[發明專利]一種帶支撐柱結構的均熱板散熱裝置及其制備方法

在審

• 申請號: 201711105149.6
• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107949238A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 盧錫銘;翟永寧;楊乾乾;朱勇;孫成寬;張苗;夏川;張梅
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一六研究所
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;B23P15/26
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 陳鵬

技術領域

本發明涉及電子設備散熱技術，具體涉及一種帶支撐柱結構的均熱板散熱裝置及其制備方法。

背景技術

隨著微電子技術和大規模集成電路技術的不斷發展，電子設備在性能不斷提升的同時，內部元器件功率、單位體積密度也隨之不斷提高，設備小型化使得散熱設計更加困難，散熱問題已成為影響電子設備進一步向高性能、小型化發展的瓶頸，以有效控制內部元器件溫升為目標的熱設計技術已成為電子設備的關鍵技術之一。

現有電子設備散熱技術中，主流散熱方式依然是風扇、散熱片、熱管及其不同結合，最典型的散熱裝置是帶風扇的散熱片結構，為了降低電子設備工作時內部電子元器件核心溫度，一般采用加大散熱片換熱面積、增大空氣流速等方法，但這些方法均會增大整個系統的重量、噪聲和復雜程度，提高成本，因而迫切需要采用新型散熱技術解決高效散熱技術難題。

熱管技術具有高導熱性、優良等溫性、無需額外動力驅動等優點，已被廣泛應用在宇航、軍工等行業，自從被引入散熱裝置制造行業，使得人們改變了傳統散熱裝置的設計思路，明顯提高了散熱裝置的性能。熱管導熱性能雖然相對鋁、銅等高導熱金屬來說高很多，但由于熱管熱傳導方式是一維的，在某些應用場合會受限于較小的傳熱面積和較大的接觸熱阻，使得熱管導熱效能受限，影響了熱管散熱裝置性能的進一步提升。

均熱板與熱管的原理與理論架構基本相同，但熱流傳遞方式不盡相同，普通熱管內部蒸汽流動的方式是近似一維的，因此熱量傳遞的方式是線性傳遞；均熱板內部蒸汽流動的方式是近似二維的，可以迅速將一個或多個集中點熱源的熱量近乎等溫地均布到一個大平面上，比熱管更快，更有效率，因而可迅速降低其器件溫度；平面結構可以直接與目前絕大多數的電子元件表面直接接觸，有效降低了電子設備發熱電子元件至均熱板的傳導熱阻，使散熱系統的整體熱阻明顯降低。

然而，現有電子設備用均熱板散熱裝置，液態工質僅依靠工作腔內表面燒結、絲網等毛細結構的吸液芯回流，傳熱過程的毛細極限、凝結極限相對比較低，導熱能力和結構尺寸進一步提高較為困難；均溫板散熱裝置與電子器件接觸時，均溫板散熱裝置只能水平方式放置，若是將電子裝置側放或以其它方向放置時，均溫板散熱裝置因毛細力較小、液態工質回流較慢無法達到預期的散熱效果，給均溫板散熱裝置的應用帶來較大的局限。

由此可見，雖然均熱板散熱裝置的設計、制造技術不斷提高，但現有的均熱板散熱裝置仍存在液態工質回流路徑單一、布置方式受限等缺陷而亟待進一步改進。

發明內容

本發明的目的在于提供一種帶支撐柱結構的均熱板散熱裝置及其制備方法。

實現本發明目的的技術方案為：一種帶支撐柱結構的均熱板散熱裝置，包括帶支撐柱結構的均熱板散熱器、擋風板和渦流風扇，均熱板散熱器由波紋形散熱片和均熱板組成，均熱板由上蓋板、下蓋板、復合回流結構和納米液態工作介質組成，上蓋板和下蓋板焊接構成均熱板的工作腔，波紋形散熱片設置在上蓋板上；所述復合回流結構由上蓋板溝槽、第一絲網毛細吸液芯、第二絲網毛細吸液芯、下蓋板溝槽和支撐柱組成，支撐柱貫穿第一絲網毛細吸液芯和第二絲網毛細吸液芯，并與上蓋板、下蓋板內側表面焊接；渦流風扇設置在下蓋板一端，擋風板設置在散熱片和渦流風扇上端，在渦流風扇上方留有出風孔。

一種帶支撐柱結構的均熱板散熱裝置的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，制作第一絲網毛細吸液芯、第二絲網毛細吸液芯和支撐柱；

步驟2，在波紋形散熱片型材一側加工凹槽、上蓋板溝槽和安裝柱，制作上蓋板；

步驟3，在鋁合金板一側加工出凹槽、下蓋板溝槽，預留充液口，制作均熱板散熱器的下蓋板；

步驟4，對第一絲網毛細吸液芯、第二絲網毛細吸液芯、支撐柱、上蓋板、下蓋板進行除油、去氧化膜、水洗和烘干；

步驟5，在上蓋板的底面及側面鋪設薄片焊料，安裝支撐柱，將第一絲網毛細吸液芯扣合到上蓋板的內表面，壓緊狀態下真空釬焊；

步驟6，將第二絲網毛細吸液芯扣合到下蓋板底面及側面，壓緊狀態下真空釬焊；

步驟7，將步驟5、步驟6釬焊后的上蓋板、下蓋板扣合在一起，通過高頻擴散焊形成均熱板散熱器工作腔；

步驟8，檢查均熱板散熱器工作腔的氣密性；

步驟9，通過充液口向所述均熱板散熱器工作腔充入Al₂O₃-三氟二氯乙烷納米液態工作介質，去除工作腔內的氣體，達到規定真空度要求后，將充液口冷壓變形焊封堵并焊接密封；

步驟10，在下蓋板外側加工出不同高度、尺寸的凸臺，根據使用環境進行相應表面處理；