[發(fā)明專利]一種結構與功能一體化的圓形陣列熱源散熱裝置

有效

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• 申請日: 2020-01-10
• 公開（公告）號: CN111174188B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發(fā)明（設計）人: 徐尚龍;韋士騰
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: F21V29/51
• 分類號: F21V29/51;F21V29/70;F21V29/56;F28F1/40;F28D15/02
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產(chǎn)權代理有限公司 51230
• 代理人: 楊保剛

本發(fā)明公開了一種結構與功能一體化的圓形陣列熱源散熱裝置，屬于微電子液冷散熱技術領域，包括圓形微型槽相變平板熱管、圓形微通道散熱冷板和循環(huán)系統(tǒng)；所述圓形微型槽相變平板熱管包括蒸發(fā)端和冷凝端，所述蒸發(fā)端連接發(fā)熱芯片，所述冷凝端連接所述微通道散熱冷板，所述循環(huán)系統(tǒng)用于使所述微通道散熱冷板中的冷卻液進行循環(huán)流動；本發(fā)明采用納米流體相變熱管與微通道單相流散熱相結合，散熱高效。

技術領域

本發(fā)明涉及微電子液冷散熱技術領域，具體涉及一種結構與功能一體化的圓形陣列熱源散熱裝置。

背景技術

對于大功率(200W以上)的LED散熱系統(tǒng)，現(xiàn)有的最常見的散熱方式是采用散熱翅片直接粘貼在LED燈封裝的背面，依靠固體材料之間的熱傳遞將熱量傳到翅片上進行散熱。由于熱阻較高，這種散熱方式是很低效的。因此，這種散熱方式無法有效的對高熱流密度的大功率LED進行有效散熱，所以對LED的使用壽命影響巨大，當前散熱效果較為明顯的方式是采用熱管式散熱器或者微通道冷板對大功率LED進行散熱，但依然存在不少問題。比如專利號為ZL200620057787.6的中國專利“大功率發(fā)光二極管的散熱封裝結構”采用了無機介質(zhì)或相變傳熱的熱管作為大功率LED封裝散熱器件，使傳熱功率大大提高，熱管的熱導系數(shù)是金屬傳熱的100倍以上，改善了LED對外界環(huán)境的散熱能力。但是該專利并沒有熱管內(nèi)部的相變結構進行優(yōu)化，一旦LED工作一定時間長度后，必定會影響相變工質(zhì)的散熱效果。

基于沖刷式的射入結構的散熱技術是一種高效的微流體散熱技術。包括結構頂部的進液口和出液口。由于冷板下布置相變熱管，故將入口設在蓋板中心位置，流體從中央入口直接對沖擊熱源，相當于射流冷卻的作用。該流道具有蓋板中心入口和四周分散流道的特點，冷卻液從入口進入，然后向四周散開流動，多方向流動能最大化的降低冷板溫差，使冷板的溫度均勻性達到較好，以達到降低相變熱管溫度，從而有效控制熱源的溫度。

傳統(tǒng)的散熱結構采用減材加工，它需要通過各種方法將零件毛坯上多于材料去掉，如磨削加工、切削加工以及各種電化學加工方法，還有一種材料在成型過程中基本保持不變，如各種壓力成型方法以及各種鑄造方法的零件成形，它的成形過程主要是材料的轉移和毛坯形狀的改變，即材料轉移法。然而這些傳統(tǒng)加工方式在加工上大大消耗人力財力,不僅存在原材料嚴重浪費，而且制造成本隨著制造結構的復雜而大幅度提高。此外，對于某些精密復雜的結構，傳統(tǒng)的制造技術沒法精確制造，還浪費了很多時間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：本發(fā)明提供了一種結構與功能一體化的圓形陣列熱源散熱裝置，解決了目前散熱結構散熱效率低的技術問題。

本發(fā)明采用的技術方案如下：

一種結構與功能一體化的圓形陣列熱源散熱裝置，包括圓形微型槽相變平板熱管、圓形微通道散熱冷板和循環(huán)系統(tǒng)；

所述圓形微型槽相變平板熱管包括蒸發(fā)端和冷凝端，所述蒸發(fā)端連接發(fā)熱芯片，所述冷凝端連接所述微通道散熱冷板，所述循環(huán)系統(tǒng)用于使所述微通道散熱冷板中的冷卻液進行循環(huán)流動。

進一步的，所述蒸發(fā)端包括一體化設置的吸液芯和管殼，所述吸液芯為劍麻形圓形陣列的納米流體通道，所述管殼側面設置有連接蒸發(fā)端和冷凝端的流道；

所述冷凝端和蒸發(fā)端結構相同，呈鏡像對稱。

進一步的，所述劍麻形圓形陣列的納米流體通道包括主通道和分支通道，所述主通道沿半徑方向分布，所述分支通道連接所述主通道。

進一步的，所述吸液芯中的流體為石墨烯水溶液。

進一步的，所述蒸發(fā)端、管殼側壁和冷凝端上均設置有燒結的鈦粉。

進一步的，圓形微通道散熱冷板包括蓋板和冷板，所述冷板上表面設置有微通道，微通道中的流體為清水，所述冷板上表面與所述蓋板下表面連接，所述冷板下表面連接所述圓形微型槽相變平板熱管，所述蓋板中心設置有入液口，所述蓋板上設置有出液口。