一種平板熱管及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種傳熱和散熱設(shè)備，具體而言涉及一種平板熱管及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，晶體管的集成度越來越高，芯片的發(fā)熱量與日俱增，尤其是局部發(fā)熱過大，熱流分布不均的問題，嚴(yán)重影響到電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性，所以新型高效的電子散熱技術(shù)逐漸倍受關(guān)注。平板熱管是一項(xiàng)用于應(yīng)對局部熱流過高所產(chǎn)生的熱點(diǎn)問題的新型熱管技術(shù)，它具有與小熱源接觸，而熱擴(kuò)散面積大的特點(diǎn)，但同時(shí)也由于熱擴(kuò)散面積大，往往容易造成平板熱管的機(jī)械強(qiáng)度不足，容易變形。目前主要增強(qiáng)平板熱管內(nèi)部機(jī)械強(qiáng)度的辦法是外加支撐結(jié)構(gòu)，如加入絲網(wǎng)，金屬?zèng)_壓片，金屬柱等。但這些方案均存在無法平衡支撐結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和工作液體回流不暢的問題:單純的金屬柱子強(qiáng)度好但是工作液體回流不暢導(dǎo)致無法反重力工作以及工作性能不穩(wěn)定，另一種單純粉柱工作液體回流順暢，可以反重力穩(wěn)定工作但是強(qiáng)度不夠，容易膨脹，直接影響平板熱管的傳熱性能及應(yīng)用限制。因此傳統(tǒng)平板熱管的方案難以做到性能與機(jī)械強(qiáng)度的均衡，存在不少的應(yīng)用缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種平板熱管及其制作方法，可以有效解決傳統(tǒng)平板熱管性能與機(jī)械強(qiáng)度均衡難以兼顧的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種平板熱管，包括蒸發(fā)蓋板和冷凝蓋板，所述蒸發(fā)蓋板的周緣和冷凝蓋板的周緣密封連接以在所述蒸發(fā)蓋板和冷凝蓋板之間形成一密閉的腔體，還包括多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)和若干個(gè)支撐柱，所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體以及分布在所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體上的若干個(gè)凸起，所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體的底面附著在所述蒸發(fā)蓋板在所述腔體內(nèi)的表面上，每個(gè)所述凸起的中部具有一通孔，每個(gè)所述通孔內(nèi)插入一個(gè)所述支撐柱，所有支撐柱的上端面位于同一平面上并與所述凸起的上端面齊平，所有所述支撐柱的上端面均與所述冷凝蓋板在所述腔體內(nèi)的表面連接，所有所述支撐柱的下端面位于同一平面上并與所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體的底面齊平，所有所述支撐柱的下端面均與所述蒸發(fā)蓋板在所述腔體內(nèi)的表面連接。
[0006]優(yōu)選地，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體和凸起由銅粉、鋁粉、鎳粉及碳納米粉中的任一種經(jīng)一體式燒結(jié)成型或擠壓成型，形成所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)。
[0007]優(yōu)選地，所述支撐柱與所述通孔之間為過盈配合。
[0008]優(yōu)選地，所述支撐柱、所述蒸發(fā)蓋板以及所述冷凝蓋板的材料相同，所述材料是銅、銅合金、鋁、鋁合金及鎳中的任一種。
[0009]優(yōu)選地，若干個(gè)所述凸起成列等間隔排布在所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體的朝向所述冷凝蓋板的一面上。
[0010]優(yōu)選地，所述蒸發(fā)蓋板在所述腔體內(nèi)的表面上具有一個(gè)向所述蒸發(fā)蓋板外表面凸出的凹陷區(qū)域，所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體的一部分附著在所述凹陷區(qū)域上。
[0011]優(yōu)選地，在所述冷凝蓋板在所述腔體內(nèi)的表面上還附著有一層多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)層，在所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)層上預(yù)留有供所述支撐柱的上端面與所述冷凝蓋板在所述腔體內(nèi)的表面連接的通道。
[0012]一種平板熱管的制作方法，包括如下步驟:
[0013](I)提供一蒸發(fā)蓋板和一冷凝蓋板；
[0014](2)在所述蒸發(fā)蓋板的內(nèi)表面上形成一多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)，所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體以及分布在所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體上的若干個(gè)凸起，所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體附著在所述蒸發(fā)蓋板的內(nèi)表面上，每個(gè)所述凸起的中部具有一通孔；
[0015](3)提供若干個(gè)支撐柱，并在每個(gè)所述通孔中插入一個(gè)所述支撐柱，所有支撐柱的上端面位于同一平面上并與所述凸起的上端面齊平，所有所述支撐柱的下端面位于同一平面上并與所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體的底面齊平。
[0016](4)使所有所述支撐柱的上端面與所述冷凝蓋板的內(nèi)表面連接，所有所述支撐柱的下端面與所述蒸發(fā)蓋板的內(nèi)表面連接；
[0017](5)使所述蒸發(fā)蓋板的周緣和冷凝蓋板的周緣連接以在所述蒸發(fā)蓋板和冷凝蓋板之間形成一腔體，并在所述腔體內(nèi)充入工作流體后對所述腔體作真空密封處理。
[0018]優(yōu)選地，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體和凸起由銅粉、鋁粉、鎳粉及碳納米粉中的任一種經(jīng)一體式燒結(jié)成型或擠壓成型，形成所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)。
[0019]優(yōu)選地，所述支撐柱、所述蒸發(fā)蓋板以及所述冷凝蓋板的材料相同，所述材料是銅、銅合金、鋁、鋁合金及鎳中的任一種。
[0020]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明將支撐柱穿插在多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)上，除了支撐柱的上下端面，支撐柱被多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)上的凸起包裹，增大了平板熱管內(nèi)部流道的空間并提高了工作液體的回流效率，同時(shí)支撐柱的剛性能有效加強(qiáng)平板熱管的機(jī)械強(qiáng)度，使平板熱管的性能更穩(wěn)定，應(yīng)用更靈活，同時(shí)解決了因采用硬連接支撐結(jié)構(gòu)所損失的工作流體蒸發(fā)回流通道，或因直接將多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)作為支撐結(jié)構(gòu)而損失的剛性的問題。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的平板熱管的爆炸示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明另一優(yōu)選實(shí)施例中的平板熱管的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是圖2中的A部分的放大示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]以下通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0025]如圖1所示，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中提供一種平板熱管，包括蒸發(fā)蓋板1、冷凝蓋板2、多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)3和若干個(gè)支撐柱4，蒸發(fā)蓋板I的周緣和冷凝蓋板2的周緣密封連接以在蒸發(fā)蓋板I和冷凝蓋板2之間形成一密閉的腔體。多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)3包括多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體31以及分布在多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體31上的若干個(gè)凸起32，多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體31的底面附著在蒸發(fā)蓋板I在腔體內(nèi)的表面上，每個(gè)凸起32的中部具有一通孔33，每個(gè)通孔33內(nèi)插入一個(gè)支撐柱4，所有支撐柱的上端面位于同一平面上并與凸起32的上端面齊平，所有支撐柱4的上端面均與冷凝蓋板2在腔體內(nèi)的表面連接，所有支撐柱4的下端面位于同一平面上并與多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體31的底面齊平，所有支撐柱4的下端面均與蒸發(fā)蓋板I在腔體內(nèi)的表面連接。
[0026]其中所稱的蒸發(fā)蓋板和冷凝蓋板均是傳熱蓋板，蒸發(fā)蓋板與熱源接觸，流體達(dá)到該冷凝蓋板后能量釋放，并重新冷凝為液態(tài)回流到蒸發(fā)蓋板，再一次吸收熱源的熱量，如此循環(huán)。
[0027]在一些具體的實(shí)施例中，毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體31和凸起32是由銅粉、鋁粉、鎳粉及碳納米粉中的任一種經(jīng)一體式燒結(jié)成型或擠壓成型后形成多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)3。支撐柱4與通孔33之間為過盈配合，支撐柱為實(shí)心的結(jié)構(gòu)，凸起為環(huán)狀凸臺(tái)，所有的凸起均是從毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體31的頂面向上(即朝向冷凝蓋板的一面)延伸，支撐柱4、蒸發(fā)蓋板I以及冷凝蓋板2的材料相同，材料可以選擇銅、銅合金、鋁、鋁合金及鎳中的任一種。蒸發(fā)蓋板和冷凝蓋板均采用沖壓工藝制作。
[0028]在另一優(yōu)選的實(shí)施例中，與圖1所示的實(shí)施例區(qū)別為:如圖2和3所示，蒸發(fā)蓋板I在腔體內(nèi)的表面上具有一個(gè)向蒸發(fā)蓋板I外表面凸出的凹陷區(qū)域11，多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)基體31的一部分附著在凹陷區(qū)域11上。凹陷區(qū)域是在沖壓成型蒸發(fā)蓋板I