[實用新型]一種基于印制電路板三維微通道陣列液冷冷卻結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721629556.2
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN207427569U
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 桂進樂;余懷強;王騰;黃波;田野;毛繁;蔣創(chuàng)新;湯勁松
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第二十六研究所
• 主分類號: H05K1/02
• 分類號: H05K1/02
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50212
• 代理人: 李海華

本實用新型公開了一種基于印制電路板三維微通道陣列液冷冷卻結(jié)構(gòu)，包括頂部PCB層、中部PCB層和底部PCB層，每層中部PCB層由平行設(shè)置的肋條和將相鄰肋條連接使之形成整體的連接段構(gòu)成，相鄰肋條之間的空間構(gòu)成流道；所有中部PCB層的肋條數(shù)量相同并上下一一正對，所有中部PCB層的連接帶在肋條長度方向上相互錯開，以使所有中部PCB層相對應(yīng)肋條間的流道上下完全連通；頂部PCB層蓋在最上層的中部PCB層上表面，底部PCB層蓋在最下層的中部PCB層下表面以封閉所有中部PCB層組合后構(gòu)成的流道上下表面；流道兩端形成冷卻液進口和出口。本實用新型有效解決了印制電路板中超高功率器件的散熱問題，以及散熱不均勻的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及基于印制電路板（Printed Circuit Board，縮寫PCB）的高熱流密度電子元器件散熱技術(shù)領(lǐng)域，具體為集成于印制電路板的三維微通道陣列液冷冷卻結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

目前，各類電子元器件朝著高集成度和性能不斷提高的趨勢發(fā)展，導致單位面積上的熱功耗顯著增大，局部區(qū)域熱流密度已經(jīng)高達100-1000W/cm2。電子元器件所處的熱環(huán)境越來越惡劣，傳統(tǒng)的散熱方式如熱傳導和強制風冷因超出其散熱極限，已相繼失效。如何實現(xiàn)高效散熱已成為各類電子元器件繼續(xù)向前發(fā)展急需突破的關(guān)鍵技術(shù)。微通道液冷散熱技術(shù)以其較大的比表面積且緊湊可靠的特性被相關(guān)研究者認為是目前解決高熱流密度問題的最佳方案。而在實際工程應(yīng)用中，常常將若干根微通道陣列化布置，一方面，依托高精度加工工藝在單位面積內(nèi)盡可能多的布置微通道，可增加換熱面積，從而進一步提升單位面積的散熱能力；另一方面，通過若干個微通道的陣列化布置，可使散熱區(qū)域覆蓋面積更大，也能夠提高散熱效果。

目前國內(nèi)外關(guān)于微通道陣列散熱技術(shù)的研究較多，依托成熟的機加工工藝和硅刻蝕工藝，現(xiàn)階段微通道陣列技術(shù)研究主要集中在金屬基板和硅基板上,例如：廈門大學周偉等人提出一種微通道陣列加工方法（公開號104708089A），該加工方法通過設(shè)計銑削組合刀具在普通機床上對金屬板進行微通道陣列加工；中國電子科技集團公司第二十九研究所王延等人提出一種硅基微通道散熱器集成冷卻裝置（公開號CN104201158A），該裝置通過刻蝕工藝制作成散熱微通道陣列，肋厚和溝道寬度均小于0.1mm。然而在工藝成熟、成本低廉且已廣泛應(yīng)用與各類軍民電子產(chǎn)品的的印制電路板基板方面，目前只有中國電子科技集團公司第二十六研究所余懷強首次提出一種印制電路板內(nèi)嵌流道液冷換熱裝置（公開號105188260A），該裝置提出的內(nèi)嵌微流道呈直線型、“S”型或樹杈型，但未涉及微通道陣列，并且根據(jù)該專利提出來的方法無法解決若干根肋懸浮的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有印制電路板存在的上述不足，本實用新型的目的在于提供一種基于印制電路板三維微通道陣列的液冷冷卻結(jié)構(gòu)，本實用新型有效解決了印制電路板中超高功率器件的散熱問題，以及散熱不均勻的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

基于印制電路板三維微通道陣列液冷冷卻結(jié)構(gòu)，包括頂部PCB層、中部PCB層和底部PCB層，所述中部PCB層由多層構(gòu)成；每層中部PCB層由平行設(shè)置的肋條和將相鄰肋條連接使之形成整體的連接段構(gòu)成，所有肋條兩端平齊，所有連接段垂直于肋條并位于同一直線上以形成連接帶，相鄰肋條之間的空間構(gòu)成流道；所有中部PCB層的肋條數(shù)量相同并上下一一正對，所有中部PCB層的連接帶在肋條長度方向上相互錯開，以使所有中部PCB層相對應(yīng)肋條間的流道上下完全連通；頂部PCB層蓋在最上層的中部PCB層上表面，底部PCB層蓋在最下層的中部PCB層下表面以封閉所有中部PCB層組合后構(gòu)成的流道上下表面；流道兩端形成冷卻液進口和出口。

進一步地，每層中部PCB層的所有肋條和連接段在同一基板上一體成型，每層中部PCB層的電極圖案在所有肋條和連接段上形成。

頂部PCB層、所有中部PCB層和底部PCB層依次通過粘接劑粘接固定。

每層中部PCB層的所有肋條厚度相同，所有連接段厚度相同，連接段厚度低于肋條厚度。