一种微通道相变散热器制造技术

本发明专利技术提供的一种微通道相变散热器包括上盖、第一毛细芯、第二毛细芯及下盖，第一毛细芯遮盖住上盖的液腔，第一毛细芯远离上盖的一端具有间隔设置的多个多孔微柱，第二毛细芯与多孔微柱连接，多个多孔微柱之间的间隙形成容汽空间，容汽空间与上盖的汽腔连通，下盖盖设于液腔和汽腔，下盖远离上盖的一端用于贴合芯片，下盖由导热材质制成，液腔用于容置液体工质，本申请通过第一毛细芯遮盖住液腔，从而将液腔与汽腔隔开，使得液腔内的液体工质不会流入汽腔内，汽腔内的蒸汽也无法穿过第一毛细芯进入液腔内，从而本申请实现了相变散热过程的汽液分离，消除了汽液两相流不稳定现象，提高了微通道相变散热器的稳定性。了微通道相变散热器的稳定性。了微通道相变散热器的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种微通道相变散热器


[0001]本专利技术涉及高热流密度芯片热管理领域，特别涉及一种微通道相变散热器。

技术介绍

[0002]进入21世纪后，大数据、云计算与人工智能技术飞速发展，芯片作为核心关键，其计算能力不断提高，运行过程中发热问题凸显，平均热流密度也超过了100W/cm2，局部热点能达到400W/cm2。微通道相变散热技术是目前解决超高热流密度芯片散热问题的最佳途径，然而，微通道相变散热过程中，液体在几十至几百微米的狭窄通道内形成汽核并逐渐生长为狭长汽泡，使微通道内形成汽液共存的两相流状态，极易导致汽液两相流不稳定现象，从而诱发管路振动和局部干烧，对散热系统稳定性和芯片造成巨大威胁。另一方面，由于微通道散热器出口为汽液两相流，会导致与微通道散热器配合的泵发生气蚀，或导致与微通道散热器配合压缩机带液运行损坏。

技术实现思路

[0003]基于此，本专利技术的主要目的是提供一种能够在相变散热过程实现汽液分离的微通道相变散热器。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供一种微通道相变散热器，包括：
[0005]上盖，开设有间隔设置的液腔和汽腔，所述上盖还开设有与所述液腔连通的液体进口和液体出口，所述上盖还开设有与所述汽腔连通的汽体出口；
[0006]第一毛细芯，与所述上盖连接，且所述第一毛细芯遮盖住所述液腔，所述第一毛细芯远离所述上盖的一端具有间隔设置的多个多孔微柱，多个所述多孔微柱之间的间隙形成容汽空间，所述容汽空间与所述汽腔连通；
[0007]第二毛细芯，与所述多孔微柱连接，所述第一毛细芯和所述第二毛细芯均为多孔介质；及
[0008]下盖，盖设于所述液腔和所述汽腔，且所述下盖朝向所述上盖的一端与所述第二毛细芯连接，所述下盖远离所述上盖的一端用于贴合芯片，所述下盖由导热材质制成；
[0009]所述液腔用于容置液体工质，所述液体工质经所述液体进口流入所述液腔，再经所述液体出口流出至外部，所述液腔内的液体工质能够经所述第一毛细芯及所述第一毛细芯的所述多孔微柱流入所述第二毛细芯，所述芯片能够将热量经下盖扩散至所述第二毛细芯中，以使所述第二毛细芯内的液体工质蒸发相变形成蒸汽，进而所述蒸汽进入所述容汽空间，并经所述汽腔和所述汽体出口排出至外部。
[0010]优选地，多个所述多孔微柱间隔均匀设置于所述第一毛细芯上。
[0011]优选地，所述第一毛细芯和所述第二毛细芯一体成型。
[0012]优选地，所述第一毛细芯的平均孔径为10～50μm，所述第二毛细芯的平均孔径为1～5μm。
[0013]优选地，所述多孔微柱的形状为方柱形或圆柱形。
[0014]优选地，所述下盖开设有第一容置槽，所述第一容置槽用于容置所述第二毛细芯。
[0015]优选地，所述上盖开设有第二容置槽，所述第二容置槽用于容置所述第一毛细芯。
[0016]优选地，所述上盖开设有第三容置槽，所述第三容置槽用于容置所述下盖。
[0017]优选地，所述第一毛细芯和所述第二毛细芯均为由金属粉末制备得到的多孔介质。
[0018]优选地，所述金属粉末为铜粉、镍粉及铝粉中的一种或多种。
[0019]本专利技术技术方案的优点：当需要给芯片散热时，下盖与芯片贴合，芯片运行过程中放出的热量经下盖扩散至第二毛细芯中，以使第二毛细芯内的液体工质蒸发相变形成蒸汽，进而蒸汽进入容汽空间，并经汽腔和汽体出口排出至外部，从而实现了对芯片的散热，同时，外部液体工质经液体进口流入液腔，再经液体出口流出至外部，在此过程中液腔内的液体工质经第一毛细芯及第一毛细芯的多孔微柱流入第二毛细芯内，以给第二毛细芯补充液体工质，由于多孔介质吸液后具有汽体隔绝特性，从而扩散至容汽空间或汽腔内的蒸汽不会再次回流至容汽空间中，且由于第一毛细芯遮盖住液腔，从而将液腔与汽腔隔开，使得液腔内的液体工质不会流入汽腔内，汽腔内的蒸汽也无法穿过第一毛细芯进入液腔内，进而使得液体工质只能经液体出口排出至外部，蒸汽只能经汽体出口排出至外部，从而本申请实现了相变散热过程的汽液分离，消除了汽液两相流不稳定现象，提高了微通道相变散热器的稳定性；避免了与微通道散热器配合的泵气蚀或压缩机带液损坏。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的装置获得其他的附图。
[0021]图1为一实施例的微通道相变散热器的爆炸图；
[0022]图2为一实施例的上盖的结构示意图；
[0023]图3为一实施例的微通道相变散热器的俯视图；
[0024]图4为图3的A
‑
A向剖视图；
[0025]图5为图3的B
‑
B向剖视图；
[0026]图6为微通道相变散热器的工作原理图。
[0027]其中，100.上盖；110.液腔；120.汽腔；130.液体进口；140.液体出口；150.汽体出口；160.第二容置槽；170.第三容置槽；180.紧固螺孔；200.第一毛细芯；210.多孔微柱；220.容汽空间；300.第二毛细芯；400.下盖；410.第一容置槽。
[0028]1.液体工质流向；2.蒸汽流向。
[0029]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其
他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本专利技术中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0032]本专利技术一较佳实施方式的微通道相变散热器用于实现高热流密度芯片散热。
[0033]多孔介质具有液体透过特性和多孔介质吸液后的汽体隔绝特性，从而使得液体能够在多孔介质内流动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微通道相变散热器，其特征在于，包括：上盖，开设有间隔设置的液腔和汽腔，所述上盖还开设有与所述液腔连通的液体进口和液体出口，所述上盖还开设有与所述汽腔连通的汽体出口；第一毛细芯，与所述上盖连接，且所述第一毛细芯遮盖住所述液腔，所述第一毛细芯远离所述上盖的一端具有间隔设置的多个多孔微柱，多个所述多孔微柱之间的间隙形成容汽空间，所述容汽空间与所述汽腔连通；第二毛细芯，与所述多孔微柱连接，所述第一毛细芯和所述第二毛细芯均为多孔介质；及下盖，盖设于所述液腔和所述汽腔，且所述下盖朝向所述上盖的一端与所述第二毛细芯连接，所述下盖远离所述上盖的一端用于贴合芯片，所述下盖由导热材质制成；所述液腔用于容置液体工质，所述液体工质经所述液体进口流入所述液腔，再经所述液体出口流出至外部，所述液腔内的液体工质能够经所述第一毛细芯及所述第一毛细芯的所述多孔微柱流入所述第二毛细芯，所述芯片能够将热量经下盖扩散至所述第二毛细芯中，以使所述第二毛细芯内的液体工质蒸发相变形成蒸汽，进而所述蒸汽进入所述容汽空间，并经所述汽腔和所述汽体出口排出至外部。2.如权利要求1所述的微通...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨小平，李杰，张永海，魏进家，陈娜娜，魏庆宇，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：