[发明专利]一种不完全填充错列式微通道换热器

说明书

本发明公开一种不完全填充错列式微通道换热器，包括基板部分，所述基板部分上固定密封连接有盖板部分，所述盖板部分一端开设有冷却工质进口，另一端开设有冷却工质出口，所述盖板部分和所述基板部分之间的微通道内交错设置有多个肋片，且所述肋片的高度小于所述微通道的高度。本发明提供的不完全填充错列式微通道换热器，具有系统压降小、换热效率高的特点，能够有效的降低设备的温度，确保器件的安全工作。

技术领域

本发明涉及微通道换热装置领域，特别是涉及一种不完全填充错列式微通道换热器。

背景技术

最近几年，随着制造技术的发展，功率电子芯片向着集成化、小型化、高频化的方向发展。例如，3D-IC(Three-dimensional stacked Integrated Circuits)是一种先进的芯片连接封装技术，可以实现芯片间的垂直互联，使得突破摩尔定律成为可能。在3D-IC中，芯片中的处理器、存储器和逻辑单元通过硅通孔(Through SiliconVolume,TSV)进行连接。这种技术相比传统的二维集成电路可以在相同的面积下集成更多的核心数。但核心数的增加同时也带来了严重的热可靠性问题。其一是因为单位面积发热功率变大导致芯片工作温度升高，而芯片工作温度超过70℃后，每升高1℃其性能会下降5％；其二是由于不均匀的功耗分布，这使得集成电路产生局部热点，这会在芯片内部引起热应力的出现，导致芯片的弯曲和变形，甚至引发芯片破裂等严重问题。

面对如此狭小的空间所产生巨大的热流密度，显然，常规的风冷技术已经不能满足其散热需求。目前的散热技术主要有微热管冷却、射流冲击冷却、喷雾冷却、热电冷却、碳纳米管冷却和微通道冷却等几种新兴的散热技术。微通道由于其小体积、高效率、低成本等特点，因此受到了科研工作者的青睐。目前，微通道换热器被认为是解决微电子、激光、生化工程、航空航天、能源和电力等领域微器件散热问题的有效方法。

微通道换热的概念是由Tuckerman和Pease在上世纪80年代提出，并且利用水的单相换热实现了7.9MW/m²的散热密度。然而，尽管微通道换热器具有较强的散热能力，但是由于其较小的流通截面积和较大的流速使得微通道换热器的流动压降较大，这不仅增加了功耗，而且甚至有可能会出现驱动工质所需的高压引发器件破裂造成事故。

发明内容

本发明的目的是提供一种不完全填充错列式微通道换热器，以解决上述现有技术存在的问题，具有系统压降小、换热效率高的特点，能够有效的降低设备的温度，确保器件的安全工作。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种不完全填充错列式微通道换热器，包括基板部分，所述基板部分上固定密封连接有盖板部分，所述盖板部分一端开设有冷却工质进口，另一端开设有冷却工质出口，所述盖板部分和所述基板部分之间的微通道内交错设置有多个肋片，且所述肋片的高度小于所述微通道的高度。

可选的，所述肋片为上下交错设置的上肋片和下肋片，所述上肋片与所述盖板部分固定连接，二者为一体成型结构；所述下肋片与所述基板部分固定连接，二者可以采用一体成型结构。

可选的，所述基板部分包括基板，所述基板上端面固定设置有多个所述下肋片，所述基板两侧对称设置有两个微通道壁面，所述微通道壁面与所述基板垂直设置，所述微通道壁面的高度大于所述下肋片和上肋片的高度，且上肋片和下肋片高度之和小于二倍微通道的高度；所述基板上端面两端分别开设有与微通道连通的进口段和出口段，所述进口段和出口段位于两个所述微通道壁面之间，且与所述微通道壁面垂直设置。

可选的，所述盖板部分包括盖板，所述盖板包括顶板，所述顶板底部四周固定垂直设置有第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板，所述第一侧板上开设有所述冷却工质进口，所述第三侧板上开设有冷却工质出口，所述进口段位于靠近所述冷却工质进口的一端，且与所述冷却工质进口连通；所述出口段位于靠近所述冷却工质出口的一端，且与所述冷却工质出口连通；所述顶板底部固定设置有多个所述上肋片。