[發(fā)明專利]一種輻射狀漸寬式翅結(jié)構(gòu)溝槽平板熱管及加工方法

有效

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• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102706193A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 湯勇;黃光漢;張仕偉;陸龍生;付婷;羅文杰
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: F28D15/04
• 分類號: F28D15/04
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 齊榮坤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及平板熱管及制造工藝，尤其涉及一種輻射狀漸寬式翅結(jié)構(gòu)溝槽平板熱管及加工方法。

背景技術(shù)

隨著電子產(chǎn)品的集成度提高及系統(tǒng)越來越復(fù)雜，同時(shí)電子芯片的封裝空間日益狹小，導(dǎo)致微電子領(lǐng)域芯片熱流密度增加但有效散熱面積減少。電子元器件的可靠性隨溫度上升而急劇下降，在電子設(shè)備所有的運(yùn)行故障中,因溫度而引起的故障占到55%以上。電子芯片內(nèi)高熱量聚積產(chǎn)生熱點(diǎn)，也嚴(yán)重影響其性能和壽命。傳統(tǒng)的靠帶翅片的鋁材散熱器與芯片表面貼合傳熱，再通過空氣對流將熱量帶走的方法，已經(jīng)不能滿足小體積高熱流密度的散熱要求。平板熱管具有很高的比表面積（表面積/體積），利用相變傳熱的原理能最大限度的使熱流趨于均勻，具有高的熱導(dǎo)率和良好的均溫性，可以有效的解決電腦芯片“熱點(diǎn)”問題、集成電路三維一體封裝問題以及分散熱源的散熱問題，目前已成為熱管研究與開發(fā)的熱點(diǎn)技術(shù)。

北京工業(yè)大學(xué)200710064698.3號專利公布了一種溝槽式均熱板，其溝槽沿徑向的深度與寬度均保持不變，橫截面積為矩形。由于溝槽等寬度，相鄰溝槽的不能干涉，當(dāng)圓形均熱板的內(nèi)圓周上布滿溝槽時(shí)，外圓周的溝槽卻相鄰間距大，排布稀疏。銅基板上，未被加工溝槽的區(qū)域稱為脊，表面形貌光滑的脊將降低平板熱管的毛細(xì)吸力和沸騰性能。而輻射狀等寬溝槽平板熱管不可避免地存在一定面積的脊，使整體比表面積不能達(dá)到理想的范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種輻射狀漸寬式翅結(jié)構(gòu)溝槽平板熱管及加工方法，克服現(xiàn)有輻射狀溝槽式平板熱管的等距溝槽排布不緊密，導(dǎo)致毛細(xì)力不足，沸騰換熱性能不佳的缺點(diǎn)，

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種輻射狀漸寬式翅結(jié)構(gòu)溝槽平板熱管的加工方法，包括如下步驟：

（1）用車削工藝在紫銅棒上加工出下底座的毛胚，即先后加工出外徑為82～105mm的圓形基底及圓形凸臺，圓形凸臺的外徑比圓形基底小2～4mm，基底厚度1～1.5mm，圓形凸臺的高度為2.5～3.5mm，在圓形凸臺的的頂面加工出中間低、外緣高的內(nèi)錐形結(jié)構(gòu)的斜面，在圓形凸臺的中心處加工出圓形平底，圓形平底的直徑8～12mm；

（2）用車床加工出下底座的上蓋板，上蓋板的周圍為下垂邊緣，在下垂邊緣鉆孔，作為充液口；

（3）將下底座的毛胚，安裝在水平旋轉(zhuǎn)分度頭上，分度頭上具有可調(diào)角度的水平旋轉(zhuǎn)平面，水平旋轉(zhuǎn)平面上凹陷的圓坑剛好嵌入圓形基底，然后把分度頭水平安裝在刨床上，做好加工前的準(zhǔn)備；

（4）將犁削刀具裝夾在刨床上，調(diào)整刨床工作行程，工作行程大于圓形凸臺的徑向尺寸，設(shè)定V形溝槽的犁削深度與圓形凸臺的高度相同，啟動刨床，犁削刀具在圓形凸臺的頂面犁削出一道V形溝槽，V形溝槽犁削完畢后，再用犁削刀具沿著脊的頂端軸向方向依次犁削出翅結(jié)構(gòu)，即U形溝槽；

（5）根據(jù)圓形凸臺所設(shè)計(jì)的V形溝槽的槽道數(shù)目，計(jì)算出相鄰V形溝槽的夾角，按照該夾角旋轉(zhuǎn)分度頭，保持步驟（3）相同的犁削參數(shù)，依次犁削出剩余的V形溝槽和翅結(jié)構(gòu)，得到下底座；

（6）將犁削完成的下底座卸下，對其進(jìn)行去油污和氧化層處理，之后在圓形凸臺的圓形平底內(nèi)放置一個(gè)圓柱型銅粉；準(zhǔn)備一個(gè)一面為平面、另一面為凹凸面的圓環(huán)形支撐環(huán)，將支撐環(huán)置于圓形凸臺的中部，支撐環(huán)的凹凸面接觸上蓋板，蓋上上蓋板，然后將轉(zhuǎn)配好的下底座與上蓋板整體放入燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，通過擴(kuò)散焊方法密封連接后，圓柱型銅粉燒結(jié)后得到毛細(xì)芯，下底座、支撐環(huán)、毛細(xì)芯、上蓋板燒結(jié)后成為為一體，然后通過充液孔完成抽真空、灌注工質(zhì)，最后得到輻射狀漸寬式翅結(jié)構(gòu)溝槽平板熱管。

一種輻射狀漸寬式翅結(jié)構(gòu)溝槽平板熱管，包括下底座、上蓋板、支撐環(huán)，所述下底座與上蓋板周圍密封連接，所述下底座包括一個(gè)圓形基底，圓形基底上具有一個(gè)圓形凸臺，圓形凸臺的頂面呈中間低、外緣高的內(nèi)錐形結(jié)構(gòu)的斜面，圓形凸臺的頂面由中心向外呈輻射狀徑向分布有V形溝槽和脊，所述支撐環(huán)置于圓形凸臺的頂面的中部；所述支撐環(huán)與脊接觸的一面為平面，支撐環(huán)與上蓋板接觸的面為凹凸接觸面；所述圓形凸臺頂面的中部設(shè)置有一毛細(xì)芯，所述V形溝槽的寬度及深度沿著圓形凸臺中心向外逐漸增加；所述上蓋板的邊緣開設(shè)有充液口。所述內(nèi)錐形結(jié)構(gòu)的斜面與水平面夾角α為5.5～8度。

所述脊的頂部開設(shè)有翅結(jié)構(gòu)，所述翅結(jié)構(gòu)為U形溝槽。

所述V形溝槽的數(shù)目為72～85槽，V形溝槽的寬度及深度沿著圓形凸臺中心向外逐漸增加，即V形溝槽的寬度從0.3mm遞增到1.8mm，V形溝槽的深度從0.4mm遞增到2.4mm。

本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：