微槽群集成热管散热器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种微槽群集成热管散热器，包括由金属薄板制成的封闭壳体，该封闭壳体的内部空腔为真空，并且灌注有液体工质，在该封闭壳体内由设有由多个金属薄片紧密叠设构成的芯体，该芯体的外表面与所述封闭壳体的内表面焊接，所述金属薄片之间具有能够产生用于吸附液体工质的毛细力的缝隙；所述金属薄片的表面开有通孔，多个叠设的通孔在所述芯体上形成贯穿的用于使汽化的液体工质在所述金属薄片的相邻缝隙间互相流通的孔洞。本实用新型专利技术的微槽群集成热管散热器制造工艺比较简单，且具备良好的散热能力；另外，封闭壳体内部的芯体具有很高的强度和刚度，不易变形，而且可以根据安置情况选择适合形状的外壳。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种微槽群集成热管散热器，尤其是一种在壳体内腔中设置紧密重叠的金属薄片，以产生毛细力吸附液体工质并同时为热管散热器提供内部支撑的微槽群集成热管散热器。
技术介绍
随着微电子技术的快速发展，集成电路的集成度在大幅度的提高，电子元器件的散热已经成为制约电子设备的小型化、运行速度和输出功率的提高等的技术瓶颈。以计算机CPU芯片为例，在三十年内其集成度提高了近两万倍，其所产生的热流量已经达到了100W/cm2的程度。众所周知，计算机工作的可靠性和寿命与其工作温度有着密切的关系，而电子芯片的集成程度越高，其所产生的热量也越高，如果不能及时地将这些热量散去，计算机的可靠性就会大大的降低，甚至出现无法正常运行的情况。传统的风扇加散热片的组合已经难以满足高性能的芯片的散热，有人就提出利用液气相变传热的原理来解决电子散热问题，即利用热管传热原理对电子原件进行散热。这种散热方式具有很高的效率，因此逐渐成为笔记本电脑和台式机中电子芯片的最主要散热方式。为了提高热管散热器的散热能力，研究者主要从两个途径进行研究，一个是热管的微型化，包括微型热管、脉动热管和微槽道热管；另一个是通过改变热管结构以增加热管的相变接触面积。这是因为限制热管能力的瓶颈不是在传热的环节，而是现有的热管结构无法在相变过程中保证足够的相变接触面积。热管的微型化趋势现在主要集中在微槽道技术方面，其主要解决的问题是如何以低成本生产出微槽道。大相变接触面积的研究主要集中在改变热管结构上，其主要解决的问题是如何既增加相变接触面积，又能保证热管的强度和刚性。如图1所示，为现有的一种热管散热器内部的薄片槽道吸液芯的结构示意图，这种热管散热器采用多个并排设置的冲压成型的金属薄片平行间隔设置来构成吸液芯，金属薄片之间的间隔形成了吸液芯槽道。在制造这种热管散热器时，需要将多个冲压成型的金属薄片并排焊接或粘贴设置在热管散热器内腔表面，吸液芯槽道通常很小，因此可以产生较大的毛细力，使冷凝的液体工质迅速回流。由这些金属薄片制成的吸液芯使液体工质的蒸发和冷凝面积远远大于热管散热器吸热端和冷凝端的相变接触面积，从而达到良好的散热效果。但是这种热管散热器中的吸液芯所采用的金属薄片通常很薄，强度很低，片的安装、定位都有难度，因此需要在金属薄片的端部边缘处开设用于卡接的卡槽或凸缘来改善安装、定位的准确性和可靠性，如图2所示，为纵向金属薄片表面压设多个凸点的吸液芯结构示意图，因此加工工艺复杂，且支撑效果比较差。
技术实现思路
本技术的第一目的是针对现有的热管散热器的结构和加工工序复杂的问题，提出了一种微槽群集成热管散热器，具有良好的吸附液体工质的性能，并且具备良好的传热导热性能。本技术的第二目的是针对现有的热管散热器的结构和加工工序复杂的问题，提出了一种微槽群集成热管散热器，能够简化加工工序和热管散热器结构，从而提高生产效率，降低生产成本。本技术的第三目的是针对现有的热管散热器的结构和加工工序复杂的问题，提出了一种微槽群集成热管散热器，能够制成各种形状以满足笔记本的狭窄不规则空间的要求。为实现上述目的，本技术提供了一种微槽群集成热管散热器，包括由金属薄板制成的封闭壳体，该封闭壳体的内部空腔为真空，并且灌注有液体工质，其特征在于，在该封闭壳体内设有由多个金属薄片紧密叠置构成的芯体，该芯体的外表面与所述封闭壳体的内表面焊接，所述金属薄片之间具有能够产生用于吸附液体工质的毛细力的缝隙；所述金属薄片的表面开有通孔，多个通孔在所述芯体上形成贯穿的用于使汽化的液体工质在所述封闭壳体内流通的孔洞。这些金属薄片之间的缝隙构成了微槽群结构，这种微槽群结构具有多个互相联通的微槽道。由于微槽道的尺度很小，因此微槽道中的液体工质受到较大的毛细作用影响，当液体工质在微槽道中产生单相流动，液流中心的温度低于贴近壁面的液体工质的温度，这种温度不均匀导致表面张力的不均匀，从而产生了马拉哥尼效应。马拉哥尼效应既有助于克服粘性力作用，使流体阻力减小，又使层流向紊流过渡的临界雷诺数变小，从而加速了液体在微槽道中的流动。增加液体工质的流通也可以加快散热速度，并使散热器内部的散热更加均匀，因此在所述金属薄片的表面的相同或相邻位置开设的通孔可以使汽化的液体工质在封闭壳体内以及所述金属薄片的相邻缝隙间互相流通。在金属薄片上可以设置多个通孔，设置位置可以在所述金属薄片的垂直吸热底板的方向上的中部或者所述金属薄片的上边缘或下边缘。通孔的截面形状可以为矩形、圆形、椭圆形或者三角形等，相邻通孔的截面形状可以相同，也可以不同。为了使相邻槽道间的液体工质互相流通，在所述金属薄片的上边缘和/或下边缘还开有多个缺口。每个相邻金属薄片的缺口可以设置在表面的相同位置，从而在所述芯体的上下表面形成贯通的槽。每个相邻金属薄片的缺口也可以错开设置，从而在所述芯体的上下表面形成弯曲的槽。芯体可以采用一种金属薄片冲压成与壳体内轮廓相同的垫片状芯体外轮廓来构成，也可以采用多种金属薄片冲压成与壳体内轮廓相同的垫片状金属薄片来构成，垫片状金属薄片表面设置蒸汽通孔，两通孔之间的金属实体部分构成芯体的支撑，通孔与垫片的外轮廓之间的金属实体是构成微槽的肋，其中芯体的任意两垫片之间的间隙构成芯体的一个槽道，槽道之间的间距和垫片之间的装配位置可以通过在垫片表面冲制凹凸点实现。采用一种垫片组成芯体时，相邻蒸汽通道由于芯体平行的壳体之间的间隙构成通道；采用两种以上垫片状金属薄片组成芯体时，两种垫片的支撑相互错开，通孔错位且蒸汽通道保持相互连续。还可以直接将多个相同形状的金属薄片叠压以构成芯体，金属薄片的形状可以为矩形，或者倒梯形等。这种垫片状金属薄片构成的芯体一般用于有三维蒸汽通道的集成热管结构，其中三维蒸汽通道一般指蒸汽腔沿三维空间分布。芯体还可以是具有平行距离的外轮廓金属薄片条带，条带表面设置蒸汽通孔，两通孔之间的金属实体部分构成芯体的支撑，通孔与条带外轮廓之间的金属实体是构成微槽的肋，其中芯体的任意两条带肋之间的间隙构成芯体的一个槽道。条带状金属薄片可以通过一组、两组或多组条带连续的缠绕而构成平面热管的芯体，构成的芯体可以为圆盘状或者方盘状或者L型或T形状，其圆盘状或方盘状中心可以设置放射状的金属薄片。微槽群集成热管散热器的封闭壳体可以为无内冷流体通道的盒体，也可以在封闭壳体上设置内冷流体通道，即在封闭壳体的中心设置一组或一组以上的矩形或圆形或椭圆形截面的柱形冷流体通道，这种冷流体通道增加了散热器的散热面积，从而具备更高的散热效率。为了增加散热面积，还可以在所述封闭壳体的外表面焊设有多个垂直于所述金属薄片的散热鳍片。根据以上对技术方案的描述，可以发现本技术具备以下优点 1、芯体由紧密叠设的金属薄片构成，在制造时可以将重叠的金属薄片压实，然后焊接到封闭壳体中，制造工艺相对比较简单。2、紧密叠设的金属薄片之间的缝隙形成了微槽群结构，这种微槽群结构能够加速液体工质的流动，并且增加了相变接触面积，从而具备良好的散热能力。3、芯体中的金属薄片被紧密叠设后，焊接在封闭式壳体内，由于芯体具有良好的支撑结构，因此整体强度和刚度较高，在工作状态下不会出现内部气压变化而导致的封闭式壳体的变形问题。4、芯体的形状可以根据发热元件的大小以及放置空间的情本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微槽群集成热管散热器，包括由金属薄板制成的封闭壳体，该封闭壳体的内部空腔为真空，并且灌注有液体工质，其特征在于，在该封闭壳体内设有由多个金属薄片紧密叠置构成的芯体，该芯体的外表面与所述封闭壳体的内表面焊接，所述金属薄片之间具有能够产生用于吸附液体工质的毛细力的缝隙；所述金属薄片的表面开有通孔，多个通孔在所述芯体上形成贯穿的用于使汽化的液体工质在所述封闭壳体内流通的孔洞。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洪武，
申请(专利权)人：杨洪武，
类型：实用新型
国别省市：91[中国|大连]