[實用新型]一種柔性微槽群散熱裝置

有效

• 申請號: 201720101879.8
• 申請日: 2017-01-26
• 公開（公告）號: CN206442652U
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發明（設計）人: 莫小寶;胡學功;單龍;田紅
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 任巖

技術領域

本實用新型涉及一種散熱技術，尤其涉及一種柔性微槽群散熱裝置。

背景技術

隨著微電子技術的快速發展，芯片的處理速度越來越快，熱流密度急劇增加，芯片級的局部熱流密度達到100W/cm²以上，采用三維封裝的微系統局部熱流密度更是接近1000W/cm²。現今芯片散熱方式主要有：翅片散熱、液體單相對流冷卻、強制氣冷、強迫對流沸騰冷卻、熱管和微槽群等。這些技術的應用特別是微槽群技術的運用在一定程度上解決了高功率密度芯片的散熱問題。但隨著科技的進步，人類對于電子產品的依賴已經越來越重，為了提升工作效率，希望能實現隨處使用的電子產品，而不再局限于空間問題，人類開始致力于研發柔性電子技術，其近年來已成為世界各國的重點研發題材之一。柔性電子產品具有可彎曲、輕薄等特性，將顛覆傳統電子產品的形態，這也為芯片的散熱問題帶來了更高的技術要求。傳統的平板熱管或微槽群大多以導熱金屬材料構成，其材質一般比較堅硬，不能彎曲，密度也大，故無法滿足柔性電子產品的散熱需求。

現在關于柔性散熱技術的研究主要集中在一些被動式技術上，如柔性熱管和柔性平板熱管等。其主要是選用各種聚合物(如聚炳烯，PET，LCP和PDMS等材料)來制備柔性腔體材料，從而解決熱管的彎曲問題。雖然這些高分子聚合物解決的散熱器件可彎曲的問題，但是其本身較低的導熱系數限制了其在電子產品中的應用。為了解決這些問題，有研究者在蒸發端增加了金屬塊或者金屬通道來改善其換熱性能，盡管前人做出各種努力，但熱管理裝置性能的改善仍然有限。除了上述蒸發端和冷凝端的熱阻問題外，在狹小空間內蒸汽的流動同樣存在問題。針對以上提到的蒸發端，冷凝端熱阻問題，以及蒸汽流動問題，準備采用基于柔性導熱納米復合材料的微槽群技術來解決柔性電子產品的散熱問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本實用新型提出一種柔性微槽群散熱裝置，以解決現有柔性散熱器件蒸發端、冷凝端熱阻問題，以及蒸汽流動問題。

(二)技術方案

本實用新型提供一種柔性微槽群散熱裝置，包括腔體1，肋塊支撐結構2，毛細芯3；其特征在于，

腔體1為封閉空腔，腔體1材料為柔性導熱納米復合材料，導熱系數高，腔體1內兩個相對表面刻有多條微槽道4，組成微槽群，腔體中間為肋塊支撐結構2，肋塊支撐結構2為柔性材料，用于阻止兩個相對表面上微槽群的貼合；

腔體1和肋塊支撐結構2結合構建蒸汽通道，用于蒸汽流通；

毛細芯3固定在微槽群和肋塊支撐結構2中間，用于回流液體。

其中，所述腔體1材料為柔性導熱納米復合材料，由高分子聚合物混合高導熱納米顆粒材料、碳纖維或碳納米管等制成，其中高分子聚合物為聚炳烯、PET、PMDS、LCP、聚酰亞胺或FR4。

其中，所述肋塊支撐結構2由硅膠或者橡膠制成。

其中，所述毛細芯3由編制的銅絲網或者燒結的銅毛細芯制成。

其中，所述微槽道4尺寸為微米級。

其中，柔性微槽群散熱裝置工作時的工作介質填充于工作介質流動腔體5中。

其中，所述工作介質為甲醇、無水乙醇、丙酮或者蒸餾水。

(三)有益效果

從上述技術方案可以看出，本實用新型具有以下有益效果：

(1)本實用新型提供一種柔性微槽群散熱裝置，結合柔性納米復合材料和微槽群散熱技術，柔性納米復合材料的導熱能力遠遠高于其他如聚炳烯等材料，降低了蒸發段和冷凝段的熱阻，強化了散熱裝置的換熱性能；腔體中間肋塊構建了可靠的蒸汽通道，降低了蒸汽的輸運阻力；腔體內壁面設置了多個微槽道，在毛細力作用下工質被吸入微槽道，并在微槽道內形成高強度微細尺度蒸發和沸騰復合相變換熱的連續液膜分布，這種液膜分布具有超強的取熱能力，取熱熱流密度可達10⁹W/m²量級，并且取熱過程無功耗，節能環保。

(2)本實用新型提供一種柔性微槽群散熱裝置，散熱裝置由柔性高分子聚合物為基體的納米復合材料構成，重量輕，體積小，柔性好，可以各種角度的彎曲，適合電子產品的散熱需求，同時整個裝置簡單，工作穩定，可靠性高。

附圖說明

圖1是本實用新型的一個具體實施例的柔性微槽群散熱裝置外觀圖；

圖2是本實用新型的一個具體實施例的柔性微槽群散熱裝置A-A截面圖；

圖3是本實用新型的一個具體實施例的柔性微槽群散熱裝置B-B截面圖；

圖4是為整體腔體的兩個組成部分示意圖；