[发明专利]一种面向大阵面冷却的拓扑异构微通道散热器

说明书

一种面向大阵面冷却的拓扑异构微通道散热器，包括下层散热板及与之连接的上层盖板，上层盖板的上表面与发热热源相接，上层盖板的下表面与下层散热板的上表面相连，下层散热板上设有均为贯穿孔的冷却液入口和冷却液出口，冷却液入口和主流道入口连接，主流道出口和“工”字型支流道入口连接，“工”字型支流道出口和由第一拓扑异构微通道、第二拓扑异构微通道形成的散热子单元入口连接，散热子单元入口出口和回流流道入口连接，回流流道出口和冷却液出口连接，主流道、“工”字型支流道、第一拓扑异构微通道、第二拓扑异构微通道、回流流道均位于下层散热板的上表面；本发明能够满足整个阵面的散热要求，具有质量小，散热效率高，流阻小等特点。

技术领域

本发明属于射频电子设备散热技术领域，具体涉及一种面向大阵面冷却的拓扑异构微通道散热器。

背景技术

随着电子器件向集成化、小型化方向发展，微电子技术逐渐成为研究主流，微电子技术的飞速发展，使得相同空间内电子元器件的数量增加，热功耗和热流密度也大幅度提高，过高的温度会缩减电子元器件的寿命，严重时会直接导致元器件失效，有研究显示，温升超过电子元件的承受极限是导致其失效的主要因素，因此在电子设备中采用合理的散热方式会大大提高设备的可靠性、稳定性以及延长其使用寿命，与传统的风冷散热相比，液冷散热的能力更强，随着技术的不断进步，液冷散热逐渐取代风冷散热，成为电子器件散热的主流方向。

相控阵雷达具有较高的探测能力，在多阵元、大功率以及高频段等领域均具有广阔的发展空间，目前相控阵雷达的芯片热流密度已经达到300W/cm²的水平，今后还会继续增长，相控阵天线上集成着成千上万个T/R组件，高密度的热流所产生的温升问题不可忽略，高温不仅会影响T/R组件内部电流的幅值和相位，从而使得雷达的探测能力降低，并且天线阵面的温度不均匀也会导致雷达的功效降低，因此使器件保持较低的温度和良好的温度均匀性至关重要，是电子设备散热技术领域急需攻克的问题之一，当前研究设计的散热装置厚度较大，尽管在散热性能方面已经大大提高，但是厚度大的散热装置其总质量也会增大，在航空航天设备中，设备的总质量直接影响飞行器的诸多性能，因此设计液冷散热装置时，如何减轻质量已成当务之急。

微通道散热器具有良好的散热性能，散热通道的尺寸都在毫米乃至微米级别。微通道散热器作为一种高热通量电子产品冷却器件，具有对流换热系数大，质量小等优点，是目前最具应用潜力的冷却方式之一，经过理论分析与实验证明，微小通道的设计结构紧凑，相比传统散热方式来说，散热能力大大增强。目前微通道散热器中的流道结构具有矩形通道、圆形通道和S型通道等，这类型流道虽然结构简单，加工方便，但冷却效果不佳，由于各流道内流量分配不均匀从而使得微通道散热器均温性较差，拓扑优化微通道散热器能够改善散热效果。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种面向大阵面冷却的拓扑异构微通道散热器，能够满足整个阵面的散热要求，具有质量小，散热效率高，流阻小等特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种面向大阵面冷却的拓扑异构微通道散热器，包括下层散热板2及与之连接的上层盖板1，上层盖板1的上表面与发热热源相接，上层盖板1的下表面与下层散热板2的上表面相连，下层散热板2上设有均为贯穿孔的冷却液入口3和冷却液出口9，冷却液入口3和主流道4入口连接，主流道4出口和“工”字型支流道5入口连接，“工”字型支流道5出口和由第一拓扑异构微通道6、第二拓扑异构微通道7形成的散热子单元入口连接，散热子单元入口出口和回流流道8入口连接，回流流道8出口和冷却液出口9连接，主流道4、“工”字型支流道5、第一拓扑异构微通道6、第二拓扑异构微通道7、回流流道8均位于下层散热板2的上表面。