[發明專利]一種具有分形槽-孔結構的均熱板蒸發吸液芯及制造方法

有效

• 申請號: 201310222309.0
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN103344142A
• 公開（公告）日: 2013-10-09
• 發明（設計）人: 湯勇;萬珍平;陸龍生;袁偉;彭潔旻;陳維;付婷
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F28D15/04
• 分類號: F28D15/04;B23P15/26
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及傳熱領域，尤其涉及一種具有分形槽-孔結構的均熱板蒸發吸液芯及制造方法。

背景技術

光電領域是21世紀科技發展和人們生活水平提高的重點領域。例如，發光二極管（Light?Emitting?Diode，簡稱LED）技術具有節能、環保和壽命長等優勢，被公認為第四代照明光源。但熱問題隨著光電領域的發展而日益嚴重。目前，LED陣列光源的功耗超過了100W，大功率LED芯片熱流密度已達2×106W/M2。如此高的熱流如果不能進行有效的引導，將會產生致命的熱問題。

均熱板是相變傳熱材料，其傳熱性能高，能滿足光電領域發展的需求。它可以迅速將一個或多個集中點熱源的高熱流密度近乎等溫的均布到一個大的平面，迅速降低其熱流密度；平面的結構可以直接與目前絕大多數的光電領域熱源直接接觸，降低了系統的整體熱阻；工作時不需額外動力驅動，且性能可靠。均熱板由蒸發面，絕熱面，冷凝面，蒸發吸液芯，冷凝吸液芯及工質組成。其中，在保證液體充分回流的同時，為提高傳熱能力，蒸發吸液芯結構應具有強化沸騰作用。

Nakayama于1980年首次提出具有強化沸騰性能的“槽-孔”蒸發吸液芯結構。現有技術中可利用粉末燒結和絲網燒結等方式加工出毛細吸力大，強化沸騰性能高的槽-孔吸液芯結構。但這些結構毛細孔半徑小，流動阻力大，易堵塞且滲透率低。同時以上加方式存在著所需器材昂貴，執行步驟繁復，制作耗錢耗時耗力，槽-孔結構形狀不可控等缺點。雖然，利用機械加工的方式可以克服以上加工方式的缺點，且目前機加工出的槽-孔結構滲透率大，流動阻力小，但其也存在著毛細吸力小，強化沸騰性能低，同時需要采用不同種類的加工工藝等缺陷。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點和不足，提供一種毛細吸力大、傳熱性能高的具有分形槽-孔結構的均熱板蒸發吸液芯及制造方法。

本發明通過下述技術方案實現：

一種具有分形槽-孔結構的均熱板蒸發吸液芯，包括蒸發板，沿蒸發板的蒸發面的縱向和橫向陣列分布有分形槽，分形槽的槽頂設有翅片，各翅片之間形成半封閉矩形開口的矩形狹縫，分形槽內由多個V字形溝槽組成。

各分形槽之間的間距為2.96mm～4mm；分形槽內的兩側壁的V字形溝槽深為0.26mm～0.49mm，在分形槽內的槽底的V字形溝槽深為0.5mm～1.3mm。

上述具有分形槽-孔結構的均熱板蒸發吸液芯的制造方法，如下步驟：

一種具有分形槽-孔結構的均熱板蒸發吸液芯制造方法，如下步驟：

步驟一：篩選一塊基板，對其表面進行毛刺處理，然后用夾具將其固定在刨床的虎鉗上，利用杠桿百分表對基板待加工的表面進行校平；

步驟二：在基板的表面用二階復合分形犁切刀，加工出縱向分布的分形槽陣列；

步驟三：完成縱向分布的分形槽陣列后，將基板順時針旋轉90°，用二階復合分形刨削刀加工出橫向分布的分形槽陣列；

步驟四：加工完橫向分布的分形槽陣列后，每個分形槽的槽頂便形成兩個翅片，此時將基板逆時針旋轉90°，用球頭成形刀將該翅片朝各分形槽的槽口方向擠壓，形成矩形狹縫；

步驟五：最后去毛刺、清理，得到具有分形槽結構的均熱板蒸發吸液芯。

本發明與現有技術相比之下，至少具有如下優點及效果：

(1)蒸發板的蒸發面的縱向和橫向陣列分布有分形槽，分形槽的槽頂設有可強化沸騰的翅片，這種結構極大的增大了均熱板蒸發面的比表面積；

分形槽內由多個V字形溝槽組成，有利于成核和提高毛細吸力，且其較差的潤濕性有利于氣泡的逃逸；

分形槽的槽頂設有翅片，各翅片之間形成半封閉矩形開口的矩形狹縫，提高了均熱板蒸發面的孔隙率，提供了更多的氣泡成核條件，能夠進一步起到強化沸騰和不易堵塞的多重作用。

上述結構形成的均熱板可廣泛用于半導體發光二極管、半導體激光和熱光電轉換裝置、計算機中央處理器（CPU）、圖形處理器芯片（GPU）和計算機高頻率臨時存儲器（內存）的冷卻散熱。

各翅片之間形成半封閉矩形開口的矩形狹縫，僅需要普通的刨床就能夠完成整個加工過程，具有技術手段簡便易行，設備成本投入低、綠色環保等優點。

附圖說明

圖1為本發明具有分形槽-孔結構的均熱板蒸發吸液芯結構示意圖。

圖2是采用二階復合分形犁切刀，加工縱向陣列分布的分形槽的過程示意圖。

圖3是采用二階復合分形刨削刀，加工橫向陣列分布的分形槽的過程示意圖。

圖4為采用球頭成形刀將該翅片朝各分形槽的槽口方向擠壓過程示意圖。