【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电子器件散热，具体地，涉及一种扩-缩型微通道散热器。
技术介绍
1、随着半导体产业的快速发展，电子器件趋于高功率、小型化方向发展，这导致电子器件上的热流密度持续上升。在高温状态下，电子器件的性能会下降，甚至是失效和烧毁，而传统风冷散热器因散热效率低下已无法满足高热流密度器件的冷却需求，因此，降低电子器件的温度成为众多学者研究的重要课题，以确保电子器件在合适的温度范围内稳定运行。
2、1981年，tuckerman和pease提出的微通道散热器，开启了电子器件散热技术的新纪元。这种微通道散热器因其结构紧凑、高散热性能和低热阻等特点而备受关注，被认为是电子器件散热领域最有效的解决方案之一。在传统的光滑微通道中，冷却液沿着笔直通道流动时边界层持续生长，通道内缺乏扰动，散热性能受到限制，导致温度分布极其不均匀。而现有的肋片微通道虽提升了传热性能，但也伴随着明显的压降损失，增加了泵功率的需求，这制约了散热器整体综合性能的提升，并对散热器内部结构的稳定性产生负面影响。具有扩-缩结构的微通道，可增强通道内流体扰动，有效地破坏水力和热边界层，从而显著提高换热性能。同时，换热面积的增加进一步提升了传热效果，减小了压降损失，进而提高了散热器的综合性能和温度分布的均匀性。
3、申请号为cn 113148940 a的中国专利技术专利公开了具有梳齿状折流凸起结构的微通道散热器，该散热器的截面呈倒梯形，通道两侧壁面交替布置了多个梳齿状折流凸起结构。流体通过猛烈冲击梳齿状折流凸起结构，改变了流体流动方向，增强了扰流强度，
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术的不足，提供了一种扩-缩型微通道散热器，它一方面，减小了压降损失，提高了结构的稳定性。另一方面，提升了换热效率和温度均匀性。
2、为了实现上述目的，现提供如下方案：一种扩-缩型微通道散热器，包括顶部盖板、内部流道、底部基板以及冷却液；所述顶部盖板一端设置有冷却液入口，另一端设置有冷却液出口；所述底部基板设置有内凹的容纳空间，该容纳空间即为所述内部流道；所述内部流道中设置有若干个四角星形凸起结构；在横向和纵向方向上，相邻两行/列所述四角星形凸起结构交错排布；所述顶部盖板位于所述内部流道的顶端，所述顶部盖板的底面与所述底部基板之间密封连接。
3、进一步的，所述四角星形凸起结构的俯视图轮廓由四条圆弧组成，且四条圆弧均向内凹；每条所述圆弧的起点和终点分别为正方形abcd两条相互垂直的边的中点，所述圆弧的圆心位于正方形abcd对角线延长线上的某一点，该延长线的长度可为正方形对角线的3倍。
4、进一步的，第n行与第n+2行的所述四角星形凸起结构之间间隔相等，且第n行与第n+2行的四角星形凸起结构之间的间隔与第n列到第n+2列的四角星形凸起结构之间的间隔相等；第n行和第n+2行的四角星形凸起结构之间的间隔区域，以及第n列与第n+2列的凸起结构之间的间隔区域，共同组成了冷却液的汇流-分流区(n大于等于1且为正整数)。流体在汇流-分流区进行汇流，汇流后再分流。经此过程，加强了流体的混合能力和混合范围。
5、进一步的，所述四角星形凸起结构的左上方tl、左下方bl、右上方tr和右下方br的圆弧，分别与在其对应方位上的凸起结构中的右下方br、右上方tr、左下方bl和左上方tl的圆弧之间形成扩-缩型微通道。
6、上述技术方案中，四角星形凸起结构为横截面为四角星的柱体(凸起结构的横截面为四角星形)。相邻的四角星形凸起结构围设形成扩-缩型微通道，该扩-缩型微通道由两个圆弧组成类似括号形的通道，该通道两头窄中间宽。流体从窄端进入通道，随着通道变宽流体逐渐扩张；流体流经通道中部后，通道逐渐变窄，流体也开始收缩；由此，流体在一个通道内完成扩缩。
7、进一步地，所述扩-缩型微通道散热器还包括扰流肋，所述扰流肋设置在扩-缩型微通道内，所述扩-缩型微通道为相邻四角星形凸起结构围设而成的通道；优选地，所述扰流肋设置在扩-缩型微通道内的中心处。在扩-缩型微通道中心处设置扰流肋，可进一步增强流体的传热效果。
8、更进一步的，绕流肋的长l2和宽w2分别与扩-缩型微通道的长l1和宽w1平行，且扰流肋长度l2为扩-缩型微通道长度l1的扰流肋宽度w2为扩-缩型微通道宽度w1的
9、更进一步的，所述四角星形凸起结构左上方tl、左下方bl、右上方tr和右下方br的所述扩-缩型微通道中可任意一个或多个通道内放置绕流肋。
10、更进一步的，所述的扰流肋的横截面形状为椭圆形、菱形、长方形、水滴形中的任意一种。
11、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
12、1.本专利技术的扩-缩型微通道散热器，通过若干个四角星型凸起结构横纵交错排布形成的若干个扩-缩型微通道，增大了换热面积，提升了换热性能。同时，流体扰动的增强，破坏了水力和热边界层，从而提高了换热效率。
13、2.本专利技术的扩-缩型微通道散热器，通过若干个四角星型凸起结构横纵交错排布形成的若干个扩-缩型微通道和汇流-分流区，提高了冷热流体的混合能力和混合范围，进而改善了温度的均匀性。
14、3.本专利技术的扩-缩型微通道散热器，一方面，扩-缩型微通道的流动面积的增大，减小了通道内压降的损失。另一方面，四角星形凸起结构中左上方tl和左下方bl圆弧的分流设计，减小了来流冲击所产生的压降损失，进一步降低了流动阻力，提高了散热器结构的稳定性。
15、4.本专利技术的扩-缩型微通道散热器的强化传热结构，可根据不同电子器件的热流密度，在四角星形凸起结构的左上方tl、左下方bl、右上方tr和右下方br的扩-缩型微通道中的任意一个或多个通道内，放置绕流肋以强化传热效果，减少了泵功率损耗，同时也节约了材料成本。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种扩-缩型微通道散热器，包括顶部盖板、内部流道、底部基板以及冷却液；所述顶部盖板一端设置有冷却液入口，另一端设置有冷却液出口；所述底部基板设置有内凹的容纳空间，该容纳空间即为所述内部流道；所述内部流道中设置有若干个四角星形凸起结构；在横向和纵向方向上，相邻两行/列所述四角星形凸起结构交错排布。
2.根据权利要求1所述的一种扩-缩型微通道散热器，其特征在于：所述四角星形凸起结构的俯视图轮廓由四条圆弧组成，且四条圆弧均向内凹；每条所述圆弧的起点和终点分别为正方形ABCD两条相互垂直的边的中点；所述圆弧的圆心位于正方形ABCD对角线延长线上的某一点，该延长线的长度为正方形对角线的3倍。
3.根据权利要求1所述的一种扩-缩型微通道散热器，其特征在于：第n行与第n+2行的所述四角星形凸起结构之间间隔相等，且第n行与第n+2行的四角星形凸起结构之间的间隔与第n列到第n+2列的四角星形凸起结构之间的间隔相等；第n行和第n+2行的四角星形凸起结构之间的间隔区域，以及第n列与第n+2列的凸起结构之间的间隔区域，共同组成了冷却液的汇流-分流区，其中n大于等于1且为正整数
4.根据权利要求2所述的一种扩-缩型微通道散热器，其特征在于：所述四角星形凸起结构的左上方TL、左下方BL、右上方TR和右下方BR的圆弧，分别与在其对应方位上的凸起结构中的右下方BR、右上方TR、左下方BL和左上方TL的圆弧之间形成扩-缩型微通道。
5.根据权利要求1所述的一种扩-缩型微通道散热器，其特征在于：所述顶部盖板位于所述内部流道的顶端，所述顶部盖板的底面与所述底部基板之间密封连接。
6.根据权利要求1所述的一种扩-缩型微通道散热器，其特征在于：所述扩-缩型微通道散热器还包括扰流肋，所述扰流肋设置在扩-缩型微通道内，所述扩-缩型微通道为相邻四角星形凸起结构围设而成的通道。
7.根据权利要求6所述的一种扩-缩型微通道散热器，其特征在于：所述绕流肋布置于扩-缩型微通道的中心处。
8.根据权利要求6所述的一种扩-缩型微通道散热器，其特征在于：绕流肋的长l2和宽w2分别与扩-缩型微通道的长l1和宽w1平行，且扰流肋长度l2为扩-缩型微通道长度l1的扰流肋宽度w2为扩-缩型微通道宽度w1的
9.根据权利要求6所述的一种扩-缩型微通道散热器，其特征在于：所述扰流肋可放置于四角星形凸起结构的左上方TL、左下方BL、右上方TR和右下方BR的扩-缩型微通道中的任意一个或多个通道内。
10.根据权利要求6所述的一种扩-缩型微通道散热器，其特征在于：所述扰流肋的横截面形状为椭圆形、菱形、长方形、水滴形中的任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一种扩-缩型微通道散热器，包括顶部盖板、内部流道、底部基板以及冷却液；所述顶部盖板一端设置有冷却液入口，另一端设置有冷却液出口；所述底部基板设置有内凹的容纳空间，该容纳空间即为所述内部流道；所述内部流道中设置有若干个四角星形凸起结构；在横向和纵向方向上，相邻两行/列所述四角星形凸起结构交错排布。
2.根据权利要求1所述的一种扩-缩型微通道散热器，其特征在于：所述四角星形凸起结构的俯视图轮廓由四条圆弧组成，且四条圆弧均向内凹；每条所述圆弧的起点和终点分别为正方形abcd两条相互垂直的边的中点；所述圆弧的圆心位于正方形abcd对角线延长线上的某一点，该延长线的长度为正方形对角线的3倍。
3.根据权利要求1所述的一种扩-缩型微通道散热器，其特征在于：第n行与第n+2行的所述四角星形凸起结构之间间隔相等，且第n行与第n+2行的四角星形凸起结构之间的间隔与第n列到第n+2列的四角星形凸起结构之间的间隔相等；第n行和第n+2行的四角星形凸起结构之间的间隔区域，以及第n列与第n+2列的凸起结构之间的间隔区域，共同组成了冷却液的汇流-分流区，其中n大于等于1且为正整数。
4.根据权利要求2所述的一种扩-缩型微通道散热器，其特征在于：所述四角星形凸起结构的左上方tl、左下方bl、右上方tr和右下方br的圆弧，分别...
【专利技术属性】
技术研发人员：程立文，薛礼瑞，文俊启，孟思雨，伏可璞，颜子怡，刘昶，史一鸣，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。