本發(fā)明涉及芯片級高功率電子元器件散熱，特別涉及一種基于金剛石-銅高導熱復合材料的兩相換熱模塊。

背景技術(shù)：

1、隨著集成電路的發(fā)展，電子產(chǎn)品及電子設(shè)備中的一些器件熱流密度越來越大，傳統(tǒng)的風冷和單相液冷技術(shù)已不能滿足部分電子設(shè)備的散熱需求，兩相液冷技術(shù)就在這樣的挑戰(zhàn)和機遇下應(yīng)運而生。

2、從熱耗散的角度來看，采用兩相液冷技術(shù)將一定流量的相變工質(zhì)直接應(yīng)用于電子器件的冷卻，具有一定初速度的相變工質(zhì)在流動通道內(nèi)沖擊散熱翅片組，沖擊作用使得散熱翅片組的邊界層變的很薄，增強了換熱性能，與此同時，液態(tài)工質(zhì)在吸收熱源升溫的過程中相變?yōu)闅鈶B(tài)，大大增強了換熱效率。兩相液冷技術(shù)是目前傳熱領(lǐng)域內(nèi)傳熱系數(shù)較高的換熱方式。散熱翅片組對沖擊效果的影響非常大，選用合理的散熱翅片組類型及其排列方式不僅可以在有限的體積內(nèi)極大地拓展傳熱面積，還對液態(tài)工質(zhì)的相變過程起到促進作用。

3、為了進一步獲得更強的換熱能力來滿足更大的散熱需求，有必要深入發(fā)掘兩相液冷技術(shù)的應(yīng)用潛力，針對高熱流密度電子元器件，設(shè)計更加合理的高效兩相換熱裝置。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于金剛石-銅高導熱復合材料的兩相換熱模塊，有效的克服了現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

3、一種基于金剛石-銅高導熱復合材料的兩相換熱模塊，包括散熱腔，上述散熱腔內(nèi)限定出冷卻流道，上述散熱腔的兩端分別連通上述冷卻流道的兩相冷卻介質(zhì)入口接頭和兩相冷卻介質(zhì)出口接頭，上述散熱腔的一側(cè)內(nèi)表面內(nèi)側(cè)設(shè)有伸入上述冷卻流道的散熱結(jié)構(gòu)，上述散熱腔的一側(cè)外表面設(shè)有金剛石-銅高導熱復合均溫板，上述金剛石-銅高導熱復合均溫板處安裝電子元器件。

4、在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進。

5、進一步，上述散熱腔包括頂部敞口的主腔體和密封覆蓋設(shè)置于上述主腔體頂部敞口處的頂板，上述頂板的外表面設(shè)有上述金剛石-銅高導熱復合均溫板，上述頂板的內(nèi)表面裝有上述散熱結(jié)構(gòu)。

6、進一步，上述散熱結(jié)構(gòu)包括多組間隔分布的散熱翅片組，上述頂板的外表面對應(yīng)每個上述散熱翅片組的位置均設(shè)有上述金剛石-銅高導熱復合均溫板。

7、進一步，上述金剛石-銅高導熱復合均溫板表面設(shè)有導熱層。

8、進一步，上述導熱層為鎳金鍍層。

9、進一步，上述主腔體為長方體型，相應(yīng)的上述頂板為長方形板，上述主腔體的一端靠近其一側(cè)的部位設(shè)有進口，上述主腔體的另一端靠近其另一側(cè)的部位設(shè)有出口，兩相冷卻介質(zhì)入口接頭和兩相冷卻介質(zhì)出口接頭分別與上述進口和出口連接并連通。

10、進一步，上述主腔體內(nèi)底壁中間區(qū)域在其兩端之間間隔設(shè)有多個與上述頂板內(nèi)表面貼合的凸臺。

11、進一步，上述進口和出口均為圓孔。

12、進一步，上述兩相冷卻介質(zhì)入口接頭包括圓管通道和垂直設(shè)置在上述圓管通道兩端的連接座，上述連接座的兩端對應(yīng)上述圓管通道周圍的部位均設(shè)有密封槽，上述圓管通道一端的連接座貼合于上述進口外側(cè)，并通過螺絲與上述主腔體連接，上述圓管通道的一端嵌入上述進口中，上述密封槽中設(shè)有與上述主腔體端部密封貼合的密封件。

13、進一步，上述金剛石-銅高導熱復合均溫板為矩形板，并嵌裝于上述散熱腔的一側(cè)外表面。

14、本發(fā)明的有益效果是：結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、合理，利用金剛石-銅高導熱復合均溫板將熱量傳導至冷卻通道內(nèi)的散熱結(jié)構(gòu)，隨后由流經(jīng)流道內(nèi)的兩相冷卻介質(zhì)將熱量帶走，散熱效果較佳，散熱效率高。

技術(shù)特征：

1.一種基于金剛石-銅高導熱復合材料的兩相換熱模塊，其特征在于：包括散熱腔(1)，所述散熱腔(1)內(nèi)限定出冷卻流道，所述散熱腔(1)的兩端分別連通所述冷卻流道的兩相冷卻介質(zhì)入口接頭(2)和兩相冷卻介質(zhì)出口接頭(3)，所述散熱腔(1)的一側(cè)內(nèi)表面內(nèi)側(cè)設(shè)有伸入所述冷卻流道的散熱結(jié)構(gòu)(4)，所述散熱腔(1)的一側(cè)外表面設(shè)有金剛石-銅高導熱復合均溫板(41)，所述金剛石-銅高導熱復合均溫板(41)處安裝電子元器件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于金剛石-銅高導熱復合材料的兩相換熱模塊，其特征在于：所述散熱腔(1)包括頂部敞口的主腔體(11)和密封覆蓋設(shè)置于所述主腔體(11)頂部敞口處的頂板(12)，所述頂板(12)的外表面設(shè)有所述金剛石-銅高導熱復合均溫板(41)，所述頂板(12)的內(nèi)表面裝有所述散熱結(jié)構(gòu)(4)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于金剛石-銅高導熱復合材料的兩相換熱模塊，其特征在于：所述散熱結(jié)構(gòu)(4)包括多組間隔分布的散熱翅片組(42)，所述頂板(12)的外表面對應(yīng)每個所述散熱翅片組(42)的位置均設(shè)有所述金剛石-銅高導熱復合均溫板(41)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于金剛石-銅高導熱復合材料的兩相換熱模塊，其特征在于：所述金剛石-銅高導熱復合均溫板(41)表面設(shè)有導熱層(43)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于金剛石-銅高導熱復合材料的兩相換熱模塊，其特征在于：所述導熱層(43)為鎳金鍍層。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于金剛石-銅高導熱復合材料的兩相換熱模塊，其特征在于：所述主腔體(11)為長方體型，相應(yīng)的所述頂板(12)為長方形板，所述主腔體(11)的一端靠近其一側(cè)的部位設(shè)有進口，所述主腔體(11)的另一端靠近其另一側(cè)的部位設(shè)有出口，兩相冷卻介質(zhì)入口接頭(2)和兩相冷卻介質(zhì)出口接頭(3)分別與所述進口和出口連接并連通。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于金剛石-銅高導熱復合材料的兩相換熱模塊，其特征在于：所述主腔體(11)內(nèi)底壁中間區(qū)域在其兩端之間間隔設(shè)有多個與所述頂板(12)內(nèi)表面貼合的凸臺(111)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于金剛石-銅高導熱復合材料的兩相換熱模塊，其特征在于：所述進口和出口均為圓孔。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于金剛石-銅高導熱復合材料的兩相換熱模塊，其特征在于：所述兩相冷卻介質(zhì)入口接頭(2)包括圓管通道(21)和垂直設(shè)置在所述圓管通道(21)兩端的連接座(22)，所述連接座(22)的兩端對應(yīng)所述圓管通道(21)周圍的部位均設(shè)有密封槽(23)，所述圓管通道(21)一端的連接座(22)貼合于所述進口外側(cè)，并通過螺絲與所述主腔體(11)連接，所述圓管通道(21)的一端嵌入所述進口中，所述密封槽(23)中設(shè)有與所述主腔體(11)端部密封貼合的密封件。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至9任一項所述的一種基于金剛石-銅高導熱復合材料的兩相換熱模塊，其特征在于：所述金剛石-銅高導熱復合均溫板(41)為矩形板，并嵌裝于所述散熱腔(1)的一側(cè)外表面。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及芯片級高功率電子元器件散熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于金剛石?銅高導熱復合材料的兩相換熱模塊。本發(fā)明的基于金剛石?銅高導熱復合材料的兩相換熱模塊包括散熱腔，所述散熱腔內(nèi)限定出冷卻流道，所述散熱腔的兩端分別連通所述冷卻流道的兩相冷卻介質(zhì)入口接頭和兩相冷卻介質(zhì)出口接頭，所述散熱腔的一側(cè)內(nèi)表面內(nèi)側(cè)設(shè)有伸入所述冷卻流道的散熱結(jié)構(gòu)，所述散熱腔的一側(cè)外表面設(shè)有金剛石?銅高導熱復合均溫板，所述金剛石?銅高導熱復合均溫板處安裝電子元器件。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、合理，利用金剛石?銅高導熱復合均溫板將熱量傳導至冷卻通道內(nèi)的散熱結(jié)構(gòu)，隨后由流經(jīng)流道內(nèi)的兩相冷卻介質(zhì)將熱量帶走，散熱效果較佳，散熱效率高。

技術(shù)研發(fā)人員：鄧環(huán)宇,李曉峰,劉劍,劉舒昕,王海寧,鄭明曄
受保護的技術(shù)使用者：北京無線電測量研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30