本实用新型属于微通道热沉技术领域，具体涉及一种具有瓦状肋片的微通道热沉。
背景技术：
从宏观器件的微小型化到功能化微小型器件的独立开发，结构的微型化使器件内部的物质和能量输运均受到了微小空间的限制，这使得部分高功率器件面临功率过高所带来高能量及快速热输运问题。另一方面，在微电子领域，随着芯片上器件集成度的快速增长，由微电子器件温度敏感性所带来的芯片热控制问题也不断突显。而具备高效率散热优势的微通道散热器为上述微小空间内的散热问题提供了良好的解决方案。
目前的微冷却器可以分为五类：微热交换器、微热管均热片、超微冷冻机、整合式微冷却器和微通道热沉，微通道热沉因其传热面积大、散热均匀、热扩散距离短等特点，被广泛的应用于各种高密度、高功率电子设备的冷却中。
现有的微通道热沉都是将流体通过进口进入分流槽中完成分流，均匀进入微槽道阵列，通过表面对流换热带走肋片上的热量，经由汇流槽汇集后进入出口，实现散热的目的。尽管现有的设计结构也获得了较为理想的结果，但是仍然存在微通道热沉散热带来热沉温度的分布不均，从而带来热应力，对冷却器件的可靠性、性能、寿命均带来不利影响。
技术实现要素：
本实用新型的目的是为了解决现有技术中微通道热沉散热存在的热沉温度分布不均匀的问题，提供一种具有瓦状肋片的微通道热沉。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
一种具有瓦状肋片的微通道热沉，包括热沉基体和设置在热沉基体上的若干个微通道单元，所述若干个微通道单元均相互平行设置，相邻两个微通道单元之间设置有微通道隔板，每个微通道单元均包括两行瓦状肋片，每行瓦状肋片均包括若干个并列设置的瓦状肋片，所述瓦状肋片呈拱形结构，两行瓦状肋片的凹陷开口均朝向相邻的微通道隔板，两行瓦状肋片的拱形背脊交错设置。
进一步的，每个微通道单元中两行瓦状肋片之间留有空隙ⅰ，每一行瓦状肋片中相邻的两个瓦状肋片之间留有空隙ⅱ。
进一步的，所述微通道热沉还包括设置在热沉基体上的导入通道和导出通道，所述若干个微通道单元设置在导入通道和导出通道之间，所述导入通道与每个微通道单元的入口连通，所述导出通道与每个微通道单元的出口连通。
进一步的，沿流体工质的流动方向，所述导入通道的宽度逐渐减小。
进一步的，沿流体工质的流动方向，所述导出通道的宽度逐渐增大。
进一步的，所述热沉基体包括底板和设置在底板四周的侧壁ⅰ、侧壁ⅱ、侧壁ⅲ和侧壁ⅳ，所述侧壁ⅰ和侧壁ⅲ相互平行设置在底板的前后相对侧且与微通道隔板平行，所述侧壁ⅱ和侧壁ⅳ设置在底板的左右相对侧，所述侧壁ⅳ与微通道单元之间构成导入通道，所述侧壁ⅱ与微通道单元之间构成导出通道，所述导入通道的进口设置在侧壁ⅰ的左侧，所述导出通道的出口设置在侧壁ⅲ的右侧。
进一步的，所述侧壁ⅱ的外侧壁和侧壁ⅳ的外侧壁均与微通道隔板垂直，所述侧壁ⅱ的内侧壁与其外侧壁的夹角为5°-10°，所述侧壁ⅳ的内侧壁与其外侧壁的夹角为5°-10°。
进一步的，沿与微通道隔板垂直的方向，所述微通道隔板的纵剖面为矩形或梯形。
进一步的，沿与微通道隔板垂直的方向，所述瓦状肋片的纵剖面为矩形或梯形。
相比于现有技术，本实用新型具有如下优点：
本实用新型通过在微通道单元内设置相背交错阵列的瓦状肋片，从而在微通道单元内引入了二次流道，使得流体工质在微通道单元内的流动边界层被打断，增强流体的内部扰动，强化传热效率。并且可以通过二次流道增强流体的掺混，并增大流动空间，通过瓦状肋片使得更多流体流入二次流道，从而可增强换热，并提高微通道热沉的温度均匀性。
附图说明
图1：本实用新型的三维结构示意图
图2：本实用新型的俯视图
图3：本实用新型的流体工质流动方向指示图；
图4：图3中微通道单元的放大图；
图5：瓦状肋片与微通道隔板的纵向剖面为梯形的结构放大图；
图中：1、热沉基体，2、微通道单元，3、微通道隔板，4、导入通道，5、导出通道，6、流体通道，7、二次流道，11、底板，12、侧壁ⅰ，13、侧壁ⅱ，14、侧壁ⅲ，15、侧壁ⅳ，21、瓦状肋片，22、空隙ⅰ，23、空隙ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图1-5对本实用新型的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本实用新型技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的范围，均应涵盖在本实用新型的保护范围中。以下具体实施方式中，导入通道4的进口设置在微通道单元2的“前”端，导出通道5的出口设置在微通道单元2的“后”端，导入通道4设置在微通道单元2的“左”端，导出通道5设置在微通道单元2的“右”端。为表述方便、清楚，所定义的“前”“后”“左”“右”等指示方位的词语并不能构成对本实用新型保护范围的限定。
具体实施方式一
本实用新型的目的在于提供一种具有瓦状肋片的微通道热沉结构，利用瓦状肋片21增加的二次流道7增强流体的内部扰动以及增大流动空间，从而加强散热效率和热沉温度的均匀性，具体技术方案如下：
一种具有瓦状肋片的微通道热沉，包括热沉基体1和设置在热沉基体1上的若干个微通道单元2，所述若干个微通道单元2均相互平行设置，相邻两个微通道单元2之间设置有微通道隔板3，每个微通道单元2均包括两行瓦状肋片21，每行瓦状肋片21均包括若干个并列设置的瓦状肋片21，所述瓦状肋片21呈拱形结构，两行瓦状肋片21的凹陷开口均朝向相邻的微通道隔板3，两行瓦状肋片21的拱形背脊交错设置；每个微通道单元2中两行瓦状肋片21之间留有空隙ⅰ22，每一行瓦状肋片21中相邻的两个瓦状肋片21之间留有空隙ⅱ23，两行瓦状肋片21与相邻的微通道隔板3之间构成流体通道6，两行瓦状肋片21之间构成二次流道7。优选的，相邻的两个微通道隔板3之间的尺寸为：宽1600μm，长19646μm，高1000μm。单个瓦状肋片21的厚度为171μm，单个微通道单元2内的两行瓦状肋片21脊背处的间隔700μm，每一行瓦状肋片阵列中相邻瓦状肋片21的间隔354μm。
进一步的，所述微通道热沉还包括设置在热沉基体1上的导入通道4和导出通道5，所述若干个微通道单元2设置在导入通道4和导出通道5之间，所述导入通道4与每个微通道单元2的进口连通，所述导出通道5与每个微通道单元2的出口连通，所述导入通道4的进口与导出通道5的出口与外部的冷却工质供给系统连通，如图3所示，流体工质从导入通道4流入，通过微通道单元2的进口（即流体通道6的进口和二次流道7的进口）流入微通道单元2，然后在微通道单元2的出口（即流体通道6的出口和二次流道7的出口）流入导出通道5，最后流出微通道热沉，回到外部的冷却工质供给系统，不断循环流动。流体在微通道单元2内的流动会受到瓦状肋片21的影响，流体工质从二次流道7内的流通，增强了流体的内部扰动以及增大流体流动空间，从而加强散热效率和热沉温度的均匀性。
进一步的，沿流体工质的流动方向，从导入通道4的前端进口至导入通道4的后端，所述导入通道4的宽度逐渐减小，用于均匀分配流体工质流入微通道单元2；沿流体工质的流动方向，从导出通道5的前端至导出通道5的后端出口，所述导出通道5的宽度逐渐增大，用于均匀分配的流体工质从微通道单元2流出。所述导入通道4前端进口处的高度和宽度分别为1000μm和4500μm，导入通道4总长23600μm，导入通道2右侧与各流体通道6垂直连通。所述导出通道5后端出口处的高度、宽度分别为1000μm和4500μm，导出通道5总长23600μm。
进一步的，所述热沉基体1包括底板11和设置在底板11四周的侧壁ⅰ12、侧壁ⅱ13、侧壁ⅲ14和侧壁ⅳ15，所述侧壁ⅰ12和侧壁ⅲ14相互平行设置在底板11的前后相对侧且与微通道隔板3平行，所述侧壁ⅱ13和侧壁ⅳ15设置在底板11的左右相对侧，所述侧壁ⅳ15与微通道单元2之间构成导入通道4，所述侧壁ⅱ13与微通道单元2之间构成导出通道5，所述导入通道4的进口设置在侧壁ⅰ12的左端，所述导出通道5的出口设置在侧壁ⅲ14的右端。所述热沉基底1的侧壁ⅱ13和侧壁ⅳ15沿与微通道隔板3垂直方向的纵向剖面为矩形截面，优选的，所述热沉基体1的材质为硅或铜，结构尺寸为厚2000μm，宽26000μm，长28700μm。
进一步的，所述侧壁ⅱ13的外侧壁和侧壁ⅳ15的外侧壁均与微通道隔板3垂直，所述侧壁ⅱ13的内侧壁与其外侧壁的夹角为5°-10°，所述侧壁ⅳ15的内侧壁与其外侧壁的夹角为5°-10°。优选6.5°。
进一步的，沿与微通道隔板3的垂直的方向，所述微通道隔板3的纵剖面可以为任意形状，优选矩形或梯形，所述瓦状肋片21的纵剖面为矩形或梯形，如图5所示。
1.一种具有瓦状肋片的微通道热沉，其特征在于：包括热沉基体(1)和设置在热沉基体(1)上的若干个微通道单元(2)，所述若干个微通道单元(2)均相互平行设置，相邻两个微通道单元(2)之间设置有微通道隔板(3)，每个微通道单元(2)均包括两行瓦状肋片(21)，每行瓦状肋片(21)均包括若干个并列设置的瓦状肋片(21)，所述瓦状肋片(21)呈拱形结构，两行瓦状肋片(21)的凹陷开口均朝向相邻的微通道隔板(3)，两行瓦状肋片(21)的拱形背脊交错设置。
2.根据权利要求1所述的具有瓦状肋片的微通道热沉，其特征在于：每个微通道单元(2)中两行瓦状肋片(21)之间留有空隙ⅰ(22)，每一行瓦状肋片(21)中相邻的两个瓦状肋片(21)之间留有空隙ⅱ(23)。
3.根据权利要求1所述的具有瓦状肋片的微通道热沉，其特征在于：所述微通道热沉还包括设置在热沉基体(1)上的导入通道(4)和导出通道(5)，所述若干个微通道单元(2)设置在导入通道(4)和导出通道(5)之间，所述导入通道(4)与每个微通道单元(2)的入口连通，所述导出通道(5)与每个微通道单元(2)的出口连通。
4.根据权利要求3所述的具有瓦状肋片的微通道热沉，其特征在于：沿流体工质的流动方向，所述导入通道(4)的宽度逐渐减小。
5.根据权利要求3所述的具有瓦状肋片的微通道热沉，其特征在于：沿流体工质的流动方向，所述导出通道(5)的宽度逐渐增大。
6.根据权利要求3-5任一权利要求所述的具有瓦状肋片的微通道热沉，其特征在于：所述热沉基体(1)包括底板(11)和设置在底板(11)四周的侧壁ⅰ(12)、侧壁ⅱ(13)、侧壁ⅲ(14)和侧壁ⅳ(15)，所述侧壁ⅰ(12)和侧壁ⅲ(14)相互平行设置在底板(11)的前后相对侧且与微通道隔板(3)平行，所述侧壁ⅱ(13)和侧壁ⅳ(15)设置在底板(11)的左右相对侧，所述侧壁ⅳ(15)与微通道单元(2)之间构成导入通道(4)，所述侧壁ⅱ(13)与微通道单元(2)之间构成导出通道(5)，所述导入通道(4)的进口设置在侧壁ⅰ(12)的左侧，所述导出通道(5)的出口设置在侧壁ⅲ(14)的右侧。
7.根据权利要求6所述的具有瓦状肋片的微通道热沉，其特征在于：所述侧壁ⅱ(13)的外侧壁和侧壁ⅳ(15)的外侧壁均与微通道隔板(3)垂直，所述侧壁ⅱ(13)的内侧壁与其外侧壁的夹角为5°-10°，所述侧壁ⅳ(15)的内侧壁与其外侧壁的夹角为5°-10°。
8.根据权利要求1所述的具有瓦状肋片的微通道热沉，其特征在于：沿与微通道隔板(3)垂直的方向，所述微通道隔板(3)的纵剖面为矩形或梯形。
9.根据权利要求1所述的具有瓦状肋片的微通道热沉，其特征在于：沿与微通道隔板(3)垂直的方向，所述瓦状肋片(21)的纵剖面为矩形或梯形。
技术总结