[實用新型]一種具有多尺度表面結構特征的微通道換熱板

有效

• 申請號: 201820196468.6
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN208505088U
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 周偉;周芳;劉韶宇;邱清富;俞煒;劉陽旭
• 申請（專利權）人: 廈門大學;廈門大學深圳研究院
• 主分類號: F28F3/12
• 分類號: F28F3/12;F28F3/06;F28F13/06;F28F21/08
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;陳淑嫻

本實用新型公開了一種具有多尺度表面結構特征的微通道換熱板，包括金屬基板和上密封板，所述金屬基板上表面具有微米尺度特征的陣列式微通道，該些微通道平行間隔排布，所述微通道的底面一體成型有凸起的微納表面結構，所述上密封板置于所述金屬基板上表面上并與所述金屬基板密封設置。本實用新型在微通道中生成微納米復合結構可以有效增加氣泡核化點、增大有效換熱面積、改善流型結構，從而實現強化沸騰換熱，提高微通道傳熱系數的目的。制備得到的具有多尺度表面結構特征的微通道換熱板在電子設備散熱領域有著廣闊的應用前景。

技術領域

本實用新型屬于微通道制造和換熱技術領域，具體涉及一種具有多尺度表面結構特征的微通道換熱板。

背景技術

近年來，隨著現代電子科技的發展，微機電系統、超大規模集成電路等技術使得電子設備正朝著高速度、多功能、大功率、微型化方向快速發展。電子設備的組裝密度越來越高，高密度組裝技術被廣泛應用在功率器件(如IGBT)、智能穿戴設備、掌上電腦、軍用機載計算機、航天飛行器等各類電子設備中。在這些電子設備中，快速增加的芯片系統發熱已經成為先進電子芯片系統研發和應用中的一項重大挑戰。傳統的強制風冷散熱難以滿足熱流量日益增加的集成電子芯片的需求，不良散熱將容易導致電子設備的可靠性下降。因此高熱流密度電子設備中的散熱問題制約了電子行業的發展，使得熱管理成為了高熱流密度電子芯片系統開發和應用中關鍵技術，客觀上對微電子器件的傳熱技術提出了非常迫切的要求。

微通道是一種借助特殊微加工技術以固體基質制造的二維或三維微細通道結構，當前關于微通道的確切定義，比較通行直觀的分類是由Mehen-dale.s.s提出的按其水力當量直徑的尺寸來劃分，通常將水力當量直徑小于1mm通道稱為微通道。微通道因其結構具有體積小、結構緊湊、熱阻低、換熱效率高、運行安全可靠等特點，而且還具有常規尺寸的強制風冷散熱設備所無可比擬的優越性，可滿足高熱流密度電子設備的散熱需求，因而可以直接作用于毫米甚至微米級的熱源位置進行強化傳熱。特別地，在對換熱設備的尺寸和重量有特殊要求的場合中，微通道換熱器由于其特殊優越性能展現出重要應用前景。現今國內外學者不斷開發多尺度微通道結構，使其增大傳熱面積，強化單相、多相傳熱，提高傳熱系數，獲得高效換熱性能。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種具有多尺度表面結構特征的微通道換熱板。

為了實現以上目的，本實用新型的技術方案為：

一種具有多尺度表面結構特征的微通道換熱板，其特征在于：包括金屬基板和上密封板，所述金屬基板上表面具有微米尺度特征的陣列式微通道，該些微通道平行間隔排布，間距為0.2-0.8mm，各微通道的寬度為0.4-1.0mm，高度為0.5-2mm；所述微通道的底面一體成型有規則性凸起的微納表面結構，所述微納表面結構的高度為200-500nm；所述上密封板置于所述金屬基板上表面上并與所述金屬基板密封設置。

可選的，所述金屬基板為銅基板或鋁基板。

可選的，所述微納表面結構為矩陣式排布的納米柱陣列，其中相鄰納米柱的間距為0.4-0.6mm。

可選的，所述納米柱于高度方向上等截面面積，且截面面積為0.1-0.4mm²。

可選的，所述納米柱為圓錐體，所述圓錐體的底部面積為0.1-0.4mm²。

可選的，所述微納表面結構為網格結構，網格線凸起且厚度為200-500nm。

可選的，所述網格為正方形網格，邊長為0.3-0.7mm。

可選的，所述網格由兩排沿微通道長度方向延伸的鋸齒狀網格線對接形成，包括位于中間的菱形網格和位于兩側的三角形網格。

可選的，所述菱形網格于所述微通道長度方向的對角線長度為0.4-1.0mm。