均热板及散热装置制造方法及图纸

技术编号:3720860 阅读:283 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种均热板,包括一底板及一盖板,所述底板与盖板之间密闭形成一腔室,该腔室内填充有一工作流体,该腔室内还设有连接所述底板与盖板之间的第一毛细结构,所述第一毛细结构包括至少一纳米碳管阵列,本发明专利技术利用该均热板内由纳米碳管阵列构成的毛细结构的高热传导性能将电子元件所产生的热量传递至位于均热板上方散热器,达到减小热阻的功效,有效解决高发热量电子元件的散热问题。本发明专利技术还提供一种散热装置,该散热装置由散热器与上述均热板组合形成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种均热板,特别涉及一种用于为电子元件进行散热的均热 板及散热装置。
技术介绍
诸如电脑中央处理器、北桥芯片、发光二极管等高功率电子元件朝向更 轻薄短小以及多功能、更快速运行的趋势发展,其在运行时单位面积所产生 的热量也随之愈来愈多,这些热量如果不能被及时有效地散去,将直接导致 温度急剧上升,而严重影响到发热电子元件的正常运行。为此,需要散热装 置来对这些电子元件进4亍散热。最典型的散热装置是使发热电子元件与配有风扇的鳍片式散热器接触通过热传导达成散热目的,为应较高热通量(heatflux)的移除,在发热电子元件 与散热器之间通常加装一具有良好热传导性的均热板(heat spreader),该散热 器通常较发热电子元件的面积大,因此该均热板的作用是将发热电子元件产 生的热量在传到散热器之前先均匀分布,以充分发挥散热器的效能,该均热 板可使用铜、铝等较高热导系数的金属材料,但金属板受制于材料本身有限 的热传导性,若对高热通量的发热电子元件或者使用较大的均热板面积来实 现热量均匀分布时,仍会产生明显的热阻而无法达到良好均热分布之预期目 的,以致散热装置的整体散热效率不甚理想。
技术实现思路
有鉴于此,在此实有必要提供一种热阻较小从而能将热量及时、有效地 传递并散发出去的均热板及具有该均热板的散热装置。一种均热板,包括一底板及一盖板,所述底板与盖板之间密闭形成一腔 室,该腔室内填充有一工作流体,该腔室内还设有连接于所述底板与盖板之 间的第一毛细结构,所述第一毛细结构包括至少一纳米碳管阵列。一种散热装置,由一散热器与上述均热板组合形成。与现有技术相比,本专利技术利用该均热板内由纳米碳管阵列构成的毛细结构在纵向上所具有的高热传导性能将发热电子元件所产生的热量及时地传递 至散热器,并同时结合均热板内的工作流体的相变化作用而具有的良好横向 热传导特性,从而达到减小热阻的功效,有效解决高发热量电子元件的散热 问题。同时,该毛细结构还为冷凝后的'液体提供回流的毛细力以及为均热寺反 提供支撑作用。附图说明下面参考附图,结合实施例对本专利技术作进一步描述。 图l是本专利技术散热装置第一实施例的剖视图.。图2是图l散热装置中均热板的示意图。图3是图2沿in-in线的剖视图。图4是图2所示均热板另一实施例的示意图。 图5是图2所示均热板又一实施例的示意图。具体实施方式如图1所示,为本专利技术散热装置的第一实施例,包括一均热板IO、贴设 于该均热板10下侧的一电子元件20及位于该均热板10上侧的一散热器30, 其中该电子元件20可为电脑中央处理器、北桥芯片、图形视频阵列或者发光 二极管等。该散热器30由具高导热性能的金属,如铜、铝等制成,包括一平板型的 基座31及从基座31向上延伸的若千散热鳍片32,所述散热器30可提供一 较大的散热面积将电子元件20产生的热量及时地散发至环境中。如图2及图3所示,该均热板10包括一底板12、 一盖板14及设于该底 板IO与盖板14之间的毛细结构15。该底板12与盖板14由铜、铝或者其它 具有高导热系数的材料制成,且均呈平板状,该盖板14的周边部分垂直向下弯折一定高度形成一侧壁142,该侧壁142的末端向外弯折沿水平方向延伸 形成一折边部140,该折边部140的外围尺寸与底板12相当,通过将该折边 部140与底板12的周边120焊接固定,从而于底板12与盖板14之间形成一 密闭的腔室11。该腔室11内一般被抽至一定的真空状态,且填充有低沸点 工作流体,如水、酒精等,从而利用工作流体的相变化达到快速传热与均热 的目的。该毛细结构15包括连接底板12与盖板14之间的7个纳米碳管阵列 151,这些纳米碳管阵列151均呈长方体状,其高度等于或略大于腔室11的 高度。所述纳米碳管阵列151等间隔的平行排布于该腔室11内,分别与底板12与盖板14相互4氐压固定。为进一步固定该纳米-灰管阵列151,也可于该底 板12与盖板14的内側壁面上对应于纳米碳管阵列151的位置开设相应大小 的槽道,从而将纳米碳管阵列151的两端分别收容固定于槽道内。本实施例中,为形成该毛细结构15中纳米石友管阵列151,首先采用化学 气相沉积法(Chemical Vapor Deposition, CVD)在一基板,如矽基板(Si substrate) 或者纯铜基板(copper substrate)上在催化剂的作用下生长形成该纳米碳管阵 列151,目前,现阶段的纳米碳管生长技术已可达毫米(mm)级。之后,将带 有纳米碳管阵列151的基板置于可抽真空的容器中对其进行抽真空,使纳米 碳管阵列151中的空气排出,然后将该纳米碳管阵列151置入纯水中,使纳 米碳管阵列151中的空隙由水填充,再将之置于可使水凝固的低温环境中使 纳米碳管阵列151中的水凝固为固态,即可得到纳米碳管阵列151整齐排布 于水分子中的复合材料,最后进行切割操作,按照所需高度沿垂直于纳米碳 管阵列生长方向切割该复合材料,从而得到大量具有预订高度且长度均一的 纳米碳管阵列151。目前,业界制备纳米碳管热传导材料的技术亦有采用多种不同的方式, 比如清华大学专利申请公开第200410026846.9号、第200410026778.6号揭 露的制造步骤为先生长纳米碳管阵列,接着放入至由高分子材料,如石蜡等 组成的溶剂中,待固化后形成载体,最后经由裁切成适当高度而得到纳米碳然而由于^ 11内i:有水或者酒精等工作流体f上述方法所制备的纳米碳 管阵列需要再经由高温而将内部的高分子材料去除,如用石蜡作为高分子溶 剂时,最后需要进行脱蜡步骤将石蜡去除。实际上,为节省去除石蜡的步骤, 可以用纯水替代所述高分子溶剂起到固化而方便切割操作,即利用纯水在低 温下固化而作为纳米碳管阵列151的载体对其进行裁切,这样形成所述纳米 碳管阵列151后置入均热板10内时,不需要再进行除去石蜡的步骤。操作时,该电子元件20贴在均热板10的底板12的下表面,该底板12 即为均热板10的吸热面,而均热板10的盖板14则与散热器30的基座31 热性连接,为均热板10的散热面。纳米碳管阵列151连接于均热板10的底 板12与盖板14之间。电子元件20工作时所产生热量首先被底板12吸收, 然后其中一部分热量经由底板12传递至腔室11内的工作流体,由于工作流体选用低沸点的液体,其吸热后快速蒸发产生蒸汽,由于蒸气在腔室11内的 传播阻力几乎可以忽略,产生的蒸气将迅速充满整个腔室11,而当碰到均热 板10的散热面(即盖板14)时将再次冷却成液体并沿着纳米碳管阵列151回流至底板12位置处而进入下一次循环,由于纳米碳管阵列151中间具有大量通 孔,可产生毛细作用力促使冷却后的工作液体回流。众所周知,当一流体发 生相变化时的热传系数通常是不发生相变化时的数十倍甚至数百倍,因此通 过工作流体的相变化可大幅提升热量的传递效率及扩散效率并能将电子元件 所产生的热量迅速均布于整个腔室11。电子元件20的另外部分热量则直接 自底板12传导至纳米碳管阵列151,经由纳米碳管阵列151传递至盖板14, 由于纳米碳管在生长方向上的热传导系数为3000 6600W/m.k,从而在底板 12与盖板14之间形成高效的传热路径,大大减小了热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种均热板,包括一底板及一盖板,所述底板与盖板之间密闭形成一腔室,该腔室内填充有一工作流体,其特征在于:该腔室内设有连接所述底板与盖板之间的第一毛细结构,所述第一毛细结构包括至少一纳米碳管阵列。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:张长生刘睿凯王肇浩白先声
申请(专利权)人:富准精密工业深圳有限公司鸿准精密工业股份有限公司
类型:发明
国别省市:94[中国|深圳]

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