括分形单元，分形单元串联连接，分形单元包括零级支路槽道、一级支路槽道和二级支路槽道，零级支路槽道和一级支路槽道的水力直径比等于一级支路槽道和二级支路槽道的直径比，零级支路槽道和一级支路槽道的水力长度比等于一级支路槽道和二级支路槽道的长度比。

进一步地，分形单元从零级支路槽道开始，在节点处为一分二形式，分成两个一级支路槽道，两个一级支路槽道再继续一分二，分形四个二级支路槽道，四个二级支路槽道再合并为两个一级支路槽道，两个一级支路槽道再合并为一个零级支路槽道。