[發明專利]一種微熱管的氣相溫控工質灌注方法

無效

• 申請號: 201310231732.7
• 申請日: 2013-06-11
• 公開（公告）號: CN103335548A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 王曉東;羅怡;鄒靚靚;劉剛;楊延霞
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞;梅洪玉

技術領域

本發明屬于微器件封裝領域，涉及一種微熱管在真空環境中氣相溫控灌注工質的方法，應用于高熱流密度器件的散熱。

背景技術

隨著社會科技水平的發展，電子設備向多功能、大功率和小型化趨勢發展；同時高密度的組織技術也廣泛應用于各種器件中。據統計，55%的電子設備失效是由于溫度過高引起的。而從上世紀80年代至今，電子元器件的散熱密度增加了15倍，大功率LED和高性能CPU的熱流密度更是達到了100W/cm²以上。因此如何高效、可控地將該類電子元器件中的熱可靠散出成為近年來器件設計方面的熱點。典型的被動傳熱器件-微熱管結合高熱導率的熱沉已廣泛應用于CPU、顯卡和LED等的散熱，可以快速消除熱斑，同時降低器件的溫度梯度。

自Cotter1984年提出微熱管的概念【Cotter,T.P.,Principles?and?Prospects?for?Micro?Heat?Pipes,Proceedings?of?the5th?International?Heat?Pipe?Conference,Tsukuba,Japan,1984:328-335】以來，學者們對其開展了大量的理論和實驗研究。近年來，隨著MEMS技術的發展，結構更為緊湊的平板微熱管開始進入人們視野。與管狀微熱管相比，它與微器件的高溫面接觸更好，更有利于熱量傳導。但是其特殊的結構也導致了制造工藝的難點，如何在幾十到幾百微升的熱管內部精確地灌注一定質量的工質，同時不破壞熱管內部的真空成為該類熱管的制造瓶頸技術。

已有的方法主要針對金屬微熱管的工質灌注和封裝開展。主要包括先抽真空，再灌注工質【陸龍生，湯勇，袁東，蔣樂倫，微熱管的灌注抽真空制造技術，機械工程學報，2009】。該方法的缺點是工質在真空下迅速汽化，很難精確控制工質的灌注比。第二種方法是先進行工質灌注，之后進行沸騰排氣法【Xiaowei?Liu,et?al.,Design?and?Fabrication?of?Flat?Heat?Pipes?with?different?length,2011】或者抽真空排氣法【陸龍生，湯勇，袁東，蔣樂倫，微熱管的灌注抽真空制造技術，機械工程學報，2009】實現熱管內的真空度。該方法的缺點是受環境影響較大，且工質會損失。第三種方法是真空工質灌注與除氣同時進行【李勇，何成斌，曾志新，一種熱管真空充液及除氣方法及其設備：中國，201210177728.2】，該方法適用于較大結構尺寸的熱管，對于微熱管中幾十到幾百微升的灌注體積無法應用。

發明內容

本發明的目的在于克服已有技術及方法的缺點和不足，提供一種可應用于微熱管的工質灌注方法，同時保證灌注后熱管內的真空度。

本發明的技術方案如下：

一種微熱管的氣相溫控工質灌注方法，具體技術方案如下：

第一步：打開溫控系統，使得微熱管達到設定溫度。將待灌注工質的微熱管的工質灌注孔與真空泵相連并抽真空，達到設定的真空度。

第二步：利用溫控系統使得工質和工質源容器達到設定溫度。之后將工質源容器與真空泵連接并抽真空，達到設定真空度后，聯通工質與工質源容器，使得工質源容器中除了工質蒸汽外無其他氣體物質。

第三步：連通微熱管與工質源容器，此時工質蒸汽就可以源源不斷的進入微熱管的腔體中。由于微熱管的設定溫度低于工質的設定溫度，因此工質在微熱管內可凝結回液態。工質灌注量是由控制連通時間控制，利用電子天平稱量灌注前后微熱管的質量，進而獲得不同時間下工質灌注量的經驗值表。

第四步：查表獲得所需工質灌注量對應的連通時間。重復第一步和第二步，之后連通微熱管與工質源容器，達到連通時間時切斷灌注通路。

第五步：對微熱管灌注口封接，完成工質灌注。

本發明的效果和益處是：由于采用氣相灌注，因此灌注管路系統中的工質也以氣相存在，切斷灌注通路的工質損失少，適用于微量液體灌注，工質的灌注率控制較好，灌注的重復性也好；溫控使得工質源容器與微熱管處于不同溫度，提高工質灌注效率；工質中存在的不凝性氣體較輕，聚集于工質源容器的頂部，因此可在中下部開設連通管路與熱管相連，從而僅有工質氣體而無不凝性氣體進入微熱管，提高微熱管性能。

附圖說明

圖1為本發明微熱管氣相溫控灌注裝置的結構示意圖。