CN113192911A - 一种微通道散热器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种微通道散热器，该主题包括微通道板，微通道板内设有若干个贯通微通道板两端的中空微通道，微通道的一端为进液端，微通道的另一端为出液端，微通道板的一表面为发热器件的安装面，微通道板位于中空微通道的两侧设置有实体部，实体部上设有用于固定安装发热器件的安装部；微通道板的厚度h小于5mm。本发明的技术方案通过在实体部上设有用于固定安装发热器件的安装部，发热器件通过安装部与微通道板固定连接且发热器件与微通道板的安装面相贴合，从而解决无法直接将发热器件安装固定在微通道板的问题。

Description

一种微通道散热器

技术领域

本发明涉及散热技术领域，特别涉及一种微通道散热器。

背景技术

随着功率器件技术发展，热功率密度越来越高，对散热带来越来越大的挑战，越来越多的厂商考虑采用液冷技术来解决散热问题。传统水冷板多以机加工、埋管或钻孔工艺形成水道，成本高昂、效率低，不适合批量生产。近年来随着微通道技术发展和成熟，其具有轻、薄的特点，广泛应用于板翅换热器中。微通道结构直接开模成型，成本低，且横断面为微小的多孔式结构，具有很强的散热能力。微通道扁管结构的壁厚一般在1mm以内，微通道的孔径最小能够做到0.2mm，孔的结构形式可以多样话，方形、圆形，以及各种不规则形状都有可能。

虽然微通道冷板结构相对于传统水冷板结构在散热效果方面更好，但如果微通道结构的尺寸过小的话，在安装方面还存在诸多问题。因此目前微通道冷板散热器还没有大规模应用于功率器件散热，其主要受限于以下两个原因：

1、微通道结构板的尺寸通常过于轻薄，无法直接在微通道结构板的上面固定器件；

2、微通道结构板由于厚度薄而偏软，在使用中容易产生变形的问题，从而会影响散热效果。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种微通道散热器，旨在解决微通道散热器在给功率器件散热时存在无法直接安装以及容易变形的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种微通道散热器，其包括微通道板，所述微通道板内设有若干个贯通所述微通道板两端的中空微通道，所述微通道的一端为进液端，所述微通道的另一端为出液端，所述微通道板的一表面为发热器件的安装面，所述微通道板位于所述中空微通道的两侧设置有实体部，所述实体部上设有用于固定安装发热器件的安装部；所述微通道板的厚度h小于5mm。

可选地，所述实体部的宽度w1在6～15mm之间，所述实体部与所述微通道板的总宽度w在40～150mm之间。

可选地，所述安装部为开设在所述实体部上的至少一对第一通孔，所述一对第一通孔分别位于所述微通道板的两侧的实体部上。

可选地，所述实体部与所述微通道板一体化成型，或所述实体部由所述微通道板位于所述中空微通道的两侧的侧壁向外延伸而成，所述中空微通道的宽度w2在0.3～3mm之间，所述微通道与所述微通道板的安装面之间的壁厚h1在0.5～1.5mm之间，所述微通道之间的间距在0.2～1mm之间。

可选地，所述微通道板的厚度h在3～4mm之间，所述中空微通道w2在0.5～2mm之间，所述微通道与所述微通道板的安装面之间的壁厚h1在0.5～1mm之间，所述微通道之间的间距在0.3～0.8mm之间。

可选地，所述实体部的长度与所述微通道板的侧面的长度相等，所述实体部的厚度与所述微通道板的侧面的厚度相等。

可选地，所述微通道板与所述安装面相远离的表面设有用于加强所述微通道板刚度的加强结构。

可选地，所述加强结构为贴合在所述微通道板的与所述安装面相远离的表面上的加强压块，所述加强压块上设有与所述微通道板相连接的连接部第一通孔。

可选地，所述安装部为开在所述实体部上的至少一对第一通孔，所述一对第一通孔分别位于所述微通道板的两侧的实体部上；所述连接部为开在所述加强压块上且与至少一对所述第一通孔相重合的第二通孔；所述发热器件、实体部以及加强压块通过螺栓螺母或铆钉铆螺母固定连接。

可选地，所述加强压块的数量与所述第一通孔的对数相同，所述每个加强压块上分别设有与一对第一通孔相重合的第二通孔。

可选地，还包括进液集流部和出液集流部，所述进液集流部和出液集流部均设有中空容纳腔，且所述进液集流部上设有与中空容纳腔相连通的进液口和进液连接口，所述出液集流部上设有与中空容纳腔相连通的出液口和出液连接口，所述进液集流部的进液连接口与所述微通道的进液端相连通，所述出液集流部的出液连接口与所述微通道的出液端相连通。

可选地，所述微通道板的进液端插装在所述进液集流部的进液连接口上，所述微通道板的出液端插装在所述出液集流部的出液连接口上。

可选地，所述进液集流部在进液口处设有进液连接接头，所述出液集流部在出液口处设有出液连接接头。

可选地，所述进液口与所述进液连接接头之间设有弯头，所述出液口与所述出液连接接头之间设有弯头。

可选地，所述微通道板的数量为多个，所述多个微通道板首尾相连通，其中，所述相邻的两个微通道板之间设有转接集流部，所述转接集流部设有中空容纳腔，所述转接集流部上设有分别与所述中空容纳腔相连通的第一连接口和第二连接口，所述转接集流部的第一连接口与所述相邻的两个微通道板中的一个微通道板的进液端或出液端相连通，所述转接集流部的第二连接口与所述相邻的两个微通道板中的另一个微通道板的出液端或进液端相连通。

可选地，所述相邻的两个微通道板中的一个微通道板的进液端或出液端插装在所述转接集流部的第一连接口上，所述相邻的两个微通道板中的另一个微通道板的出液端或进液端插装在所述转接集流部的第二连接口上。

本发明的技术方案通过在所述实体部上设有用于固定安装发热器件的安装部，发热器件通过安装部与微通道板固定连接且发热器件与所述微通道板的安装面相贴合，从而解决无法直接将发热器件安装固定在微通道板的问题；再次现有技术的微通道散热器大多数都是通过机加工而成，成本较高，而本发明的所述微通道板可通过开模成型得到，大大降低了制造成本，相对于现有技术，本发明的产品成本能够降低80％以上，而散热效果相对于通过机加工成型的微通道散热器提高了30％以上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例1微通道板的结构示意图；

图2为本发明实施例1的结构示意图；

图3为图2的分解示意图；

图4为本发明实施例1对一个发热器件进行散热的结构示意图；

图5为本发明实施例1对多个发热器件进行散热的结构示意图；

图6为图1的正视图；

图7为本发明实施例2对一个发热器件进行散热的结构示意图；

图8为本发明实施例3的结构示意图；

图9为本发明实施例3对多个发热器件进行散热的结构示意图；

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	微通道板	32	进液连接接头
11	微通道	33	弯头
				12	安装面	40	出液集流部
10A	第一微通道板	42	出液连接接头
				10B	第二微通道板	43	弯头
20	实体部	50	加强压块
				21	安装部	51	连接部
30	进液集流部	60	发热器件
				31	进液连接口	70	转接集流部

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例1

请参考图1至图5，本发明提出一种微通道散热器，该主题包括微通道板10，所述微通道板10内设有若干个贯通所述微通道板10两端的中空微通道11，所述微通道11的一端为进液端，所述微通道11的另一端为出液端，所述微通道板10的一表面为发热器件60的安装面12，所述微通道板10位于所述中空微通道11的两侧设置有实体部20，所述实体部20上设有用于固定安装发热器件60的安装部21；所述微通道板10的厚度h小于5mm。

本发明的技术方案通过在所述实体部上设有用于固定安装发热器件的安装部，发热器件通过安装部与微通道板固定连接且发热器件与所述微通道板的安装面相贴合，从而解决无法直接将发热器件安装固定在微通道板的问题；再次现有技术的微通道散热器大多数都是通过机加工而成，成本较高，而本发明的所述微通道板可通过开模成型得到，大大降低了制造成本，相对于现有技术，本发明的产品成本能够降低80％以上，而散热效果相对于通过机加工成型的微通道散热器提高了30％以上。在使用时，发热器件通过与安装部固定连接而安装在安装面上，通过向微通道的进液端输入冷却液，冷却液对发热器件进行散热后从微通道的出液端排出。

现有的微通道板的两侧侧壁的厚度都是较薄，一方面是为了节省材料，另一方面是在实际使用时为了增加热传导效果，通常要求微通道板的两侧侧壁的厚度设计为相对较薄，因此现有的微通道板的两侧并没有用于与外部相连接的结构设计。而本发明的技术方案通过在所述实体部上设有用于固定安装发热器件的安装部，发热器件通过安装部与微通道板固定连接且发热器件与所述微通道板的安装面相贴合，从而解决无法直接将发热器件安装固定在微通道板的问题。

本发明采用在微通道板的两侧设置实体部的方式，尺寸上需要体现微通道“微”的特征，才能保证散热能力，需要微通道孔的密度够高，孔的尺寸尽量小，数量尽量多，壁面厚度尽量小。因为微通道板与外界连接需要进行焊接时由于板厚的差异可能造成冷热不均，影响焊接效果，因此在技术上要求微通道板的总厚度不能超过5mm，否则无法直接完成焊接。

可选地，在本实施例中，所述实体部20的宽度w1在6～15mm之间，所述实体部20与所述微通道板10的总宽度w在40～150mm之间。现有技术的微通道板并没有设有实体部，因此微通道板位于所述中空微通道的两侧的侧壁都较薄，无法设置安装部或开孔，而本实施例实体部的宽度主要依据器件安装孔的位置确定，为了保证安装孔在能够避开中间微通道的基础上，因此实体部的宽度应尽量小，因此，所述实体部的宽度w1在6～15mm之间。另外所述实体部20与所述微通道板10的总宽度w一般略大于发热器件宽度2mm，半导体功率器件都有一些标准规格，基于半导体功率器件的常用选型标准，因此，所述实体部与所述微通道板的总宽度w在40～150mm之间。

可选地，在本实施例中，所述安装部21为开设在所述实体部20上的至少一对第一通孔，所述一对第一通孔分别位于所述微通道板10的两侧的实体部20上。请参考图4和图5，当发热器件安装在安装面上时，所述发热器件通过螺栓螺母与一对第一通孔固定连接，当第一通孔的对数为多个时，可以同时安装多个发热器件，也即是可以是一对第一通孔对应安装一个发热器件，也可以多对第一通孔对应安装一个发热器件，所以本发明可以同时对多个发热器件进行散热，提高了散热效率。

可选地，在本实施例中，所述实体部20与所述微通道板10一体化成型，或所述实体部20由所述微通道板10位于所述中空微通道11的两侧的侧壁向外延伸而成，一体化成型可通过开模成型得到，可降低制造成本。另外所述实体部20与所述微通道板10的总宽度w一般略大于发热器件宽度2mm，半导体功率器件都有一些标准规格，基于半导体功率器件的常用选型标准，所述实体部20与所述微通道板10的总宽度w在40～150mm之间，所述微通道板的厚度h在2～5mm之间，所述中空微通道的宽度w2在0.3～3mm之间，所述微通道与所述微通道板的安装面之间的壁厚h1在0.5～1.5mm之间。

微通道之间的间距h2在保证能够开模成型的情况下尽量小，以保证能够有更多的微通道孔，增加散热表面积，提升散热效率，所述微通道之间的间距h2在0.2～1mm之间。

可选地，在本实施例中，为了在保证散热效果的同时，降低生产成本，所述微通道板的厚度h在3～4mm之间，所述中空微通道的宽度w2在0.5～2mm之间，所述微通道与所述微通道板的安装面之间的壁厚h1在0.5～1mm之间，所述微通道之间的间距在0.3～0.8mm之间。

另外，可选地，所述实体部20的长度与所述微通道板10的侧面的长度相等，所述实体部20的厚度与所述微通道板10的侧面的厚度相等。所述实体部与所述微通道板的侧面等长等厚，可以提高微通道板的承压能力。

现有技术的微通道结构板由于厚度薄而偏软，在使用中容易产生变形的问题，因此可选地，在本实施例中，所述微通道板10与所述安装面12相远离的表面设有用于加强所述微通道板10刚度的加强结构。当发热器件安装在安装面上时，在与所述安装面相远离的表面设有加强结构，可以加强所述微通道板刚度，从而减少微通道板的变形。

在上述基础上，可选地，在本实施例中，所述加强结构为贴合在所述微通道板10的与所述安装面12相远离的表面上的加强压块50，所述加强压块50上设有与所述微通道板10相连接的连接部51。加强压块通过连接部与所述微通道板相连接而加强所述微通道板刚度，从而减少微通道板的变形。

具体地，所述安装部21为开在所述实体部20上的至少一对第一通孔，所述一对第一通孔分别位于所述微通道板10的两侧的实体部20上；所述连接部51为开在所述加强压块50上且与至少一对所述第一通孔相重合的第二通孔；所述发热器件60、实体部20以及加强压块50通过螺栓螺母或铆钉铆螺母固定连接。通过螺栓螺母或铆钉铆螺母将发热器件、实体部以及加强压块三者夹紧固定的方式，一方面加强压块起到压紧的效果，另一方面加强压块起到加强所述微通道板刚度的效果。

可选地，在本实施例中，还包括进液集流部30和出液集流部40，所述进液集流部30和出液集流部40均设有中空容纳腔，且所述进液集流部30上设有与中空容纳腔相连通的进液口和进液连接口31，所述出液集流部40上设有与中空容纳腔相连通的出液口和出液连接口，所述进液集流部30的进液连接口31与所述微通道11的进液端相连通，所述出液集流部40的出液连接口与所述微通道11的出液端相连通。具体地，在本实施例中，所述微通道板10的进液端插装在所述进液集流部30的进液连接口31上，所述微通道板10的出液端插装在所述出液集流部40的出液连接口上。

可选地，在本实施例中，所述进液集流部30在进液口处设有进液连接接头32，所述出液集流部40在出液口处设有出液连接接头42。通过进液连接接头和出液连接接头，进液集流部和出液集流部可以快速与外界管道相连接。

可选地，在本实施例中，所述进液口与所述进液连接接头42之间设有弯头33，所述出液口与所述出液连接接头42之间设有弯头43。通过设置弯头可以让进液连接接头和出液连接接头与不同方向的外界管道相连接，满足不同环境的使用要求。

实施例2

请参考图7，本实施例与实施例1不同的是：所述加强压块50的数量与所述第一通孔的对数相同，所述每个加强压块50上分别设有与一对第一通孔相重合的安装孔51。由于微通道板在第一通孔位置的刚度最弱，因此加强压块设在一对第一通孔处，每个加强压块与一对第一通孔一一对应，能提高第一通孔处的刚度，同时减少材料的使用。

实施例3

请参考图8和图9，本实施例与实施例1不同的是：所述微通道板10的数量为多个，所述多个微通道板10首尾相连通，其中，所述相邻的两个微通道板之间设有转接集流部70，所述转接集流部70设有中空容纳腔，所述转接集流部70上设有分别与所述中空容纳腔相连通的第一连接口和第二连接口，所述转接集流部70的第一连接口与所述相邻的两个微通道板中的一个微通道板的进液端或出液端相连通，所述转接集流部70的第二连接口与所述相邻的两个微通道板中的另一个微通道板的出液端或进液端相连通。在对半导体或电子类的发热器件进行散热时，由于设备的集约化，通常设备内部空间都较为紧凑，因此在本实施例中，可以分别通过调节多个微通道板的宽度和长度以适应不同尺寸的发热器件，也即是所述多个微通道板的宽度可以相同，也可以不相同，使得微通道板与发热器件在尺寸相匹配的情况，可以提高空间的有效利用，同时也可以提高散热效能，避免能量浪费。

在本实施例中，所述相邻的两个微通道板10中的一个微通道板的进液端或出液端插装在所述转接集流部70的第一连接口上，所述相邻的两个微通道板10中的另一个微通道板的出液端或进液端插装在所述转接集流部70的第二连接口上。采用直接插装的方式可以降低设备占用空间，当相邻的两个微通道板插装在转接集流部上，采用密封胶的形式或者焊接的形式对微通道板与转接集流部之间缝隙进行密封。

具体地，请参考图8和图9，作为本实施例的一种方式，所述微通道板10的数量为两个，其中所述两个微通道板10分别为第一微通道板10A和第二微通道板10B，所述第一微通道板10A和所述第二微通道板10B首尾相连通，所述第一微通道板10A和所述第二微通道板10B之间设有转接集流部70，所述转接集流部70设有中空容纳腔，所述转接集流部70上设有分别与所述中空容纳腔相连通的第一连接口和第二连接口，所述转接集流部70的第一连接口与所述第一微通道板10A的进液端或出液端相连通，所述转接集流部70的第二连接口与所述第二微通道板10B的出液端或进液端相连通。其中，所述多个微通道板的宽度可以相同，也可以不相同，也就是在本实施例的一种方式中，所述第一微通道板上的安装面可以用于安装长度较大的发热器件，而第二微通道板上的安装面可以用于安装长度较小的发热器件。在实际使用时，可能需要对不同尺寸的发热器件进行散热，而本实施例中通过在增加一个转接集流部将第一微通道板和第二微通道板相连通，在第一微通道板和第二微通道板上可以分别安装不同尺寸的发热器件。

另外，所述第一微通道板10A的进液端或出液端插装在所述转接集流部70的第一连接口上，所述第二微通道板10B的出液端或进液端插装在所述转接集流部70的第二连接口上。采用直接插装的方式可以降低设备占用空间，当第一微通道板和第二微通道板插装在转接集流部上，采用密封胶的形式或者焊接的形式对第一微通道板和第二微通道板与转接集流部之间缝隙进行密封。

再者，在本实施例中，所述第一连接口和所述第二连接口分别位于所述转接集流部的两个相对向的表面上，此时所述相邻的两个微通道板插装在转接集流部上时，所述相邻的两个微通道板相平行。

同理，所述第一连接口和所述第二连接口分别位于所述转接集流部的相互垂直的表面上，此时所述相邻的两个微通道板插装在转接集流部上时，所述相邻的两个微通道板的之间夹角为90度。

而当所述第一连接口和所述第二连接口分别位于所述转接集流部的互成角度的表面上，此时所述相邻的两个微通道板插装在转接集流部上时，所述相邻的两个微通道板的之间互成夹角，通过这种方式可以适用于不同的使用环境，特别适合于不同尺寸的发热器件处于互成角度的位置的情况。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种微通道散热器，其特征在于，包括微通道板，所述微通道板内设有若干个贯通所述微通道板两端的中空微通道，所述微通道的一端为进液端，所述微通道的另一端为出液端，所述微通道板的一表面为发热器件的安装面，所述微通道板位于所述中空微通道的两侧设置有实体部，所述实体部上设有用于固定安装发热器件的安装部；所述微通道板的厚度h小于5mm。

2.如权利要求1所述的微通道散热器，其特征在于，所述实体部的宽度w1在6～15mm之间，所述实体部与所述微通道板的总宽度w在40～150mm之间。

3.如权利要求1所述的微通道散热器，其特征在于，所述实体部与所述微通道板一体化成型，或所述实体部由所述微通道板位于所述中空微通道的两侧的侧壁向外延伸而成。

4.如权利要求1所述的微通道散热器，其特征在于，所述微通道板与所述安装面相远离的表面设有用于加强所述微通道板刚度的加强结构。

5.如权利要求4所述的微通道散热器，其特征在于，所述加强结构为贴合在所述微通道板与所述安装面相远离的表面上的加强压块，所述加强压块上设有与所述微通道板相连接的连接部。

6.如权利要求5所述的微通道散热器，其特征在于，所述安装部为开在所述实体部上的至少一对第一通孔，所述一对第一通孔分别位于所述微通道板的两侧的实体部上；所述连接部为开在所述加强压块上且与至少一对所述第一通孔相重合的第二通孔；所述发热器件、实体部以及加强压块通过螺栓螺母或铆钉铆螺母固定连接。

7.如权利要求1所述的微通道散热器，其特征在于，还包括进液集流部和出液集流部，所述进液集流部和出液集流部均设有中空容纳腔，且所述进液集流部上设有与中空容纳腔相连通的进液口和进液连接口，所述出液集流部上设有与中空容纳腔相连通的出液口和出液连接口，所述进液集流部的进液连接口与所述微通道的进液端相连通，所述出液集流部的出液连接口与所述微通道的出液端相连通。

8.如权利要求7所述的微通道散热器，其特征在于，所述微通道板的进液端插装在所述进液集流部的进液连接口上，所述微通道板的出液端插装在所述出液集流部的出液连接口上。

9.如权利要求1所述的微通道散热器，其特征在于，所述微通道板的数量为多个，所述多个微通道板首尾相连通，其中，所述相邻的两个微通道板之间设有转接集流部，所述转接集流部设有中空容纳腔，所述转接集流部上设有分别与所述中空容纳腔相连通的第一连接口和第二连接口，所述转接集流部的第一连接口与所述相邻的两个微通道板中的一个微通道板的进液端或出液端相连通，所述转接集流部的第二连接口与所述相邻的两个微通道板中的另一个微通道板的出液端或进液端相连通。

10.如权利要求9所述的微通道散热器，其特征在于，所述相邻的两个微通道板中的一个微通道板的进液端或出液端插装在所述转接集流部的第一连接口上，所述相邻的两个微通道板中的另一个微通道板的出液端或进液端插装在所述转接集流部的第二连接口上。

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