一种用于多热源散热的超薄仿雪花均热板制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于多热源散热的超薄仿雪花均热板，属于移动终端集成电子器件的多热源散热领域。该均热板包括上壳板、超薄金属丝网、仿雪花吸液芯和下壳板，上壳板与下壳板之间通过密封连接形成密封腔体，密封腔体内上层是超薄金属丝网，下层是仿雪花吸液芯，仿雪花吸液芯上刻有通道，通道内部设有液态工质。本实用新型专利技术设计的仿雪花吸液芯采用了多个交叉槽道增大了蒸发面积，同时保证多个分布不均的热源附近都存在相应的交叉中心，避免因多热源分布不均造成的局部蒸干现象，增大热扩散性能；金属丝网上涂有疏水膜层，加快工质的回流速度。在应对两热源散热的情况下，上壳板各个位置的温差小，均温效果优异。

【技术实现步骤摘要】
一种用于多热源散热的超薄仿雪花均热板
本技术涉及超薄仿雪花均热板的设计，特别涉及一种用于多热源散热的超薄仿雪花均热板，属于移动终端的集成电子器件的多热源散热领域。
技术介绍
随着通讯技术尤其是5G技术的发展，各类移动终端的功率逐渐提高，5G芯片的功耗在4G芯片的2.5倍以上，带来了更高的散热挑战，同时由于移动终端的小型化和功能的多样化，使得芯片的集成度也在提高，加之快速充电带来的增热，导致目前各类移动终端出现热源增多、热源发热量高、散热不均等问题。这些问题都会直接影响到机器的使用寿命及安全性。目前对于集成芯片的散热解决方案中，有热管、石墨片、均热板三种主流的散热方案。在高功耗领域，均热板已经可以大规模使用，但是由于各类传统均热板的设计简单，对于高度集成的系统不具有针对性。专利CN109579583A公开了一种仿叶片均热板，吸液芯上的槽道以圆心向四周发散，这种结构仅仅针对中心处的热源有良好的散热效果，一旦在另一个地方产生热源，就会产生局部蒸干的情况，大大降低整个均热板的散热速率。专利CN110267494A公开了一种具有蛛网结构的仿生吸液芯及其应用的均热板，液体工质可以在吸液芯内快速扩散，但气体冷凝面积不够，无法解决工质冷凝回流的问题，冷凝回流过程必将是整体均热板热阻的主要部分。高度集成的移动终端，发热源很多，在这种多热源情况下，往往存在某一热源的散热不能得到满足的情况，进而导致整个系统的温度上升。同时，均热板还要考虑液态工质的回流问题，常见的均热板回流解决方案很简单，对于多热源这种复杂情况的应对效果也并不很好。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于多热源散热的超薄仿雪花均热板，能够解决多热源散热问题，防止集成芯片出现局部过热情况，有效降低高功率芯片的发热温度。针对以上现有技术中存在的种种情况，本技术提出了一种可以根据热源的多少以及位置的分布，有针对性的进行设计的仿雪花吸液芯，确保每一个热源都能对应足够的蒸发面积，次级通道的微纳结构进一步促进了液体蒸发。同时设计了一层超薄金属网，蒸汽通过金属丝网扩散到整个平面，加速冷凝回流，用于解决液体回流问题。本技术提供的均热板，可以应用于多个热源的器件散热，工质的蒸发冷凝各个过程都有加强，热扩散效率更高。一种用于多热源散热的超薄仿雪花均热板，该均热板包括上壳板、超薄金属丝网、仿雪花吸液芯和下壳板，所述的上壳板与下壳板之间通过密封连接形成密封腔体，密封腔体内上层是超薄金属丝网，下层是仿雪花吸液芯，仿雪花吸液芯上刻有通道，所述的通道内部设有液态工质。所述的超薄金属丝网的上、下表面分别与上壳板及仿雪花吸液芯贴合，所述仿雪花吸液芯的下表面与下壳板贴合，所述仿雪花吸液芯的上表面刻有类雪花状通道，所述密闭腔体内抽真空并在通道内注入液态工质。所述的仿雪花吸液芯的通道包括主通道和次级通道，主通道为主干，用于使液态工质快速流动至对应的热源位置；次级通道为主通道的枝干，以每一个热源位置为中心呈放射状扩散保证液体在通道内的快速蒸发以及蒸汽快速回流入主通道；所述主通道的宽度在0.1mm～0.4mm之间，深度在0.1mm～0.3mm之间。所述主通道的发散方向遵循两个标准：(1)主通道的发散方向指向仿雪花吸液芯的每一个角，最大可能延伸，增大通道面积；(2)主通道的发散方向指向每一个热源的位置，保证多热源散热。所述主通道一般从仿雪花吸液芯的几何中心处，针对热源的位置，向周围发散，延伸到仿雪花吸液芯的每一个角和每一个热源的位置；在主通道延伸到的仿雪花吸液芯的每一个角和每一个热源的位置设置呈放射状向四周延伸的次级通道，形成多个雪花状的独立单元结构。独立单元结构具有多个交叉槽道，增大了蒸发面积，同时保证多个分布不均的热源附近都存在相应的交叉中心。所述次级通道内还设置有便于液体蒸发的碳纳米管层或纳米锥等微纳结构，所述微纳结构的厚度≤10μm。所述超薄金属丝网和仿雪花吸液芯的上表面未刻有通道的部分均涂有疏水功能的疏水层，采用疏水涂料，仿雪花吸液芯的厚度在0.3mm～0.4mm之间。根据基体材料不同，可以采用电沉积硬脂酸/Al疏水表面、添加有机分子膜(正十二硫醇等)、或者采用金属修饰的方法构造超疏水表面。所述仿雪花吸液芯可由无氧铜、铜合金、铝合金、金刚石/铜复合材料等制成，通过刻蚀法制出主通道与次级通道，通过电化学沉积技术生成微纳结构。所述的液态工质可以选用与吸液芯材质亲和性好的工质或无毒工质，或者为了加强散热选择一些纳米流体等。例如液态工质为纯水、丙酮等。所述上壳板与下壳板的厚度均在0.1mm～0.3mm之间，所述上壳板和下壳板需要选择相同的材料，可以采用高导热材质，或者与热源材料热膨胀系数相匹配的材料。所述上壳板和下壳板的材质为无氧铜、铜合金、铝合金、金刚石/铜复合材料。所述的上壳板与下壳板之间可通过焊接结合。下壳板上可设置突起的边缘，将上壳板、超薄金属丝网和仿雪花吸液芯全部包裹，或者下壳板不设置边缘。所述超薄金属丝网采用极细金属丝编制而成，起到支撑上壳板并加速液体冷凝回流的作用，超薄金属丝网的厚度在0.01mm～0.05mm之间，为了保证热膨胀系数的相近，金属丝网的材质需要是与上壳板、下壳板、仿雪花吸液芯相同材质的细丝编制而成，即均热板中上壳板、下壳板、仿雪花吸液芯和金属丝网的材质相同。本技术的均热板形状可以根据需求设计为任何多边形或圆形。本技术将仿雪花吸液芯的通道形状根据雪花凝固的形态，设计出一种应对多热源散热问题的形状：主通道作为雪花状结晶的主干，连接所有的热源，而次级通道在每一个热源中心处呈放射状向四周延伸。主通道的发散方向遵循两个标准：1.指向多边形的每一个角，最大可能延伸，增大通道面积；2.指向每一个热源的位置，保证多热源散热。这种设计将每一个热源对应一个通道集中交叉区域，有针对性地增大了散热面积，使得多热源散热的问题可以得到解决。由于均热板的厚度很小，液态工质在通道内的流动阻力很大，仿雪花吸液芯的主通道较宽，用于加速液态工质的流动速度，有效地降低了液态工质地流动阻力；次级通道将液态工质均匀分布在热源中心附近，总体表面积增大，蒸发速度增大。次级通道需要在通道内部进行处理，增加一部分纳米锥或碳纳米管层等微纳结构，使得液体工质在次级通道的蒸发速度进一步提高。同时超薄金属丝网将蒸汽在整个均热板平面扩散，解决了传统仿生均热板无法扩大散热面积的问题，增大了系统的散热速率与冷凝速率。蒸汽在超薄金属丝网的疏水层上珠状凝结进一步加速了液体的回流，液态工质经由各个通道回流完成循环。超薄金属丝网厚度远小于仿雪花吸液芯，残留的液态工质不会影响整个系统的循环。有效解决了超薄均热板传热性能下降的问题。本技术与现有技术相比具有以下优势：本技术的仿雪花吸液芯结构解决了多热源散热的问题，此技术可以根据实际情况采取对应的设计，保证使用过程中每一个热源都对应一个通道集中交叉区域，面对小空间、复杂的散热工况的效果更好。采用超薄金属丝网不仅和吸液芯共同起到支撑上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于多热源散热的超薄仿雪花均热板，其特征在于：该均热板包括上壳板、超薄金属丝网、仿雪花吸液芯和下壳板，所述的上壳板与下壳板之间通过密封连接形成密封腔体，密封腔体内上层是超薄金属丝网，下层是仿雪花吸液芯，仿雪花吸液芯上刻有通道，所述的通道内部设有液态工质。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于多热源散热的超薄仿雪花均热板，其特征在于：该均热板包括上壳板、超薄金属丝网、仿雪花吸液芯和下壳板，所述的上壳板与下壳板之间通过密封连接形成密封腔体，密封腔体内上层是超薄金属丝网，下层是仿雪花吸液芯，仿雪花吸液芯上刻有通道，所述的通道内部设有液态工质。


2.根据权利要求1所述的用于多热源散热的超薄仿雪花均热板，其特征在于：所述的超薄金属丝网的上、下表面分别与上壳板及仿雪花吸液芯贴合，所述仿雪花吸液芯的下表面与下壳板贴合，所述仿雪花吸液芯的上表面刻有类雪花状通道，所述密封腔体内抽真空并在通道内注入液态工质。


3.根据权利要求2所述的用于多热源散热的超薄仿雪花均热板，其特征在于：所述的通道包括主通道和次级通道，主通道为主干，次级通道为主通道的枝干，以每一个热源位置为中心呈放射状扩散；所述主通道的宽度在0.1mm～0.4mm之间，深度在0.1mm～0.3mm之间。


4.根据权利要求3所述的用于多热源散热的超薄仿雪花均热板，其特征在于：所述主通道的发散方向指向仿雪花吸液芯的每一个角和每一个热源的位置。


5.根据权利要求4所述的用于多热源散热的超薄仿雪花均热板，其特征在于：所述主通道从均热板几何中心处，延伸到仿雪花吸液芯的每一个角和每一个热源的位置；在主通道延伸到的仿雪花吸液芯的每一个角和每一个热源的位置设置呈放射状向四周延...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭宏，吴楠，谢忠南，张习敏，黄树晖，解浩峰，米绪军，
申请(专利权)人：有研工程技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11