均热板制造技术

本实用新型专利技术公开了一种结构简单、制造简便、成本较低和导热效果好的均热板及其制造方法。所述均热板包括内面设有凹槽的受热板和与受热板焊接在一起的平板状散热板，散热板与凹槽之间形成注有工作介质的真空内腔，真空内腔中的受热板部分设有由单质金属粉末烧结而成的毛细结构层。本实用新型专利技术制作简单而且使蒸发冷凝区上的工作介质能够快速被毛细结构层吸附，从而达到高速循环快速导热的作用。其进一步在真空内腔中设置毛细结构的支撑柱，不仅使蒸汽冷凝后的回流效果更加显著，而且还使得其不会因温度过高或外施压力而产生内陷或裂缝变形现象。该均热板散热均匀、热阻降低，其结构简单、成本低，其制作流程少、易操作，适于自动、集约和规模化生产。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
均热板
本技术涉及一种用于驱散电子元器件工作热量的散热器及其制造方法，特别涉及一种用于将IC芯片工作热量导走的均热板及其制造方法。
技术介绍
随着科技的进步，现今电子设备朝向多功能，高速率，小尺寸的方向发展，IC芯片在单位面积上产生的工作热量大幅增加，如何改善散热方法，一直是业界面临的一大挑战。以计算机服务器的CPU为例，其发热量已超过lOOW/cm2，如何将小面积CPU上产生的工作热量有效散发至环境中，冷却技术则必须不断进步，提高散热效能。现有技术中，主流散热方式主要是风扇、鳍片、热管相结合之鳍片，诸如铝挤型散热片、铝冲压散热片、铝或铜切削散热片及铜铝与热管嵌合散热片等。最典型的散热器与散热装置是一种拥有风扇的鳍片式热管散热器，通过散热器与发热源91接触达到散热的目的。随着芯片集成度的不断提高，电子组件9发热源91的热量不断增大，上述散热器已远远不能满足散热要求。因此必须在电子组件9发热源91与上述散热片之间加装一种具有良好热传导性的均热板I。其作用是将电子组件9发热源91产生的热量均匀分布并快速传至鳍片上，其工作原理如图1所示，均热板I为具有真空内腔11的充有受热蒸发工作介质7的一面(简称受热板2)与电子组件9发热源91表面相接，另一面(简称散热板3)与外接的所述鳍片相接的过渡导热构件，均热板I上的受热板2吸收电子组件9发热源91的热量，使真空内腔11中蒸发区21内的液体工作介质7气化、蒸发为蒸汽71，散发至散热板3上的冷凝区31并将热能快速传给与所述鳍片相接的散热板3，经热交换，热能传给鳍片散发于环境中，而真空内腔11中蒸发至散热板3冷凝区31上的蒸汽71交出热能后冷凝再回流至受热板2处的蒸发区21，如此高速循环，就将所述发热源91上的热量快速导出。现有技术中的均热板1，技术探索仍然不够成熟，理论原理虽然简单，但内部结构设计方式五花八门，过于复杂，特别是在制造环节，难度大、成本高，(参见图5所示)，现有技术中的均热板I大致可归纳成以下两种大类别:I)在均热板I的受热板2与散热板3的内面刻蚀若干条横竖交错的微细槽，并在真空内腔11中放置网格及导流支架8以使冷凝后的工作介质7沿导流支架8流至受热板2处的蒸发区21。该结构制造工艺复杂、成本极高，而且，其导热效果会因均热板I摆放位置不同受到较大影响。2)在均热板I的受热板2上的蒸发区21与散热板3上的冷凝区31内均烧结有毛细结构层22，并在受热板2与散热板3间放置独立结构的导流支架8，以使冷凝后的工作介质7由该导流支架8流至受热板2处的蒸发区21。该结构需在受热板2与散热板3的两面上烧结毛细结构层22，增加制作成本、又浪费材料，由于散热板3上冷凝区31内的毛细结构层22会存储大量的冷凝后的工作介质7，若其不能及时导走流入受热板2处的蒸发区21，将会大大影响气化后的工作介质7在散热板3上的散热传导效率。上述两种结构均存在制造复杂、成本高等缺点。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种结构简单、制造简便、成本较低和导热效果好的均热板及其制造方法。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为:本技术的均热板，包括吸热和散热部分，所述吸热部分为内面设有凹槽的受热板，所述散热部分为与所述受热板内面焊接在一起的平板散热板，该散热板与所述凹槽之间形成注有工作介质的真空内腔，在所述真空内腔中的受热板部分设有由单质金属粉末烧结而成的毛细结构层。在所述凹槽底面均匀设有至少二个垂直于凹槽底面并与所述毛细结构层连为一体的毛细结构的支撑柱，所述支撑柱向所述散热板延伸并相接。所述金属粉末是目数为50 - 150的铜粉末。所述受热板和散热板均为无氧铜材料所制。所述工作介质为纯水、丙酮或甲醇，注入量为所述内腔容积的10% — 40%。所述真空内腔中的真空度在10一2帕斯卡一 10一5帕斯卡。所述毛细结构层的厚度在0.3mm—0.8mm。制造本技术均热板的方法，将由导热良好的金属材料制作的带有毛细结构层的受热板与散热板焊接在一起制成具有真空内腔的均热板，其步骤如下:I)选取两块厚度为0.2mm一1.6mm的金属薄板,其中，一块经冲压制成内面具有凹槽且预留抽气管位的受热板，另一块为平板状的散热板；2)对受热板和散热板清洗除污、烘干；3)将预先设计的由石墨材料制作的模具放入受热板的凹槽中，在模具与凹槽底面、侧壁之间填充单质金属粉末；或者将预先设计的由石墨材料制作的模具放入受热板的凹槽中，在该模具中设有至少二个垂直于凹槽底面的中空立柱筒，在模具与凹槽底面、侧壁之间及立柱筒中填充金属粉末；4)将填充有金属粉末的受热板置于振动器中振动，使所述金属粉末的填充密度值达到2 — 5克/cm3 ；5)将受热板放入充有保护气体并具有与该受热板金属相适应的升温、保温和降温段的热炉中进行烧结；6)将在凹槽内烧结有毛细结构层的受热板，或者将在凹槽内烧结有毛细结构层和毛细结构支撑柱的受热板取出，摘除所述的模具；7)将散热板以封盖在所述凹槽上的方式与受热板结合在一起，放入充有保护气体并具有与该散热板和受热板焊接相适应的升温、保温和降温段的热炉中进行高温封接；8)将封接好的散热板和受热板取出，抽出其内腔中的空气至真空度为10 —2帕斯卡一10 —5帕斯卡；9)注入工作介质，封焊抽气管即可。所述受热板与散热板均为无氧铜材料所制。烧结时，升温段速度为6°C /min至900°C，保温段于900°C情况下维持50min，降温段以2°C /min的速度降至室温。与现有技术相比，本技术的均热板采用在受热板内面部分设置由单质金属粉末烧结而成的毛细结构层和平板散热板的结构，使得本技术制作简单而且使蒸发至散热板内面上的工作介质的蒸汽冷凝后能够快速被所述毛细结构层吸附，从而达到高速循环快速导热的作用。本技术进一步的当在真空内腔中设置与所述毛细结构层连为一体并与散热板相接的也为毛细结构的支撑柱时，所述蒸汽冷凝后的回流效果更加显著，而且，在存储于受热板毛细结构层中的工作介质蒸发后，该支撑柱中储备的液体工作介质能够及时补充到受热板毛细结构层中；另外，由于支撑柱的作用，也使得本技术的均热板不会因为其温度高低或外施压力而产生内陷或裂缝变形现象。本技术由于仅在受热板内面设置毛细结构层，不仅简化了均热板的制作，降低了制造成本，而且，不论将本技术的均热板以倾斜设置、水平倒置、水平正置或垂直设置，均对工作介质冷凝后的回流方向和速度影响不大，从而可有效提高其工作稳定性和可靠性。本技术的均热板的制造方法，工艺简单、流程少、易操作，适于自动化、集约化和规模化生产。【附图说明】下面结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步说明。图1为均热板工作原理示意图。图2为本技术的均热板立体示意图。图3为图2中A-A剖视图。图4为本技术均热板结构爆炸示意图。图5为现有技术均热板的散热板的温度分布图。图6为本技术均热板的散热板的温度分布图。图7为本技术均热板采用不同方向设置时总热阻变化图。图8为本技术的均热板的耐压变形曲线图。附图标记如下:均热板1、真空内腔11、受热板2、蒸发区21、毛细结构层22、支撑柱23、散热板3、冷凝区31、凹槽4、抽气管5、安装孔6、工作介质7、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种均热板，包括吸热和散热部分，其特征在于：所述吸热部分为内面设有凹槽（4）的受热板（2），所述散热部分为与所述受热板（2）内面焊接在一起的平板散热板（3），该散热板（3）与所述凹槽（4）之间形成注有工作介质（7）的真空内腔（11），在所述真空内腔（11）中的受热板（2）部分设有由单质金属粉末烧结而成的毛细结构层（22）。

【技术特征摘要】
1.一种均热板，包括吸热和散热部分，其特征在于:所述吸热部分为内面设有凹槽(4)的受热板(2)，所述散热部分为与所述受热板(2)内面焊接在一起的平板散热板(3)，该散热板(3)与所述凹槽(4)之间形成注有工作介质(7)的真空内腔(11)，在所述真空内腔(11)中的受热板(2 )部分设有由单质金属粉末烧结而成的毛细结构层(22 )。2.根据权利要求1所述的均热板，其特征在于:在所述凹槽(4)底面均匀设有至少二个垂直于凹槽(4)底面并与所述毛细结构层(22)连为一体的毛细结构的支撑柱(23)，所述支撑柱(23)向所述散热板(3)延伸并...

【专利技术属性】
技术研发人员：施金城，
申请(专利权)人：施金城，
类型：实用新型
国别省市：