一种微纳结构阵列散热表面及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种微纳结构阵列散热表面及其制备方法。该散热表面包括散热基体以及在散热基体表面构筑的由含氟聚合物和导热颗粒组成的锥体形成的阵列结构。该散热表面能够大大增加有效换热面积、表面粗糙度、导热系数，利于热量向含氟工质的传递，有利于含氟工质的核态沸腾，可以强化含氟工质对散热表面的润湿能力，提高临界热流密度，起到强化相变传热的作用。将含氟聚合物乳液、导热颗粒、溶剂、助剂等搅拌混合均匀获得浆料，通过丝网印刷工艺将浆料印刷在散热基体表面，烘干去除溶剂，再在保护气氛下热处理，使含氟聚合物树脂固化在散热基体表面，获得具有微纳结构阵列的散热表面。制备步骤简单易行，容易实现规模生产。

Micro nano structure array heat dissipation surface and preparation method thereof

The invention discloses a micro nano structure array heat dissipating surface and a preparation method thereof. The heat dissipating surface comprises a heat dissipating substrate and an array structure formed by a cone composed of a fluoropolymer and a heat conducting particle on the surface of the heat dissipating substrate. The heat transfer surface can greatly increase the effective heat transfer area, surface roughness and thermal conductivity, which is beneficial to the transfer of heat to the fluorine containing refrigerant, is beneficial to the nucleation boiling of the fluorine workers, and can strengthen the wetting capacity of the fluorine workers to the heat dissipating surface, improve the critical heat flux, and enhance the heat transfer of the phase change. The fluoropolymer emulsion, heat conduction particle, solvent and auxiliaries are mixed to get the slurry evenly, and the slurry is printed on the surface of the heat dissipation substrate through the screen printing process, and the solvent is dried and the solvent is dried. The fluoropolymer resin is solidified on the surface of the heat dissipation matrix, and the micro nano structure array is obtained. Heat dissipation surface. The preparation process is simple and easy to achieve scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种微纳结构阵列散热表面及其制备方法
本专利技术涉及一种改善传热表面的微纳结构阵列及其制备方法，特别涉及大功率电子集成器件的相变散热。
技术介绍
近年来，随着航天技术、激光器件、大功率电子设备的快速发展，电子元件的微型化、集成化、大功率化已成为发展方向。随之而来的这些电子元器件的散热问题也成为制约其安全和使用寿命的关键问题。因此，开发更加高效的散热技术以解决这些大功率发热器件的散热降温问题势在必行。相变换热在大功率电子集成器件换热方面得到了广泛应用。然而，目前相变换热热沉大多采用普通平面，或者带有表面结构的表面(如槽道、肋体、柱体等)。这些表面结构可以增加传热面的粗糙度，提高液体与表面的浸润性，增大固-液接触面积，或者实现冷凝液膜的减薄和“Gregorig”效应的增强，最终达到提升热传导效率的效果。然而这些强化表面结构大部分都是基于毫米级的宏观尺度范围和微米级的微观尺度，未能充分发挥出换热表面的取热能力，难以解决高热流密度的散热问题。随着微纳米制造技术的快速发展，微纳米结构表面的制造成为可能，从而有望解决高热流密度的散热问题。目前，制备微纳米结构表面的方法主要有：化学刻蚀法、电沉积法本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微纳结构阵列散热表面，其特征在于：所述微纳结构阵列散热表面是在散热基体表面构筑的由含氟聚合物和导热颗粒组成的锥体形成的阵列结构，阵列中锥体中心的间距为50～1080微米；所述含氟聚合物/导热颗粒复合锥体的高度为5～250微米，锥体顶角为30°～150°；含氟聚合物/导热颗粒复合锥体表面有导热颗粒形成的纳米级凸起，凸起尺寸在10～500纳米；其中所述的含氟聚合物为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种；所述的导热颗粒为铜粉、铝粉、银粉、氮化铝粉、氧化铝粉、氧化铍粉之一或其组合物，粒径范围为0.1～10微米。

【技术特征摘要】
1.一种微纳结构阵列散热表面，其特征在于：所述微纳结构阵列散热表面是在散热基体表面构筑的由含氟聚合物和导热颗粒组成的锥体形成的阵列结构，阵列中锥体中心的间距为50～1080微米；所述含氟聚合物/导热颗粒复合锥体的高度为5～250微米，锥体顶角为30°～150°；含氟聚合物/导热颗粒复合锥体表面有导热颗粒形成的纳米级凸起，凸起尺寸在10～500纳米；其中所述的含氟聚合物为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的一种；所述的导热颗粒为铜粉、铝粉、银粉、氮化铝粉、氧化铝粉、氧化铍粉之一或其组合物，粒径范围为0.1～10微米。2.一种微纳结构阵列散热表面的制备方法，其特征在于，它包括以下步骤：1)将20～80重量份的含氟聚合物乳液、20～80重量份的导热颗粒、5～20重量份的溶剂、0.5～5重量份的助剂等搅拌混合均匀获得浆料；2)采用丝网印刷工艺将步骤1)所制得的浆料印刷在散热基体表面，烘干去除溶剂，再在保护气氛下热处理，使含氟聚合物树脂固化在散热基体表面，从而获得具有微纳结构阵列的散热表面。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾洪州，朱海涛，查鲲鹏，孙宝奎，闻福岳，雷清泉，
申请(专利权)人：中电普瑞电力工程有限公司，青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11