CN112435976B - 基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器及其制造方法，包括自上而下设置的散热盖板、隔板和供液底板，散热盖板、隔板和供液底板之间均键合密封；散热盖板上设置有工质进口孔，若干仿生分形微通道槽道和环形工质汇集槽，环形工质汇集槽位于微槽道的***，仿生分形微通道槽道一端与微通道进口孔相连，另一端与环形工质汇集槽相连；隔板上设置有供液孔和排液孔，供液孔与散热底板上的微通道进口孔对应，排液孔对称位于供液孔的两侧，与环形工质汇集槽相连接。本发明的多级分叉微通道网络结构仿照自然界高效低阻物质输运网络，在每个分叉处存在入口段压力恢复效应，与传统的直线形和蛇形微通道相比，具有更低的流动压力损失和泵功消耗。
Description
技术领域
本发明属于超高热流密度微通道散热技术，涉及一种适用于超高热流密度微电子器件高效低阻冷却技术，具体涉及一种基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器及其制造方法。
背景技术
目前，电子元器件正朝着集成化，高频化和功能复杂化发展，随着芯片特征尺寸的减小和功率的提高，发热问题逐渐成为限制其性能提升的主要瓶颈。功率器件正常工作平均热流密度已超过1kW/cm2，局部热点热流密度有可能超过20kW/cm2。一般硅基芯片的工作温度在85℃以下，GaN芯片的工作温度在175℃一下，如果芯片的发热量不能及时导出，工作环境的温度会不断提高，进而严重影响芯片的工作性能和寿命。研究结果表明，芯片的温度每提高10℃，芯片的性能就会下降50％。因此，如何在有限的空间内将热量高效导出成为解决芯片热管理问题的关键。
微通道液冷散热技术具备换热系数高、结构紧凑并可实现嵌入式集成等显著优点，是目前超高热流密度电子器件散热的最优选择。但由于微通道的特征尺度在微米量级，通道的壁面粗糙度对流动阻力的影响不能忽略，流动阻力和压降将随着流速的提高急剧增加，驱动流体的功耗也会大幅增加，这极大的限制了微通道散热技术的规模化应用。因此如何在保持微通道散热器高换热效率的同时降低流动阻力成为微通道液冷散热技术的研究重点。芯片散热技术不仅要及时移除热量，还得同时保证芯片表面的温度均匀性。传统的直线或蛇形微通道内换热工质越接近出口，与热源的温差越小，换热效果越差，导致芯片表面温度分布极不均匀。由于芯片是多种材料通过键合、焊接等工艺连接的多层结构，不同材料之间存在热膨胀系数差异，温度不均产生的热应力对芯片可靠性和寿命影响很大。特别地，对于大功率、大尺寸芯片，热应力问题尤其严重。
发明内容
针对现有微通道液冷换热器流动阻力大、表面温度分布不均的问题，提出了一种基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器及其制造方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器，包括自上而下设置的散热盖板、隔板和供液底板，散热盖板，隔板和供液底板之间均采用键合技术密封；
散热盖板上加工有微通道进口孔、环形工质汇集槽和仿生分形微槽道，沿着微通道进口孔的圆心环形布置n个仿生分形微槽道；
每个仿生分形微槽道包括多个相同的仿生分形微通道簇，每一个仿生分形微通道簇包括m级通道，分别为第0，1，2……，(m-1)级通道，其中，第0级通道与微通道进口孔相连通，第m-1级通道与环形工质汇集槽相连；
隔板中心设置有供液孔，供液孔位于微通道进口孔正下方，在供液孔的两侧对称位置设置有排液孔，排液孔位于环形工质汇集槽的正下方；
供液底板上设置有工质进口、供液微槽道、排液微槽道、集液区和工质出口；工质进口和工质出口分别位于供液底板的两端；工质进口与供液微槽道相连通，工质出口和集液区相连通；供液微槽道的末端位于隔板上供液孔的正下方；排液微槽道一端位于隔板上排液孔的正下方，另一端与集液区相连接。
本发明进一步的改进在于，n个仿生分形微槽道整体为圆形；圆形直径Da＝20～40mm；微通道进口孔直径Db＝βDa，β的取值范围为5％～10％。
本发明进一步的改进在于，n为10～20；m为4～7。
本发明进一步的改进在于，工质进口和供液微槽道之间、排液微槽道和集液区之间以及集液区和工质出口之间均采用圆弧过渡；
排液孔的数量为2个，排液微槽道呈V字形，V字形上部两端分别位于两个排液孔的正下方，底端与集液区相连接。
本发明进一步的改进在于，从微通道进口孔至环形工质汇集槽的微通道个数按照2x次幂呈几何级数逐级增加，其中，x为正整数。
本发明进一步的改进在于，仿生分形微通道除第0级通道外，每一级通道均由两段组成，一段指向圆心的通道ka和一段将通道ka末端和通道(k+1)a的始端连接在一起的通道kb；第k级通道的设计长度Lk为通道ka的长度加上通道kb在半径R上的投影长度，满足：Lk+1＝Lk×2-1/D和其中，Lk表示第k级通道的设计长度，Lk+1表示第k+1级通道的设计长度，长度分形维数D＝2～3，第k级通道的实际长度Lks为通道ka长度加上通道kb的长度，满足/>其中αk是相邻两个ka通道之间的夹角，αk＝2π(n×2k)，θ是相邻两个kb通道之间的分叉角，且任意两个kb通道之间的分叉角θ都是相等的，θ的取值范围为20～150°。
本发明进一步的改进在于，每一级通道的水力直径dk满足dk+1＝dk×2-1/Δ和其中，dk表示第k级通道的水力直径，dk+1表示第k+1级通道的水力直径，Δ表示水力直径分形维数，Δ＝2～3，wk表示第k级通道的宽度，第0级通道的宽度为w0＝πDb/n，最末级分支的宽度满足wm-1＜2πR/(2m×n)。
本发明进一步的改进在于，每一级通道的高度h相等，h＝100～300μm；环形工质汇集槽的直径B＝26～50mm，工质进口的长度C＝5～15mm，工质出口的长度E＝5～15mm；散热盖板的厚度H1＝0.5～2mm，隔板的厚度H2＝0.5～1.5mm，供液底板的厚度H3＝1～2mm；
仿生分形微槽道和环形工质汇集槽的高度均为h＝100～300μm，微通道进口孔和供液孔的直径均为Db＝1～4mm，
本发明进一步的改进在于，两个排液孔2-2与V字形排液微槽道3-3上方两端弧形的直径均为S2＝6～10mm，供液微槽道3-2的弧形末端直径S1＝1.5～4.5mm；散热盖板和供液底板的材质为硅、碳化硅、铝、铜或者不锈钢，隔板的材质为聚N,N-二甲基丙烯酰胺、石英玻璃铝或者铜。
本发明进一步的改进在于，工作时，工质从供液底板上的工质进口进入散热器，途经供液微槽道进入隔板上的供液孔，工质通过供液孔进入散热盖板上的微通道进口孔，流经仿生分形微通微槽道，对发热电子元件进行冷却，完成散热后逐渐扩散进入环形工质汇集槽，依次经过隔板上的排液孔和供液底板上的排液微槽道，在供液底板上的集液区汇集，通过工质出口排出散热器。
一种如上述的基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器的制造方法，包括以下步骤：
步骤一：设计散热盖板、隔板和供液底板上的结构图案；
步骤二：根据设计得到的仿生分形微槽道的结构，制作掩模版；
步骤三：在散热盖板表面旋涂光刻胶，利用掩模版遮挡，将步骤二得到的掩模版的掩模图形转移到散热盖板表面，最后采用深度反应离子刻蚀技术，完成高度相同的微通道制备；
步骤四：在隔板上，利用精密加工技术加工出的供液孔和排液孔，进液孔和排液孔均贯穿隔板；
步骤五：在供液底板上利用干法刻蚀技术加工出工质进口、供液微槽道、排液微槽道、集液区和工质出口；
步骤六：采用阳极键合工艺对散热盖板和隔板、隔板和供液底板键合密封。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的多级分叉微通道网络结构仿照哺乳动物血液循环网络、肺气管树、叶脉等自然界高效低阻物质输运网络，在每个分叉处存在入口段压力恢复效应，与传统的直线形和蛇形微通道相比，具有更低的流动压力损失和泵功消耗。
本发明的多级分叉微通道网络结构具有分形图形的自相似性和对称性，每一级分支通道内的流量分布均匀；同时工质进口位于微通道中间，与芯片热点最常出现位置相对应，表面的温度差异小，具有良好的均温性，降低了热应力，提高了电子器件的工作稳定性和使用寿命。
本发明的微通道网络结构具有清晰的数学模型，可以通过调整分叉角θ，高度h，水力直径分形维数Δ和长度分形维数D等参数来形成不同结构尺寸的仿生分形微通道，能够满足不同情况下的换热需求。
附图说明
图1是本发明的超低流阻微通道散热器的整体结构图，其中，(a)是组装图(其中散热盖板1为了方便展示，为反方向放置)，(b)是图(a)结构的展开图。
图2是本发明的超低流阻微通道散热器的结构示意图。其中，(a)是本发明的超低流阻微通道散热器的俯视图，(b)是沿着图(a)中A-A方向的超低流阻微通道散热器的剖视图。
图3是本发明的超低流阻微通道散热器的俯视图。
图4是本发明的超低流阻微通道散热器的仿生分形微通道簇结构的示意图。
图5是本发明的超低流阻微通道散热器的隔板的俯视图。
图6是本发明的超低流阻微通道散热器的供液底板俯视图。
其中，1、散热盖板；1-1、仿生分形微通道槽道；1-2、微通道进口孔；1-3、环形工质汇集槽；2、隔板；2-1、供液孔；2-2、排液孔；3、供液底板；3-1、工质进口；3-2、供液微槽道；3-3、排液微槽道；3-4、集液区；3-5、工质出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步详细描述。
自然界哺乳动物血液循环网络、肺气管树、叶脉等经过千百万年的进化，逐渐演化成为高效低阻的物质输运网络。19世纪80年代，Mandelbrot对此类结构进行了深入研究，发现自然界的高效低阻物质输运网络呈现多层级分叉现象，符合分形特征。与直线形或者蛇形流道相比，仿生分形流道符合流体由点及面传递流动阻力最小的流动策略，为高效低阻微通道散热器提供了新思路。
本发明仿照哺乳动物血液循环网络、肺气管树、叶脉等自然界高效低阻物质输运网络，设计了一种具有多级分叉流道结构的仿生分形微通道散热器，具有换热系数高，流动阻力低，温度均匀性优良等优点，能够降低芯片内热应力，提高运行寿命和稳定性。
参见图1中的(a)和(b)，基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器包括自上而下设置的散热盖板1、隔板2和供液底板3，散热盖板1，隔板2和供液底板3之间均键合密封。
散热盖板上设置有一个工质进口孔，若干仿生分形微通道槽道和环形工质汇集槽，其中，微通道进口孔位于散热底板的中心，环形工质汇集槽位于微槽道的***，仿生分形微通道槽道一端与微通道进口孔相连，另一端与环形工质汇集槽相连；隔板上设置有一个供液孔和两个排液孔，供液孔与散热底板上的微通道进口孔对应，两个排液孔对称位于供液孔的两侧，与环形工质汇集槽相连接；供液底板上设置有工质进口，工质出口，供液微槽道和排液微槽道，工质进口设置在供液底板的一端，工质出口设置在供液底板的另一端，工质进口与供液微槽道相连，供液微槽道的末端位于隔板供液孔的下方，工质出口与集液区相连，排液微槽道结构呈“V”字形，“V”字形上方的两端分别位于两个隔板排液孔的下方，下面的一端与集液区相连接。
具体的，参见图3和图4，散热盖板1上设置有仿生分形微槽道1-1，所述仿生分形微通道整体为圆形，直径Da(半径为Ra)为20～40mm，其内含有多个相同的仿生分形微通道簇，每一个仿生分形微通道簇含有多级分支，按照从0开始命名为第0，1，2……，(m-1)级分支，其中，第0级分支与微通道进口孔1-2相连通，第m-1级分支与环形工质汇集槽1-3相连，分支总级数m为4～7，每一级通道的设计长度记为Lk，宽度为wk，k的取值为0，1，2……(m-1)。将仿生分形微通道簇沿着微通道进口孔1-2的圆心环形阵列n个，得到完整的仿生分形微槽道1-1，n为10～20。
所述仿生分形微通道的进口孔直径Db＝βDa，β的取值范围为5％～10％。
所述仿生分形微通道的从微通道进口孔至环形工质汇集槽的微通道个数按照2k次幂呈几何级数逐级增加(k≥0，正整数)，每一个通道在下一级都分布有两个结构自相似的分支通道。
所述仿生分形微通道除第0级分支通道外，每一级通道均由两部分组成，一段指向圆心的通道ka和一段将通道ka末端和(k+1)a的始端连接在一起的通道kb。第k级通道的设计长度Lk为通道ka的长度加上通道kb在半径R上的投影长度，满足：Lk+1＝Lk×2-1/D和其中，Lk表示第k级通道的设计长度，Lk+1表示第k+1级通道的设计长度，长度分形维数D＝2～3。第k级通道的实际长度Lks为通道ka长度加上通道kb的长度,满足其中αk是相邻两个ka通道之间的夹角，αk＝2π/(n×2k)，θ是相邻两个kb通道之间的分叉角，且任意两个kb通道之间的分叉角θ都是相等的，θ的取值范围为20～150°。
所述仿生分形微通道每一级分支通道的水力直径dk满足dk+1＝dk×2-1/Δ和其中，dk表示第k级通道的水力直径，dk+1表示第k+1级通道的水力直径，Δ表示水力直径分形维数，Δ＝2～3，wk表示第k级通道的宽度，第0级通道的宽度为w0＝πDb/n，最末级分支的宽度满足wm-1＜2πR/(2m×n)。
所述仿生分形微通道每一级分支通道的高度h相等，h＝100～300μm。
参见图2(a)，散热器整体为正方形长宽相等，长度A＝30～50mm。在散热盖板1上加工的仿生分形微槽道1-1的整体直径Da＝20～40mm，环形工质汇集槽1-3的直径B＝26～50mm。位于供液底板3上的工质进口3-1的长度C＝5～15mm，工质出口3-5的长度E＝5～15mm。参见图2(b)，散热盖板1的厚度H1＝0.5～2mm，隔板2的厚度H2＝0.5～1.5mm，供液底板的厚度H3＝1～2mm，仿生分形微槽道1-1和环形工质汇集槽1-3的高度均为h＝100～300μm，散热盖板1上的微通道进口孔1-2和隔板2上的供液孔2-1的直径均为Db＝1～4mm，隔板2上设置的两个排液孔2-2与供液底板3上设置的“V”字形排液微槽道3-3上方两端弧形的直径均为S2＝6～10mm，供液底板3上设置的供液微槽道3-2的弧形末端直径S1＝1.5～4.5mm。
散热盖板上设置有一个工质进口孔，若干仿生分形微通道槽道和环形工质汇集槽，其中，微通道进口孔位于散热底板的中心，环形工质汇集槽位于微槽道的***，仿生分形微通道槽道一端与微通道进口孔相连，另一端与环形工质汇集槽相连；隔板上设置有一个供液孔和两个排液孔，供液孔与散热底板上的微通道进口孔对应，两个排液孔对称位于供液孔的两侧，与环形工质汇集槽相连接；供液底板上设置有工质进口，工质出口，供液微槽道和排液微槽道，工质进口设置在供液底板的一端，工质出口设置在供液底板的另一端，工质进口与供液微槽道相连，供液微槽道的末端位于隔板供液孔的下方，工质出口与集液区相连，排液微槽道结构呈“V”字形，“V”字形上方的两端分别位于两个隔板排液孔的下方，下面的一端与集液区相连接。
参见图5，隔板2位于散热盖板1的正下方，隔板2中心设置有一个供液孔2-1，供液孔2-1位于微通道进口孔1-2正下方，二者直径相等，在供液孔2-1的两侧对称位置设置有两个排液孔2-2，排液孔2-2位于环形工质汇集槽1-3的正下方，进液孔2-1和排液孔2-2均贯穿隔板2。
参见图6，供液底板3位于隔板2的正下方，供液底板3上设置有工质进口3-1，供液微槽道3-2，排液微槽道3-3，集液区3-4和工质出口3-5。工质进口3-1和工质出口3-5分别位于供液底板3的两端。工质进口3-1与供液微槽道3-2相连通，集液区3-4与工质出口3-5微槽道相连通。工质进口3-1和供液微槽道3-2之间、排液微槽道3-3和集液区3-4之间以及集液区3-4和工质出口3-5之间均采用圆弧过渡。供液微槽道3-2的末端位于隔板2上供液孔2-1的正下方；排液微槽道3-3结构呈“V”字形，“V”字形上面的两端分别位于隔板2上两个排液孔2-2的正下方，下面的一端与集液区3-4相连接，排液微槽道3-3“V”字形两个分支之间为圆弧过渡。供液微槽道3-2和排液微槽道3-3也可以采用其他结构设置。
参见图1(b)和图2(b)，工作时，工质从供液底板3上的工质进口3-1进入散热器，途经供液微槽道3-2进入隔板2上的供液孔2-1，工质通过供液孔2-1进入散热盖板1上的微通道进口孔1-2，流经仿生分形微通微槽道1-1，对发热电子元件进行冷却，完成散热后逐渐扩散进入环形工质汇集槽1-3，依次经过隔板2上的排液孔2-2和供液底板3上的排液微槽道3-3，在供液底板3上的集液区3-4汇集，通过工质出口3-5排出散热器。
散热盖板1和供液底板3的材质为硅，碳化硅，铝或者铜，隔板2的材质为聚N,N-二甲基丙烯酰胺(PDMA)，石英玻璃，铝或者铜。
一种如上述的基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器的制造方法，散热盖板和供液底板采用硅或者碳化硅作为基材时，包括以下步骤：
步骤一：设计出散热盖板1，隔板2和供液底板3上的结构图案和尺寸；
步骤二：根据设计得到的仿生分形微槽道1-1的结构，制作掩模版；
步骤三：对散热盖板1进行深度清洗后，在其表面旋涂光刻胶，利用掩模版遮挡，将步骤二得到的掩模图形准确的转移到散热盖板1表面，最后采用深度反应离子刻蚀技术，通过控制刻蚀时间，完成高度相同(取中间级通道高度值)的微通道制备，仿生分形微槽道1-1的高度h为100～300μm；
步骤四：利用精密加工技术在隔板2上加工出所需的供液孔2-1和排液孔2-2，进液孔2-1和排液孔2-2均贯穿隔板2，并对其正反表面进行深度清理打磨；
步骤五：在供液底板3上利用干法刻蚀技术加工出工质进口3-1，供液微槽道3-2，排液微槽道3-3，集液区3-4和工质出口3-5，刻蚀深度hd均为100～300μm；
步骤六：采用阳极键合工艺对散热盖板1和隔板2、隔板2和供液底板3分别完成键合密封。
下面结合实施例对本发明做详细描述。
本发明包括散热盖板1，隔板2和供液底板3，散热盖板1上设置有仿生分形微槽道1-1，微通道进口孔1-2和环形工质汇集槽1-3，隔板2上设置有供液孔2-1和两个排液孔2-2，供液底板3上设置有工质进口3-1，供液微槽道3-2，排液微槽道3-3，集液区3-4，工质出口3-5。参见图2(a)和(b)，散热器的长度(散热器为正方形长宽相等，散热盖板1，隔板2和供液底板3的长度相同)A＝30～50mm。散热盖板1上设置的仿生分形微槽道1-1的整体直径Da＝20～40mm，环形工质汇集槽1-3的直径B＝26～50mm，仿生分形微槽道1-1和环形工质汇集槽1-3的高度均为h＝100～300μm。散热盖板1上的微通道进口孔1-2和隔板2上的供液孔2-1的直径均为Db＝1～4mm，隔板2上设置的两个排液孔2-2与供液底板3上设置的“V”字形排液微槽道3-3上方两端弧形的直径均为S2＝6～10mm，供液底板3上设置的供液微槽道3-2的弧形末端直径S1＝1.5～4.5mm，工质进口3-1的长度C＝5～15mm，工质出口3-5的长度E＝5～15mm。供液底板3上设置的工质进口3-1，供液微槽道3-2，排液微槽道3-3，集液区3-4和工质出口3-5的高度均为hd＝100～300μm。散热盖板1的厚度H1＝0.5～2mm，隔板2的厚度H2＝0.5～1.5mm，供液底板的厚度H3＝1～2mm。
参见图4，仿生分形微通道的通道总个数n＝10～20，分支级数m＝4～7，长度分形维数D＝2～3,水力直径分形维数Δ＝2～3，相邻两个kb通道之间的夹角，θ＝20～150°。
本发明仿照哺乳动物血液循环网络、肺气管树、叶脉等自然界高效低阻物质输运网络，设计了一种具有多级分叉流道结构的仿生分形微通道散热器。该新型换热器换热系数高，流动阻力低，温度均匀性优良，能够显著的提高微通道换热器的综合性能，减少热应力，提高电子元器件的工作稳定性和使用寿命。
Claims (8)
1.基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器，其特征在于，包括自上而下设置的散热盖板（1）、隔板（2）和供液底板（3），散热盖板（1），隔板（2）和供液底板（3）之间均采用键合技术密封；
散热盖板（1）上加工有微通道进口孔（1-2）、环形工质汇集槽（1-3）和仿生分形微槽道（1-1），沿着微通道进口孔（1-2）的圆心环形布置n个仿生分形微槽道（1-1）；
每个仿生分形微槽道（1-1）包括多个相同的仿生分形微通道簇，每一个仿生分形微通道簇包括m级通道，分别为第0，1，2……，(m-1)级通道，其中，第0级通道与微通道进口孔（1-2）相连通，第m-1级通道与环形工质汇集槽（1-3）相连；
n个仿生分形微槽道整体为圆形；
仿生分形微通道除第0级通道外，每一级通道均由两段组成，一段指向圆心的通道ka和一段将通道ka末端和通道(k+1)a的始端连接在一起的通道kb；第k级通道的设计长度Lk为通道ka的长度加上通道kb在半径R上的投影长度，满足：和/>，其中，Lk表示第k级通道的设计长度，Lk+1表示第k+1级通道的设计长度，长度分形维数D=2~3，第k级通道的实际长度Lks为通道ka长度加上通道kb的长度，满足/>，其中/>是相邻两个ka通道之间的夹角，/>，/>是相邻两个kb通道之间的分叉角，且任意两个kb通道之间的分叉角/>都是相等的，/>的取值范围为20~150°；
每一级通道的水力直径dk满足和/>，其中，dk表示第k级通道的水力直径，dk+1表示第k+1级通道的水力直径，/>表示水力直径分形维数，/>=2~3，wk表示第k级通道的宽度，第0级通道的宽度为/>，最末级分支的宽度满足/>；
隔板（2）中心设置有供液孔（2-1），供液孔（2-1）位于微通道进口孔（1-2）正下方，在供液孔（2-1）的两侧对称位置设置有排液孔（2-2），排液孔（2-2）位于环形工质汇集槽（1-3）的正下方；
供液底板（3）上设置有工质进口（3-1）、供液微槽道（3-2）、排液微槽道（3-3）、集液区（3-4）和工质出口（3-5）；工质进口（3-1）和工质出口（3-5）分别位于供液底板（3）的两端；工质进口（3-1）与供液微槽道（3-2）相连通，工质出口（3-5）和集液区（3-4）相连通；供液微槽道（3-2）的末端位于隔板（2）上供液孔（2-1）的正下方；排液微槽道（3-3）一端位于隔板（2）上排液孔（2-2）的正下方，另一端与集液区（3-4）相连接。
2. 根据权利要求1所述的基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器，其特征在于，圆形直径Da=20~40mm；微通道进口孔（1-2）直径D b = βD a，β的取值范围为5%~10%。
3.根据权利要求2所述的基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器，其特征在于，n为10~20；m为4~7。
4.根据权利要求1所述的基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器，其特征在于，工质进口（3-1）和供液微槽道（3-2）之间、排液微槽道（3-3）和集液区（3-4）之间以及集液区（3-4）和工质出口（3-5）之间均采用圆弧过渡；
排液孔（2-2）的数量为2个，排液微槽道（3-3）呈V字形，V字形上部两端分别位于两个排液孔（2-2）的正下方，底端与集液区（3-4）相连接。
5.根据权利要求1所述的基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器，其特征在于，从微通道进口孔（1-2）至环形工质汇集槽（1-3）的微通道个数按照2x次幂呈几何级数逐级增加，其中，x为正整数。
6.根据权利要求1所述的基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器，其特征在于，每一级通道的高度h相等，h=100~300μm；
环形工质汇集槽（1-3）的直径B=26~50mm，工质进口（3-1）的长度C=5~15mm，工质出口（3-5）的长度E=5~15mm；
散热盖板（1）的厚度H1=0.5~2mm，隔板（2）的厚度H2=0.5~1.5mm，供液底板（3）的厚度H3=1~2mm；
仿生分形微槽道（1-1）和环形工质汇集槽（1-3）的高度均为h=100~300μm，微通道进口孔（1-2）和供液孔（2-1）的直径均为Db=1~4mm，
散热盖板（1）和供液底板（3）的材质为硅、碳化硅、铝、铜或者不锈钢，隔板（2）的材质为聚N,N-二甲基丙烯酰胺、石英玻璃铝或者铜。
7.根据权利要求1所述的基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器，其特征在于，工作时，工质从供液底板（3）上的工质进口（3-1）进入散热器，途经供液微槽道（3-2）进入隔板（2）上的供液孔（2-1），工质通过供液孔（2-1）进入散热盖板（1）上的微通道进口孔（1-2），流经仿生分形微通微槽道（1-1），对发热电子元件进行冷却，完成散热后逐渐扩散进入环形工质汇集槽（1-3），依次经过隔板（2）上的排液孔（2-2）和供液底板（3）上的排液微槽道（3-3），在供液底板（3）上的集液区（3-4）汇集，通过工质出口（3-5）排出散热器。
8.一种如权利要求1所述的基于仿生分形结构的超低流阻微通道散热器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：设计散热盖板（1）、隔板（2）和供液底板（3）上的结构图案；
步骤二：根据设计得到的仿生分形微槽道（1-1）的结构，制作掩模版；
步骤三：在散热盖板（1）表面旋涂光刻胶，利用掩模版遮挡，将步骤二得到的掩模版的掩模图形转移到散热盖板（1）表面，最后采用深度反应离子刻蚀技术，完成高度相同的微通道制备；
步骤四：在隔板（2）上，利用精密加工技术加工出的供液孔（2-1）和排液孔（2-2），供液孔（2-1）和排液孔（2-2）均贯穿隔板（2）；
步骤五：在供液底板（3）上利用干法刻蚀技术加工出工质进口（3-1）、供液微槽道（3-2）、排液微槽道（3-3）、集液区（3-4）和工质出口（3-5）；
步骤六：采用阳极键合工艺对散热盖板（1）和隔板（2）、隔板（2）和供液底板（3）键合密封。
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