冷源板、复合微结构冷凝液滴弹跳均热板及芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种冷源板、复合微结构冷凝液滴弹跳均热板及芯片。其中，该冷源板用于朝向热源板输送相变换热工质，冷源板包括与热源板相对的冷面，冷面包括与热源板的热点区域正对的中心区域和位于中心区域外周的外围区域，中心区域设有第一微结构，外围区域设有第二微结构，第一微结构用于强化中心区域处的冷凝液滴弹跳至热点区域，第二微结构与第一微结构不同，用于调控外围区域处的冷凝液滴的弹跳方向，将外围区域处的冷凝液滴输运至中心区域；第一微结构和第二微结构均覆盖有超疏水层。该冷源板能实现冷凝液体的快速回流，加快工质循环速度，同时能够有效地对热点区域实现定向冷却，提高热点区域的冷却效果。提高热点区域的冷却效果。提高热点区域的冷却效果。

【技术实现步骤摘要】
冷源板、复合微结构冷凝液滴弹跳均热板及芯片


[0001]本技术涉及换热
，尤其是涉及一种冷源板、复合微结构冷凝液滴弹跳均热板及芯片。

技术介绍

[0002]现有的均热板大多为吸液芯均热板，吸液芯抽吸液体的速率为mm/s，吸液芯抽吸速度慢导致冷面冷凝的液体无法快速输送至热面。目前，虽然也出现了一些利用冷凝液滴弹跳的均热板，但是，冷面结构单一，则无法同时兼顾液滴输运快、弹跳速度大的需求。

技术实现思路

[0003]本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种冷源板，实现冷凝液体的快速回流，加快工质循环速度，同时能够有效地对热源板的热点区域实现定向冷却，提高热点区域的冷却效果。
[0004]根据本技术第一方面实施例的冷源板，包括：用于朝向热源板输送相变换热工质，所述冷源板包括与所述热源板相对的冷面，所述冷面包括与所述热源板的热点区域正对的中心区域和位于所述中心区域外周的外围区域，所述中心区域设有第一微结构，所述外围区域设有第二微结构，所述第一微结构用于强化所述中心区域处的冷凝液滴弹跳至所述热点区域，所述第二微结构与所述第一微结构不同，用于调控所述外围区域处的冷凝液滴的弹跳方向，将所述外围区域处的冷凝液滴输运至所述中心区域；所述第一微结构和所述第二微结构均覆盖有超疏水层。
[0005]根据本技术第一方面实施例的冷源板，与冷面单一微结构的冷源板相比，在冷面上的中心区域布置用于强化冷凝液滴弹跳的第一微结构和在外围区域布置用于定向调控的第二微结构，通过第一微结构和第二微结构的组合可以在冷面上形成各向异性微结构，发挥不同微结构对冷凝液滴弹跳运动的调控优势，兼顾输运速度快、弹跳速度大的需求，实现冷凝液体的快速回流，加快工质循环速度，同时能够有效地对热源板的热点区域实现定向冷却，提高热点区域的冷却效果。
[0006]在一些实施例中，所述中心区域的面积大于或等于所述热点区域的面积。
[0007]在一些实施例中，所述第一微结构中的单个微结构单元呈凹坑状。
[0008]在一些实施例中，所述第一微结构为蛋托凹坑微结构或/和栅格微结构。
[0009]在一些实施例中，所述第二微结构中的单个微结构单元呈凸柱状。
[0010]在一些实施例中，所述第二微结构包括由外向内分布的若干圈子区域微结构，同一圈所述子区域微结构中的单个微结构单元为等腰梯形棱柱、三角形棱柱、扇形棱柱、矩形棱柱、平行四边形棱柱、V形棱柱或月牙形棱柱，不同圈的所述子区域微结构中的单个微结构形状相同或不同。
[0011]在一些实施例中，同一圈所述子环区微结构的微结构单元密度分布相同，不同圈的所述子区域微结构的微结构单元密度分布不同。
[0012]在一些实施例中，自外向内的不同圈的所述子区域微结构的微结构单元密度呈由疏向密梯度分布。
[0013]在一些实施例中，所述第二微结构的单个微结构单元为等腰梯形棱柱，其中，等腰梯形棱柱顶面的上底边宽度为1μm，下底边宽度范围为5～10μm，相对两斜边的夹角范围为15～30
°
，等腰梯形棱柱厚度范围为5～10μm。
[0014]本技术第二方面还提出了一种复合微结构冷凝液滴弹跳均热板。
[0015]根据本技术第二方面的复合微结构冷凝液滴弹跳均热板，包括：
[0016]热源板，所述热源板具有热点区域，所述热源板的热面设有超亲水层；
[0017]如本技术第一方面任意一项实施例所述的冷源板，所述冷源板的冷面与所述热源板的所述热面之间形成有内部空腔，所述冷面与所述热面间隔相对。
[0018]本技术第三方面还提出了一种芯片。
[0019]根据本技术第三方面实施例的芯片，包括根据本技术第二方面实施例所述的复合微结构冷凝液滴弹跳均热板和芯片本体，所述复合微结构冷凝液滴弹跳均热板用于对所述芯片本体进行散热。
[0020]由于本技术第三方面实施例的复合微结构冷凝液滴弹跳均热板对热点区域的冷却效果好，进而提高均热板的热流密度，因此，将芯片本体的高温部位与热源板的热点区域相接触，可以有效地对芯片的高温部位进行高效散热，同时满足芯片小型化需求，对于我国芯片产业的发展具有重要的现实意义。
[0021]本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
[0022]本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0023]图1为本技术的一种复合微结构冷凝液滴弹跳均热板的剖面示意图。
[0024]图2为本技术的一种第二微结构的示意图，示意出单个微结构单元为等腰梯形棱柱的示意图。
[0025]图3为图2中的单个等腰梯形棱柱的示意图。
[0026]图4和图5示意出本技术的第二微结构利用拉普拉斯压差原理调控冷凝液滴弹跳方向(弹跳方向倾斜向上)的示意图，其中，图4示意出冷凝液滴在等腰梯形棱柱顶面产生驱动力，图5示意出冷凝液滴融合弹跳。
[0027]图6为本技术的第二微结构中的单个微结构单元为三角形棱柱的示意图。
[0028]图7为本技术的第二微结构中的单个微结构单元为扇形棱柱的示意图。
[0029]图8为本技术的第二微结构中的单个微结构单元为V形棱柱的示意图。
[0030]图9a为本技术的另一种第二微结构示意图，示意出微结构单元为矩形棱柱，且微结构单元密度自外向内由疏向密梯度分布，该第二微结构利用疏密原理调控冷凝液滴倾斜向上弹跳。
[0031]图9b为图9a的俯视图。
[0032]图10为本技术的又一种第二微结构示意图，示意出微结构单元为等腰梯形棱
柱，且微结构单元密度自外向内由疏向密梯度分布，图7中微结构单元密度分布与图2 不同。
[0033]图11a为本技术中心区域的凹坑微结构中冷凝液滴生长的示意图。
[0034]图11b为本技术中心区域的凹坑微结构中冷凝液滴融合的示意图。
[0035]图11c为本技术中心区域的凹坑微结构中融合后的冷凝液滴强化弹跳的示意图。
[0036]图12为本技术中心区域的栅格微结构，其中，单个栅格为正方形。
[0037]图13为本技术中心区域的栅格微结构，其中，单个栅格为正三角形。
[0038]图14为本技术中心区域的栅格微结构，其中，单个栅格为正六边形。
[0039]图15为本技术的不同尺寸的等腰梯形棱柱的第二微结构对冷凝液滴的调控效果示意图。
[0040]附图标记：
[0041]复合微结构冷凝液滴弹跳均热板1000
[0042]热源板1 热点区域A 热面101 冷源板2中心区域B 外围区域C
[0043]第一微结构201 毛细驱动力F第二微结构202 子环本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷源板，用于朝向热源板输送相变换热工质，其特征在于：所述冷源板包括与所述热源板相对的冷面，所述冷面包括与所述热源板的热点区域正对的中心区域和位于所述中心区域外周的外围区域，所述中心区域设有第一微结构，所述外围区域设有第二微结构，所述第一微结构用于强化所述中心区域处的冷凝液滴弹跳至所述热点区域，所述第二微结构与所述第一微结构不同，用于调控所述外围区域处的冷凝液滴的弹跳方向，将所述外围区域处的冷凝液滴输运至所述中心区域；所述第一微结构和所述第二微结构均覆盖有超疏水层。2.根据权利要求1所述的冷源板，其特征在于，所述中心区域的面积大于或等于所述热点区域的面积。3.根据权利要求1所述的冷源板，其特征在于，所述第一微结构中的单个微结构单元呈凹坑状。4.根据权利要求3所述的冷源板，其特征在于，所述第一微结构为蛋托凹坑微结构或/和栅格微结构。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的冷源板，其特征在于，所述第二微结构中的单个微结构单元呈凸柱状。6.根据权利要求5所述的冷源板，其特征在于，所述第二微结构包括由外向内分布的若干圈子区域微结构，同一圈所述子区域微结构中的单个微结构单元为等腰梯形棱柱、三角形棱柱、扇形棱...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯慧敏，袁志平，郑泉水，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：