[發明專利]一種慣性導航模塊散熱裝置

有效

• 申請號: 201910624475.0
• 申請日: 2019-07-11
• 公開（公告）號: CN110342454B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 徐尚龍;李強強;衛士騰;周川翔
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: B81B7/00
• 分類號: B81B7/00;G01C21/16;G01C21/18
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 彭思思

本發明公開了一種慣性導航模塊散熱裝置，屬于流體散熱技術領域，包括：采用花灑式多流道混合沖擊散熱結構的微通道散熱器、微型泵、出液管、與每一芯片分別對應的若干分流管、設置于每一分流管上的多通道流體控制閥、回流腔和散熱翅片；微通道散熱器與慣性導航芯片的PCB板之間具有導熱涂層；經回流腔和散熱翅片冷卻的散熱工質被微型泵抽出，經出液管進入多通道流體控制閥，多通道流體控制閥基于芯片的實時溫度改變分流管的工質流量，冷卻后的散熱工質經分流管導入微通道散熱器，在吸收了芯片熱量后進入回流腔，構成散熱回路。本發明能夠實現對慣性導航模塊上的不同區域進行智能化的散熱。

技術領域

本發明涉及流體散熱技術領域，尤其涉及一種慣性導航模塊散熱裝置。

背景技術

陀螺儀(又稱角運動檢測器)是一種利用角動量守恒特性獲取運動物體精確方位的儀器，它是現代航空航天和國防工業中廣泛使用的一種慣性導航備件，其在現代無人機或反無人機的飛控系統中被廣泛應用，具有十分重要的戰略意義。一般來說，陀螺儀和加速度計等慣性導航組件會與其他類型的芯片，如高性能LDO電源芯片、高性能Cortex-Mo內核處理器和高集成MEMS傳感器芯片等，封裝于同一塊PCB板上制成慣性導航模塊。但隨著芯片集成度的提高，芯片發熱量也越來越大。一般來說，電子元器件的工作溫度為70～80℃，每增加1℃，其可靠性就會降低5％，由此可見，慣性導航模塊的散熱效果會對其性能可靠性造成巨大影響。

現有技術中散熱技術主要包括風冷、液冷以及風冷+液冷組合這三種方式；但是由于慣性導航模塊的集成度較高，其幾何尺寸可以在15mm*15mm*2mm之內，因此無法應用風冷散熱；進一步地，一方面，在慣性導航模塊的集成過程中，各芯片之間還設置有電容、接口走線等其他元件，無法采用整塊微通道冷板與PCB板相連接布局的散熱方案；另一方面，慣性導航模塊中的各個芯片在工作時的發熱量各不相同，但現有技術并沒有根據各個芯片的散熱量進行針對化的微通道散熱設計，如申請號為201510109891.9的專利方案，其公開了一種并聯式平行微通道多芯片散熱器，又如申請號為201610851729.9的專利，其公開了一種用于高熱流密度芯片的微通道液冷散熱器及導冷插件，在上述兩種方案中，其對于微通道散熱器的散熱設計都是以發熱量最大的部位來設定流量、壓力等參數，這樣會增加泵體的尺寸，使散熱結構不緊湊，對于發熱量很小的地方就會造成浪費，因此反而降低了散熱能效比。

發明內容

針對現有技術中慣性導航模塊散熱效果難度大，效果不好的問題，本發明提供一種慣性導航模塊散熱裝置，可以采取流量-壓力控制的并聯式獨立散熱方式應對慣性導航模塊不同位置上不同的散熱需求，實現高效、智能、安全地為加速度計、陀螺儀等慣性導航模塊進行散熱。

本發明為了實現上述目的具體采用以下技術方案：

本發明公開一種慣性導航模塊散熱裝置，包括：微通道散熱器、微型泵、出液管、與每一芯片分別對應的若干分流管、設置于每一分流管上的多通道流體控制閥、回流腔和散熱翅片；微通道散熱器由相互貼合的蓋板和冷板構成，冷板采用由入液口、微通道、儲液艙和回流口構成的花灑式多流道混合沖擊散熱結構；微通道散熱器與慣性導航芯片的PCB板之間具有導熱涂層；經回流腔和散熱翅片冷卻的散熱工質(即導熱液)被微型泵抽出，經出液管進入多通道流體控制閥，多通道流體控制閥基于芯片的實時溫度改變分流管的工質流量，冷卻后的散熱工質經分流管導入微通道散熱器，在吸收了芯片熱量后進入回流腔，構成散熱回路。

進一步地，分流管中的散熱工質由入液口導入儲液艙，再經微通道加壓穿過蓋板與所述導熱涂層進行熱交換，最后經回流口匯入所述回流腔。

進一步地，微通道的通道直徑小于0.5mm，微通道的高度小于等于2mm，微型泵為單通道微型泵。

進一步地，冷板由銅材料制成，冷板厚度大于微通道高度。

進一步地，冷板上還設置有外徑包裹所有微通道的凹槽，用于放置密封圈防止散熱工質漏出。

進一步地，導熱涂層為石墨烯復合材料導熱層。