[發明專利]一種用于鈮酸鋰基聲表面波器件的水冷平臺、水冷散熱裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 202010098293.7
• 申請日: 2020-02-18
• 公開（公告）號: CN111432596B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 趙雷;牛鵬飛
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;B01L3/00
• 代理公司: 天津創智天誠知識產權代理事務所(普通合伙) 12214
• 代理人: 孫秋媛

1.一種用于鈮酸鋰基聲表面波器件的水冷平臺，其特征在于：所述水冷平臺包括由上至下依次設置的上蓋板、熱電偶支撐層、隔板、散熱層和下基板，所述上蓋板、熱電偶支撐層、隔板、散熱層及下基板的邊緣均形成有2個向外凸出的連接板，所述水冷平臺包括設置在中心的聚焦區和設置在所述聚焦區外圍的外圍區；

所述熱電偶支撐層上設有與聚焦區對應設置的聚焦區熱電偶和與外圍區對應設置的外圍區熱電偶，以用于通過聚焦區熱電偶和外圍區熱電偶分別測量聚焦區及外圍區的溫度，所述熱電偶支撐層的連接板下表面與隔板的連接板上表面之間形成聚焦導線口和外圍導線口，所述聚焦區熱電偶通過導線與聚焦導線口電連接，所述外圍區熱電偶通過另一導線與外圍導線口電連接以用于所述聚焦區熱電偶及外圍區熱電偶通過兩個導線口與外部的控制電路電連接；

所述散熱層的連接板上表面與隔板的連接板下表面之間分別形成有外圍區冷液口和聚焦區冷液口，所述外圍區冷液口與聚焦區冷液口與外部的供水裝置連接，所述散熱層上設有位于聚焦區的聚焦循環通道和位于外圍區的外圍循環通道，所述外圍區冷液口與所述外圍循環通道連通以用于向外圍輸入和/或輸出冷液，所述聚焦循環通道與所述聚焦區冷液口連通以用于向聚焦區輸入和/或輸出冷液，所述聚焦循環通道與外圍循環通道之間不連通，以用于分別對所述聚焦區及外圍區進行散熱。

2.根據權利要求1所述的水冷平臺，其特征在于：所述聚焦循環通道包括第一聚焦循環通道和第二聚焦循環通道，所述第一聚焦循環通道為圓形，所述第二聚焦循環通道為矩形，所述第二聚焦循環通道的一端與第一聚焦循環通道連通，另一端與散熱層上的聚焦區冷液口連通。

3.根據權利要求2所述的水冷平臺，其特征在于：所述聚焦區冷液口包括聚焦區進液口和聚焦區出液口，所述第二聚焦循環通道的中間設有分隔條以用于形成聚焦進液通路與聚焦出液通路，聚焦進液通路與聚焦區進液口連通，聚焦出液通路與聚焦區出液口連通，冷液從聚焦區進液口輸入后再先后依次經過聚焦進液通路、第一聚焦循環通道、聚焦出液通路和聚焦區出液口而實現冷液循環。

4.根據權利要求3所述的水冷平臺，其特征在于：所述外圍循環通道為設置在所述散熱層上除最內側的聚焦循環通路以外的其余通路，所述外圍循環通道包括對稱設置的2個半環形的外圍進液通路及外圍出液通路，外圍進液通路與外圍出液通路之間通過分隔條獨立分離設置，外圍進液通路與外圍出液通路均為蛇形盤繞，所述外圍進液通路、外圍出液通路和聚焦循環通道構成一個圓形，所述外圍進液通路與外圍出液通路沿圓形的徑向對稱設置，所述第一聚焦循環通道位于外圍進液通路所在半圓形的圓心位置，第二聚焦循環通道位于外圍出液通路與外圍進液通路之間并與聚焦區冷液口連通，外圍進液通路和外圍出液通路與最靠近第一聚焦循環通道的一端相連通。

5.根據權利要求4所述的水冷平臺，其特征在于：所述外圍區冷液口包括外圍區進液口和外圍區出液口，所述外圍進液通路與外圍區進液口連通，外圍出液通路與外圍區出液口連通，冷液從外圍區進液口輸入再先后經過外圍進液通路、外圍出液通路及外圍區出液口而實現冷液循環。

6.根據權利要求5所述的水冷平臺，其特征在于：所述水冷平臺的厚度為4mm，所述上蓋板與下基板的厚度相同，所述厚度為0.8-1mm，所述隔板、散熱層的厚度小于上蓋板及下基板的厚度，所述隔板及散熱層的厚度為0.3-0.5mm。

7.一種基于權利要求6所述的水冷平臺的水冷散熱裝置，其特征在于：包括權利要求6所述的水冷平臺，水管和水泵；

所述水冷平臺的聚焦區冷液口及外圍區冷液口分別通過水管與水泵連接以用于向所述水冷平臺的散熱層輸送和/或輸出冷液而進行散熱。

8.根據權利要求7所述的水冷散熱裝置，其特征在于：所述水冷散熱裝置還包括控制電路，所述控制電路通過導線經所述聚焦導線口和外圍導線口與聚焦區熱電偶及外圍區熱電偶電連接。

9.一種基于權利要求8所述的水冷散熱裝置的使用方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)聚焦區熱電偶、外圍區熱電偶監測水冷平臺上的聚焦區與外圍區的溫度；

(2)當聚焦區與外圍區的溫差大于預設閾值時，控制電路向水泵發出指令，降低外圍區的介質循環流速，以使外圍區溫度升高，縮小聚焦區與外圍區的溫差；直至該溫差在預設閾值范圍內；

(3)當聚焦區與外圍區的溫差小于預設閾值時，控制電路向水泵發出指令，增加外圍區的介質循環流速，以使外圍區溫度降低，增大聚焦區與外圍區的溫差，直至該溫差在預設閾值范圍內。