一種具有嵌套式多孔吸液芯的平板熱管的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種具有嵌套式多孔吸液芯的平板熱管。
【背景技術】
[0002]隨著技術的進步，電子設備朝著大功率小尺寸的方向發(fā)展。但隨之而來的問題是，由于熱流密度的不斷提高，導致集成電路和半導體器件的性能，可靠性和安全性均受到較大影響。采用高效散熱裝置實現(xiàn)高熱流密度器件的有效熱控制，成為各種電子設備可靠工作的關鍵。
[0003]平板熱管作為一種用于解決局部高熱流密度的熱管技術，具有受熱面積大、均溫性能良好、有效消除局部熱點、易于與光電器件一體化封裝等優(yōu)點，前景廣闊。其由上下兩塊金屬平板密封焊接拼合而成，通過平板內(nèi)壁吸液芯內(nèi)的工質(zhì)蒸發(fā)、冷凝相變實現(xiàn)熱量的快速散失。傳統(tǒng)的平板熱管，通常僅在上下平板的表面設置溝槽、燒結(jié)粉末層或多孔絲網(wǎng)層，未設置支撐柱結(jié)構(gòu)，導致平板熱管抗壓能力差，容易因溫度過高或外加壓力而產(chǎn)生內(nèi)陷或裂縫變形現(xiàn)象。目前，已有研宄者提出在殼體內(nèi)部添加絲網(wǎng)、脈管或?qū)Я髦Ъ艿绕鸬街巫饔?，如專?CN200710134391.6.CN201010263680.8、CN201010017291.7 等。此外還可以通過將大管徑銅管燒結(jié)后打扁，填充支撐結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)平板熱管的制造。然而其填充的支撐結(jié)構(gòu)與上下平板的多孔毛細結(jié)構(gòu)并非一體成型，存在工質(zhì)回流路徑長、制造工藝復雜、成本高等問題，易導致平板熱管整體傳熱性能的惡化。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有技術的不足，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、抗壓性能好、工質(zhì)回流路徑短的具有嵌套式連續(xù)雙吸液芯的平板熱管。
[0005]為實現(xiàn)上述實用新型目的，本實用新型提供了一種具有嵌套式多孔吸液芯的平板熱管，包括:上金屬蓋板和下金屬蓋板；上金屬蓋板和下金屬蓋板之間通過焊接密封形成密閉的腔體，在腔體內(nèi)部填充有液體工質(zhì)；所述腔體的內(nèi)表面分為蒸發(fā)面和冷凝面；所述冷凝面和蒸發(fā)面均鋪設有金屬粉末顆粒燒結(jié)形成的薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)，且在蒸發(fā)面加工出陣列排布的帶有內(nèi)凹槽的燒結(jié)多孔柱，冷凝面則加工出與該內(nèi)凹槽相配合的多孔凸起；兩者通過緊密配合形成嵌套多孔結(jié)構(gòu)柱，所述嵌套多孔結(jié)構(gòu)柱內(nèi)形成工質(zhì)回流通道。
[0006]在一較佳實施例中:所述燒結(jié)多孔柱垂直設置于所述蒸發(fā)面、該燒結(jié)多孔柱的頂端設有內(nèi)凹槽。
[0007]在一較佳實施例中:所述燒結(jié)多孔柱由金屬粉末顆粒燒結(jié)形成，并與蒸發(fā)面的薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)連為一體成為下吸液芯；所述多孔凸起由金屬粉末顆粒燒結(jié)形成，并與冷凝面的薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)連為一體成為上吸液芯。
[0008]在一較佳實施例中:所述燒結(jié)多孔柱為圓柱或錐圓柱，所述多孔凸起為錐體或半球體或方形體，并與燒結(jié)多孔柱的內(nèi)凹槽相配。
[0009]在一較佳實施例中:所述上金屬蓋板和下金屬蓋板的材質(zhì)為銅或鋁。
[0010]在一較佳實施例中:所述薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)是由銅粉或鎳粉燒結(jié)而成；其粒徑為 20 μ m ?150 μ m。
[0011]在一較佳實施例中:所述液體工質(zhì)為水或乙醇或丙酮或甲醇。
[0012]本實用新型相對于現(xiàn)有技術，具有以下有益效果:
[0013]1.通過設置嵌套式多孔結(jié)構(gòu)柱大大提高了毛細壓力，縮短了工質(zhì)回流路徑，顯著加快了工質(zhì)回流速度；可實現(xiàn)汽-液兩相的有效分離，極大地減少了汽一液界面上的粘性剪切應力，顯著地提高了平板熱管毛細極限、沸騰極限以及剪切極限，從而提升平板熱管的傳熱性能。
[0014]2.兩部分毛細結(jié)構(gòu)通過配合而形成的支撐柱結(jié)構(gòu)，使得無論是外界施加壓力，還是真空空腔處于低壓或高壓的狀態(tài)，都可以一定程度上防止平板熱管內(nèi)陷或者脫焊開裂現(xiàn)象的產(chǎn)生。
[0015]3.由于工質(zhì)可以通過壁面的薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)及嵌套式多孔結(jié)構(gòu)柱從冷凝面快速回流到蒸發(fā)面，無論將該平板熱管進行傾斜布置、水平布置或者垂直布置，均對工質(zhì)冷凝后的回流方向和速度影響很小，從而提高了該平板熱管的工作穩(wěn)定性和可靠性。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型優(yōu)選實施例1的平板熱管的爆炸示意圖；
[0017]圖2為本實用新型優(yōu)選實施例1的平板熱管的剖面示意圖；
[0018]圖3為本實用新型優(yōu)選實施例1下金屬蓋板的示意圖；
[0019]圖4為本實用新型優(yōu)選實施例1制造冷凝面上吸液芯所使用的模具示意圖；
[0020]圖5為本實用新型優(yōu)選實施例1制造蒸發(fā)面下吸液芯所使用的模具示意圖；
[0021]圖6為本實用新型優(yōu)選實施例1第一模具和第二模具的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
[0022]圖7為本實用新型優(yōu)選實施例1冷凝面上吸液芯模具燒結(jié)成形示意圖；
[0023]圖8為本實用新型優(yōu)選實施例1蒸發(fā)面上吸液芯模具燒結(jié)成形示意圖；
[0024]圖9為本實用新型優(yōu)選實施例1冷凝面上吸液芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖10為本實用新型優(yōu)選實施例1蒸發(fā)面下吸液芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖11為本實用新型優(yōu)選實施例1上吸液芯和下吸液芯的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；
[0027]圖12為本實用新型優(yōu)選實施例2中上吸液芯和下吸液芯的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型的實用新型目的作進一步詳細地描述，本實用新型的實施方式并不因此限定于以下實施例。
[0029]實施例1
[0030]參考圖1-3，一種具有嵌套式多孔吸液芯的平板熱管，包括:上金屬蓋板I和下金屬蓋板2 ;上金屬蓋板I和下金屬蓋板2之間通過焊接密封形成密閉的腔體，在腔體內(nèi)部填充有液體工質(zhì)；所述腔體的內(nèi)表面分為蒸發(fā)面和冷凝面；所述冷凝面和蒸發(fā)面均鋪設有金屬粉末顆粒燒結(jié)形成的薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)，且在蒸發(fā)面加工出陣列排布的帶有內(nèi)凹槽411的燒結(jié)多孔柱41，燒結(jié)多孔柱41垂直設置于所述蒸發(fā)面；冷凝面則加工出與該內(nèi)凹槽411相配合的多孔凸起31 ;兩者通過緊密配合形成嵌套多孔結(jié)構(gòu)，所述嵌套多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)形成工質(zhì)回流通道。
[0031]本實施例中，所述燒結(jié)多孔柱41由金屬粉末顆粒燒結(jié)形成，并與蒸發(fā)面的薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)連為一體成為下吸液芯4 ;所述燒結(jié)多孔柱41為圓柱或錐圓柱，優(yōu)選為錐圓柱；其底端、頂端直徑為2-8mm，底端直徑優(yōu)選為5mm ;頂端直徑優(yōu)選為4mm ;高度為l_3mm，優(yōu)選2mm ο
[0032]所述多孔凸起31由金屬粉末顆粒燒結(jié)形成，并與冷凝面的薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)連為一體成為上吸液芯3。所述多孔凸起31為錐體或半球體或方形體，優(yōu)選為圓錐體，并與燒結(jié)多孔柱41的內(nèi)凹槽411相配。所述多孔凸起31的底端直徑為2-6mm，優(yōu)選為3mm，高度l_3mm，優(yōu)選為2mm。
[0033]所述上金屬蓋板1、下金屬蓋板2為銅或鋁材料所制，優(yōu)選為無氧銅材料，其厚度范圍在0.2mm-1.5mm,優(yōu)選1mm。其尺寸大小根據(jù)實際需求選擇，此處優(yōu)選100mm*100mm。其下金屬蓋板2經(jīng)沖壓在其內(nèi)面形成一凹腔，凹腔的尺寸優(yōu)選為90mm*90mm。所述薄層多孔吸液芯結(jié)構(gòu)的厚度為0.優(yōu)選為0.5mm。下金屬蓋板2上設有注液口 21。
[0034]所述金屬粉末顆粒采用銅粉或鎳粉顆粒通過固相燒結(jié)方式制成，金屬粉末的顆粒形狀為球形或不規(guī)則形；金屬粉末顆粒粒徑為20 μπι?150 μπι，根據(jù)實際需要，金屬粉末顆粒直