[发明专利]一种热沉装置

说明书

本发明提供的热沉装置，包括：流体分配区及核心强化散热区；其中：所述流体分配区包括冷却介质入口、设置于所述冷却介质入口处的限流板及导流片，所述核心强化散热区包括强化传热器，本发明提供的热沉装置，其散热性能与热源分布相匹配，通过设计流体分配区域相关结构的尺寸，调节流体的分配，保证高热流密度区域流入较多的流体；同时通过强化传热器增加核心强化散热区高热流密度区的局部传热系数或者增大高热流密度区散热面积来降低芯片的温度，改善温度的均匀性，提高芯片的可靠性和使用寿命，可以应用于大功率激光器阵列、计算机CPU、高功率LED灯等的散热。

技术领域

本发明涉及电子元器件散热技术领域，尤其涉及一种热沉装置。

背景技术

产热分布不均存在于大多数电子设备中，如半导体激光器阵列，LED灯等。产热分布不均带来芯片温度分布不均，由此引发热形变以及局部高温，这将严重影响电子芯片的性能及使用寿命。

针对产热分布不均的电子芯片，提高传热性能的关键在于合理分配冷却介质、提高局部传热系数以及增大局部传热面积。

目前关于电子芯片的散热结构的专利很多，如专利CN 102163789 A公布了一种微通道式水冷热沉装置及其组装方法，这种方法在一定程度上实现了强化传热；专利CN202871775 U公布了一种水冷散热器实用新型，其结构简单，加工方便；专利CN 106451062A公开了一种高功率半导体激光器芯片封装传导散热热沉，改善了热传导途径，提高了散热能力；专利CN 107293936A公布了一种半导体激光器阵列封装结构，采用两面冷却的方式，提高了散热效率。

但这些专利都基于将芯片当作均匀热源体，而部分芯片实际上存在严重的产热不均现象。

发明内容

有鉴如此，有必要针对现有技术存在的缺陷，提供一种使得电子芯片的温度分布均匀及热形变小的热沉装置。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一方面，本发明提供的一种热沉装置，包括：流体分配区及核心强化散热区；其中：

所述流体分配区包括冷却介质入口、设置于所述冷却介质入口处的限流板及导流片，所述核心强化散热区包括强化传热器；

冷却介质经所述冷却介质入口进入所述流体分配区，所述冷却介质经所述限流板及导流片的配合流入所述核心强化散热区，且在所述核心强化散热区中高热流密度热源或者中心热源位置流入的冷却介质较低热流密度热源或者边缘热源位置的冷却介质多，流入所述核心强化散热区的冷却介质在所述强化传热器作用下使得所述冷却介质与高热流密度区的热源表面的传热系数增大。

在一些较佳的实施例中，所述强化传热器为射流喷嘴，所述射流喷嘴包括矩形喷嘴、圆形喷嘴或者三角形喷嘴中任意一种。

在一些较佳的实施例中，所述强化传热器为扰流器。

在一些较佳的实施例中，所述强化传热器上开设有传热肋片。

在一些较佳的实施例中，所述传热肋片为矩形肋、圆柱形肋、圆台肋或圆锥肋中任意一种。

在一些较佳的实施例中，所述传热肋片的材料为高导热性材料，所述高导热性材料包括紫铜。

在一些较佳的实施例中，所述冷却介质为去离子水、水、酒精、纳米流体、HEF7100或液态金属任意一种。

另一方面，本发明提供的一种热沉装置，包括依次层叠设置的盖板、固定孔、出口流域板、隔板、进口流域板及底板，半导体激光器芯片封装于所述盖板的一端，所述半导体激光器芯片包括多个发光单元，所述发光单元形成高热流密度区及低热流密度区；所述进口流域板的冷却介质入口处设置有限流板及导流片，所述隔板一端设置有强化传热器；