[发明专利]一种具有反向疏通功能的微通道冷板结构

说明书

一种具有反向疏通功能的微通道冷板结构，包括上层盖板和下层过滤板，上层盖板的上表面与热源连接，上层盖板的下表面与下层过滤板的上表面连接；下层过滤板上设有流道入口和流道出口，流道入口通过过滤板主流道和两级以上依次连接的第一级过滤流道入口连接，最后一级过滤流道出口通过过滤板回流流道和流道出口连接；流道入口和流道出口均为贯穿下层过滤板的通孔，各级过滤流道位于下层过滤板上表面，每级过滤流道包括不同数量的过滤单元；能够在不加外部力场的条件下，仅通过冷板内部流道的结构而将不同形状和尺寸的颗粒分离，从而达到过滤效果，具有质量小，结构紧凑等优点。

技术领域

本发明属于电子设备液冷散热系统的异物防堵技术领域，具体涉及一种具有反向疏通功能的微通道冷板结构。

背景技术

随着微电子封装技术的不断发展，电子设备日趋微小型化，设备内电子元器件的封装密度不断提高，热流密度也相应的增大，散热问题日益突出。然而电子产品的可靠性对温度变化十分敏感，其故障率会随着温度的升高而升高，温度已成为影响电子设备可靠性指标的重要因素，是制约电子器件性能提高的关键问题之一。据相关文献记载，大部分电子设备失效是由于温度超过电子元件的规定值而引起的，因此如何将高热流密度电子设备产生的热量及时排出是亟待解决的问题。

有源相控阵雷达是军事电子设备的代表，由于军事电子设备的外部环境通常非常复杂，再加上其用途的特殊性，因此在设计时对电子设备的可靠性有非常高的要求。相控阵雷达的天线总功耗的80％-85％来自于热功耗，这些主要来自天线阵面上大规模集成的T/R组件，随着T/R组件日趋微小型化，组件内的微小原件布局紧凑，也导致组件内部的热流密度很大。今后在天线阵面上要集成成千上万个T/R组件，因此有源相控阵雷达的实用化进程取决于能否将T/R组件的性能进一步提高。冷板常用于电子设备的散热，根据冷却工质的不同可以分为风冷冷板和液冷冷板。由于液体的密度和导热率都优于气体，因此液冷冷板的散热功效远大于风冷冷板。在液冷冷板中，微通道冷板因其结构紧凑，质量微小，换热效果好等诸多优点在电子设备散热领域广泛使用。

尽管微通道散热冷板已经取得良好的散热效果，然而随着微通道冷板内部流道尺寸的不断减小，冷却工质中的异物堵塞问题也日趋严重。如果不能在冷却工质进入冷板的微通道之前将较大粒径的杂质颗粒及时清除，这些杂质颗粒就极有可能在微通道冷板中形成聚集，从而堵塞微通道冷板的流道，进而影响整个散热系统的工作过程。因此在冷却工质进入冷板前，必须将异物杂质进行过滤。目前最常用的过滤方式即为滤网过滤，但是通过滤网过滤后的过滤液仍然存在能够造成微通道冷板堵塞的异物颗粒。除了滤网过滤以外，通过附加声、光、磁、电等外加力场的方法来操控粒子的运动方式是十分有效的，对粒子操纵有着较高的精度，但是外加力场作用下的粒子往往需要足够长的作用时间才能产生明显的轨道偏离进而产生分选效果，这种方法所需的额外的外加力场产生设备又制约了整个机载相控阵雷达散热系统的发展。由此一些单纯利用流道结构特殊性的防堵板逐渐受到研究者的重视，通过巧妙的设计流道结构，使得粒子能够在其中根据其尺寸，形状等特性进行区分，大大降低了微通道液冷散热系统中异物清理的复杂程度，也简化了制造流程。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供了一种具有反向疏通功能的微通道冷板结构，能够在不加外部力场的条件下，仅通过冷板内部流道的结构而将不同形状和尺寸的颗粒分离，从而达到过滤效果，特别适合于机载有源相控阵雷达的液冷散热系统，具有质量小，结构紧凑等优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种具有反向疏通功能的微通道冷板结构，包括上层盖板1和下层过滤板2，上层盖板1的上表面与热源连接，上层盖板1的下表面与下层过滤板2的上表面连接；下层过滤板2上设有流道入口3和流道出口11，流道入口3通过过滤板主流道4和两级以上依次连接的第一级过滤流道5入口连接，最后一级过滤流道出口通过过滤板回流流道10和流道出口11连接；流道入口3和流道出口11均为贯穿下层过滤板2的通孔，各级过滤流道位于下层过滤板2上表面。