一种血液循环仿生结构水冷板

技术领域

本发明涉及芯片散热技术领域，具体是涉及一种血液循环仿生结构水冷板。

背景技术

CPU，GPU，IGBT，GTO，IEGT，雷达，激光等电子元件集成度上升，功率增大，并要求设备向轻，薄，短，小方向发展，散热难度越来越大，成为产品开发的瓶颈。现有的高功率芯片的散热方式已经从风冷转向液冷，液冷板内部流道的形状直接决定其流动阻力和换热性能。

常规液冷板通常以狭长的平行流道形状为主，流动阻力沿流道长度方向累积；温度沿流道长度方向上增加，冷板在流道上下游间温差大。传统液冷板的散热效果较差，能实现的热流密度有限。为提升散热性能，设计者往往通过降低流道宽度来布置更多的流道，从而增大散热面积，但这样会造成流动阻力大大增加，超出水泵的工作范围，仍然无法满足设计需求，针对上述的问题，现提出一种血液循环仿生结构水冷板来进行解决。

发明内容

为解决上述技术问题，提供一种血液循环仿生结构水冷板，解决了上述的目前的传统液冷板的散热效果较差，能实现的热流密度有限。为提升散热性能，设计者往往通过降低流道宽度来布置更多的流道，从而增大散热面积，但这样会造成流动阻力大大增加，超出水泵的工作范围，仍然无法满足设计需求的问题。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种血液循环仿生结构水冷板，包括上盖板，中间板与下盖板,所述上盖板固定连接于中间板上方，所述下盖板固定连接于中间板下方；

其中，所述上盖板顶部左侧贯穿开设有进水口，所述上盖板顶部右侧贯穿开设有出水口，所述上盖板底部左侧开设有主路入水通道，所述主路入水通道上部与进水口连通，所述上盖板底部右侧开设有主路出水通道，所述主路出水通道上部与出水口连通；

所述中间板内部开设有若干条支路入水通道和多个支路出水通道，所述支路入水通道通过分隔条与支路出水通道间隔排列；

所述下盖板上方固定连接有若干条平行的鳍片，相邻两个所述鳍片之间的间隙形成平行的微型通道。

优选的，各个所述支路入水通道通过入水主路支路接口与主路入水通道连通，各个所述支路出水通道通过出水主路支路接口与主路出水通道连通。

优选的，所述支路入水通道与支路出水通道通过微型通道相连通。

优选的，所述主路入水通道、支路入水通道、支路出水通道、主路出水通道与微型通道呈立体层级结构排列。

优选的，所述主路入水通道、主路出水通道、支路入水通道、支路出水通道的中空截面为矩形结构、圆形结构、梯形结构或楔形结构。

优选的，所述微型通道采用并联结构排列，且贴近发热元件布置。

优选的，所述上盖板、中间板与下盖板可以是铝、铜高导热材料，也可以是塑料、3D打印易成形材料。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过设置了主路通道与主路出水通道其类似人体的主动脉与主静脉，多条支路入水通道与支路出水通道其类似人体中的支动脉与支静脉，大量的微型通道其类似人体的毛细血管的立体层级结构，大量的微型通道能通过鳍片高效的吸收发热元件的热量，进一步提升液冷板热流密度，通过采取人体血液仿生学使得本仿生结构微通道水冷板能完成超高热流密度的散热，流阻低，温差小。

附图说明

图1为本发明的俯视图；

图2为本发明的结构爆炸图；

图3为本发明另一视角下的结构爆炸图；

图4为图1中A-A处剖视图；

图5为图1中B-B处剖视图；

图6为图1中C-C处剖视图；

图7为图5中D-D处剖视图；

图8为图6中E-E处剖视图；

图9为本发明另一实施例的结构示意图。

图中标号为：

101、上盖板；102、中间板；103、下盖板；201、鳍片；202、进水口；203、出水口；204、主路入水通道；205、主路出水通道；206、支路入水通道；207、微型通道；208、支路出水通道；209、分隔条；210、入水主路支路接口；211、出水主路支路接口。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。

实施例一

参照图1-8所示，一种血液循环仿生结构水冷板，包括上盖板101，中间板102与下盖板103，上盖板101固定连接于中间板102上方，下盖板103固定连接于中间板102下方，可以由上盖板101，中间板102，下盖板103通过焊接或螺钉锁固而成整个水冷板；螺钉锁固时可以增加密封垫圈或密封胶，同时，可选择的是中间板102缩小到上盖板101和下盖板103之间，由上盖板101和下盖板103焊接或螺钉锁固而成整个水冷板；

其中，上盖板101顶部左侧贯穿开设有进水口202，上盖板101顶部右侧贯穿开设有出水口203，上盖板101底部左侧开设有主路入水通道204，主路入水通道204上部与进水口202连通，上盖板101底部右侧开设有主路出水通道205，主路出水通道205上部与出水口203连通；

中间板102内部开设有若干条支路入水通道206和多个支路出水通道208，支路入水通道206通过分隔条209与支路出水通道208间隔排列；

下盖板103上方固定连接有若干条平行的鳍片201，相邻两个鳍片201之间的间隙形成平行的微型通道207，微型通道207沿发热元件长度方向并联布置，其流动阻力远远小于常规冷却板，同时能完成超高热流密度的热交换。

各个支路入水通道206通过入水主路支路接口210与主路入水通道204连通，各个支路出水通道208通过出水主路支路接口211与主路出水通道205连通。

可选的，入水主路支路接口210和出水主路支路接口211可以省略，主路入水通道204与支路入水通道206直接相连，主出水通道205与支路出水通道208直接相连。

支路入水通道206与支路出水通道208通过微型通道207相连通。

主路入水通道204、支路入水通道206、支路出水通道208、主路出水通道205与微型通道207呈立体层级结构排列。

主路入水通道204、主路出水通道205、支路入水通道206、支路出水通道208的中空截面为矩形结构、圆形结构、梯形结构或楔形结构，通道的深度亦可在长度方向上不同，在实际应用中，用户根据具体情况选择合适的结构。

实施例二

如图9所示，主路入水通道204、主出水通道205的位置可以是中间板102的侧面，此时上盖板101和中间板102可以集成为一体，主路入水通道204、支路入水通道206、微型通道207、支路出水通道208与主路出水通道205可采用串联的连接方式，通过进水口202向主路入水通道204通入冷却水，冷却水通过支路入水通道206进入微型通道207，微型通道207采用并联结构排列，且贴近发热元件布置，进行冷却后，完成热交换的冷却水顺着支路出水通道208与主路出水通道205从出水口203流出。

上盖板101、中间板102与下盖板103可以是铝、铜高导热材料，也可以是塑料、3D打印易成形材料，有利于快速进行热交换，达到快速降温的目的。

工作原理：本仿生结构水冷板流道仿照人体血液循环，包含主路通道204与主路出水通道205其类似人体的主动脉与主静脉，多条支路入水通道206与支路出水通道208其类似人体中的支动脉与支静脉，大量的微型通道207其类似人体的毛细血管的立体层级结构，冷却水从进水口202进入主路入水通道204然后被分进多条支路入水通道206中，接着进入大量的微型通道207中，微型通道207中的冷却水与鳍片201完成热交换后进入支路出水通道208，最终多条支路出水通道208中的冷却水汇集在主路出水通道205中，从出水口203排出完成循环；下盖板103与发热元件贴合，而大量的微型通道207能通过鳍片209高效的吸收发热元件的热量，进一步提升液冷板热流密度，通过采取人体血液仿生学使得本仿生结构微通道水冷板能完成超高热流密度的散热，流阻低，温差小。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。