[發明專利]用于超高熱流密度下的熱沉及其制造方法

在審

• 申請號: 201810143868.5
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108168345A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 周文斌;胡學功;張桂英
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F28D15/04
• 分類號: F28D15/04
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 曹玲柱

1.一種用于超高熱流密度下的熱沉，包括：

熱沉基板，用于為發熱器件散熱，包括：

開放式通道，設置在所述熱沉基板的任一板面上，利用毛細現象驅動散熱工質沿所述開放式通道流動；以及

親水涂層，設置在所述開放式通道的表面，該親水涂層表面生成有極性分子基團，所述親水涂層和所述極性分子基團用于提高所述開放式通道的補液能力。

2.根據權利要求1所述的用于超高熱流密度下的熱沉，所述開放式通道包括N條，N條所述開放式通道并列設置；

其中N≥10。

3.根據權利要求2所述的用于超高熱流密度下的熱沉，所述開放式通道的排列密度不小于5條/cm。

4.根據權利要求3所述的用于超高熱流密度下的熱沉，其中：

所述開放式通道的寬度介于10μm至2000μm之間；

所述開放式通道的深度介于10μm至2000μm之間；

兩相鄰所述開放式通道的間距介于10μm至2000μm之間；

所述親水涂層的厚度介于20nm至50μm之間。

5.根據權利要求4所述的用于超高熱流密度下的熱沉，其中：

所述開放式通道的寬度介于200μm至500μm之間；

所述開放式通道的深度介于200μm至1500μm之間；

兩相鄰所述開放式通道的間距介于200μm至500μm之間。

6.根據權利要求1所述的用于超高熱流密度下的熱沉，所述開放式通道的橫截面為矩形、梯形、三角形、圓弧形或不規則圖形。

7.根據權利要求1所述的用于超高熱流密度下的熱沉，其中：

所述親水涂層包含：多孔氧化鋁、多孔氧化鈮、氧化鋅鈉、氧化鈦、氧化鋅、氧化錫、五氧化二釩、氧化銅、氧化亞銅、氫氧化銅中的至少一種；

所述極性分子基團包含：羧酸基、磺酸基、磷酸基、氨基、季銨基、羥基、羧酸酯、嵌段聚醚中的至少一種；

所述熱沉基板包含：金屬、合金、半導體、陶瓷、氧化物中的至少一種；

其中所述熱沉基板的導熱系數不小于20W/m·K。

8.一種用于超高熱流密度下的熱沉的制造方法，包括：

步驟A：在熱沉基板的一面上生成開放式通道；

步驟B：在所述開放式通道的表面生成親水涂層；

步驟C：在所述親水涂層的表面生成極性分子基團，得到如上述權利要求1至7中任一項所述的用于超高熱流密度下的熱沉。

9.根據權利要求8所述的用于超高熱流密度下的熱沉的制造方法，其中，所述步驟A中，通過線切割方法或激光加工方法在所述熱沉基板上生成所述開放式通道。

10.根據權利要求8所述的用于超高熱流密度下的熱沉的制造方法，其中：

所述步驟B中，通過物理氣相沉積、化學氣相沉積、電化學或氧化還原法在所述開放式通道的表面生成所述親水涂層；

所述步驟C中，通過化學溶液浸泡法或紫外輻照法在所述親水涂層的表面生成所述極性分子基團。