本發(fā)明涉及散熱技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種均熱板，還涉及一種包括上述均熱板的微電子器件。

背景技術(shù)：

隨著電子封裝技術(shù)的飛速發(fā)展，電子芯片的集成度以及性能不斷提高，導致芯片功率不斷持續(xù)增加。同時也帶來了芯片局部溫度急劇升高，影響芯片穩(wěn)定性的問題。因此需對芯片進行冷卻，然而傳統(tǒng)的冷卻方式并不能滿足未來高熱流密度電子元件的散熱要求。

均熱板(vaporchamber)是一種根據(jù)熱管工作原理而設(shè)計的新型散熱介質(zhì)，其主要結(jié)構(gòu)有外殼、吸液芯、工質(zhì)等，其工作原理為當熱量由熱源通過均熱板的蒸發(fā)區(qū)時，在低真空度的腔體內(nèi)，工質(zhì)液體沸騰氣化，在壓力差的作用下，氣體流向冷凝區(qū)，遇冷凝結(jié)放熱，并在毛細力的作用下沿吸液芯回流回蒸發(fā)區(qū)，而冷凝面的熱量由平板熱管外部其他散熱方式帶走。雖然工作原理相似，但是與熱管一維線性的傳熱方式相比，均熱板的傳熱方式為二維面上傳熱，因此具有更好的傳熱性能與均溫性。

然而現(xiàn)有的均熱板工質(zhì)回流主要依靠吸液芯提供的毛細力，換熱的毛細極限和沸騰極限比較小，另外由于吸液芯的存在，靠近冷凝面的冷凝后的液體工質(zhì)不能馬上回流而充斥在冷凝面附近的吸液芯上，使得傳熱熱阻加大，此外燒結(jié)吸液芯結(jié)構(gòu)本身需要消耗大量能源，并且燒結(jié)質(zhì)量很難控制。

綜上所述，如何有效地解決均熱板換熱效率難以滿足電子芯片散熱需求等問題，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的第一個目的在于提供一種均熱板，該均熱板的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以有效地解決熱板換熱效率難以滿足電子芯片散熱需求的問題，本發(fā)明的第二個目的是提供一種包括上述均熱板的微電子器件。

為了達到上述第一個目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種均熱板，包括底板、頂板和連接于所述頂板與所述底板之間的側(cè)板，所述頂板、所述底板和所述側(cè)板之間圍成密閉空腔，所述密閉空腔內(nèi)填充有蒸發(fā)工質(zhì)；所述頂板的內(nèi)表面設(shè)置有陣列排布的微米級凸臺，所述凸臺的側(cè)壁與所述頂板的內(nèi)表面均為超疏水表面，且所述頂板外接正電壓，所述底板接地。

優(yōu)選地，上述均熱板中，所述凸臺為圓錐形凸臺。

優(yōu)選地，上述均熱板中，所述圓錐形凸臺的頂面尺寸范圍為40-60微米，底面尺寸范圍為90-110微米，每個所述圓錐形凸臺之間相隔500微米矩形陣列排列。

優(yōu)選地，上述均熱板中，所述凸臺為經(jīng)光刻工藝加工而成的光刻凸臺。

優(yōu)選地，上述均熱板中，所述密閉空腔內(nèi)的所述蒸發(fā)工質(zhì)為液體時的充液率為35％-45％。

優(yōu)選地，上述均熱板中，所述側(cè)板的內(nèi)表面燒結(jié)有與所述頂板和所述底板相連接的多孔結(jié)構(gòu)的吸液芯層。

優(yōu)選地，上述均熱板中，所述側(cè)板分別與所述頂板和所述底板可拆卸的固定連接。

優(yōu)選地，上述均熱板中，所述側(cè)板分別與所述頂板和所述底板通過環(huán)氧樹脂密封膠密封連接。

本發(fā)明提供的均熱板包括底板、頂板和連接于頂板與底板之間的側(cè)板。其中，頂板、底板和側(cè)板之間圍成密閉空腔，密閉空腔內(nèi)填充有蒸發(fā)工質(zhì)。頂板的內(nèi)表面設(shè)置有陣列排布的微米級凸臺，凸臺的側(cè)壁與頂板的內(nèi)表面均為超疏水表面，且頂板外接正電壓，底板接地。

應(yīng)用本發(fā)明提供的均熱板時，頂板為均熱板冷凝面，其內(nèi)表面除凸臺頂面以外均為超疏水表面，并在冷凝面有外加電壓，當蒸發(fā)端蒸汽到達冷凝端冷凝時，由冷凝端超疏水面區(qū)域的小液滴滾動至凸臺的頂面，在冷凝端部分有外加電壓，凸臺頂面對聚集在其上的液滴形成電噴霧噴至蒸發(fā)端，強化蒸發(fā)冷凝速度，提高蒸發(fā)區(qū)和冷凝區(qū)的換熱性能，無需傳統(tǒng)吸芯結(jié)構(gòu)，能減少軸向熱阻，由于電噴加速液體回流，能有效提高均熱板的毛細極限和攜帶極限，從而提高整體換熱能力。

為了達到上述第二個目的，本發(fā)明還提供了一種微電子器件，該微電子器件包括上述任一種均熱板。由于上述的均熱板具有上述技術(shù)效果，具有該均熱板的微電子器件也應(yīng)具有相應(yīng)的技術(shù)效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明一個具體實施例的均熱板的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1的組合結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1中頂板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為均熱板的原理示意圖。

附圖中標記如下：

頂板11，側(cè)板12，底板13，凸臺14。

具體實施方式

本發(fā)明實施例公開了一種均熱板，以提高換熱效率，滿足電子芯片的散熱需求。

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1-圖3，圖1為本發(fā)明一個具體實施例的均熱板的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的組合結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1中頂板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為均熱板的原理示意圖。

在一個實施例中，本發(fā)明提供的均熱板包括底板13、頂板11和連接于頂板11與底板13之間的側(cè)板12。其中，頂板11、底板13和側(cè)板12之間圍成密閉空腔，密閉空腔內(nèi)填充有蒸發(fā)工質(zhì)。需要說明的是，頂板11與底板13為相對設(shè)置的板件，頂與底僅為區(qū)分二者的相對位置關(guān)系，并不局限于嚴格幾何意義上的頂與底，也就是均熱板使用過程中底板13及頂板11的絕對位置并不限定。側(cè)板12連接于頂板11與底板13之間，具體可通過焊接等常規(guī)的密封固定連接方式連接。

頂板11的內(nèi)表面設(shè)置有陣列排布的微米級凸臺14，凸臺14的側(cè)壁與頂板11的內(nèi)表面均為超疏水表面，且頂板11外接正電壓，底板13接地。微米級凸臺14即凸臺的尺寸為微米級。也就是密閉空腔的冷凝面除凸臺14的頂面以外均為超疏水表面。

應(yīng)用本發(fā)明提供的均熱板時，頂板11為均熱板冷凝面，其內(nèi)表面除凸臺14頂面以外均為超疏水表面，并在冷凝面有外加電壓，當蒸發(fā)端蒸汽到達冷凝端冷凝時，由冷凝端超疏水面區(qū)域的小液滴滾動至凸臺14的頂面，在冷凝端部分有外加電壓，凸臺14頂面對聚集在其上的液滴形成電噴霧噴至蒸發(fā)端，強化蒸發(fā)冷凝速度，提高蒸發(fā)區(qū)和冷凝區(qū)的換熱性能，無需傳統(tǒng)吸芯結(jié)構(gòu)，能減少軸向熱阻，由于電噴加速液體回流，能有效提高均熱板的毛細極限和攜帶極限，從而提高整體換熱能力。

具體的，凸臺14可以為圓錐形凸臺。優(yōu)選的，圓錐形凸臺的頂面尺寸范圍為40-60微米，底面尺寸范圍為90-110微米，每個圓錐形凸臺之間相隔500微米矩形陣列排列。也就是，圓錐形凸臺的頂面直徑范圍優(yōu)選的為40-60微米，底面直徑范圍優(yōu)選的為90-110微米。最優(yōu)選的，圓錐形凸臺的頂面直徑為50微米，底面直徑為100微米。圓錐形凸臺的設(shè)置，凸臺側(cè)壁為超疏水表面，進而便于冷凝產(chǎn)生的小液滴滾動至凸臺14的頂面。當然，根據(jù)需要也可以采用其他形狀的凸臺14，如圓柱形凸臺等。

進一步地，凸臺14為經(jīng)光刻工藝加工而成的光刻凸臺。光刻工藝便于凸臺14的加工，且加工而成的凸臺14尺寸精度高，使得各個凸臺14的大小均勻一致，進一步提高均熱板的散熱效率。

上述各實施例中，密閉空腔內(nèi)的蒸發(fā)工質(zhì)為液體時的充液率優(yōu)選的可以為35％-45％。具體的充液率數(shù)值可根據(jù)需要進行設(shè)置，此處不作具體限定。

優(yōu)選的，側(cè)板12的內(nèi)表面燒結(jié)有與頂板11和底板13相連接的多孔結(jié)構(gòu)的吸液芯層。多孔結(jié)構(gòu)提供了較大的毛細力，能有效促進冷凝面的冷凝工質(zhì)回流至蒸發(fā)面，進一步提高均熱板的散熱效率。

在上述各實施例的基礎(chǔ)上，側(cè)板12分別與頂板11和底板13可拆卸的固定連接。從而在其中的任一部件故障時，能夠方便的將其拆下進行維修或更換，從而降低后期維護成本。當然，側(cè)板12與頂板11和底部間應(yīng)保證連接的密封性。

優(yōu)選的，側(cè)板12分別與頂板11和底板13通過環(huán)氧樹脂密封膠密封連接。從而能夠有效保證側(cè)板12與頂部及底板13的密封性且便于三者的連接。

以下以一個優(yōu)選的實施例說明本技術(shù)方案。在一個優(yōu)選的實施例中，本發(fā)明提供的均熱板，其包括底板13、頂板11、位于頂板與底板之間的支撐板即側(cè)板12，頂板11接有正電壓，底板13接地，底板13、頂板11、支撐板密封連接形成中空的密閉空腔；作為均熱板蒸發(fā)面的底板13的本體為黃銅板；作為平板熱管的冷凝面的頂板11的本體為黃銅板，頂板11內(nèi)表面有一系列陣列排布的微米級圓錐形的凸臺14，除此圓錐形的凸臺14頂面外的表面都為超疏水性能表面。本發(fā)明是適用于熱源為任何角度的均熱板，頂板11上的微米級圓錐形的凸臺14由光刻工藝進行加工制作，圓錐形的凸臺14尺寸為頂面直徑50微米，底面直徑100微米。每個圓錐形的凸臺14之間相隔500微米的矩形陣列排列，頂板11上除圓錐形的凸臺14頂面以外的超疏水表面是由鉻金涂層修飾后浸泡在酒精中使表面形成超疏水性，修飾部分的接觸角可選擇為160°。頂板11冷凝面有外加電壓，當?shù)装?3蒸發(fā)端蒸汽到達頂板11冷凝端冷凝時，由頂板11冷凝端超疏水面區(qū)域的小液滴滾動至圓錐凸臺14的頂面，在頂板11冷凝端部分有外加電壓，圓錐頂面凸臺14對聚集在其上的液滴形成電噴霧噴至底板13蒸發(fā)端，強化蒸發(fā)冷凝速度，提高蒸發(fā)區(qū)和冷凝區(qū)的換熱性能，無需傳統(tǒng)吸芯結(jié)構(gòu)，能減少軸向熱阻，由于電噴加速液體回流，能有效提高均熱板的毛細極限和攜帶極限，從而提高整體換熱能力。

更佳地，側(cè)板12內(nèi)表面燒結(jié)有與所述頂板11和底板13相連接的多孔結(jié)構(gòu)的吸液芯層。該吸液芯層由800目的純銅粉高溫燒結(jié)而成，銅粉燒結(jié)形成的多孔結(jié)構(gòu)提供了較大的毛細力，能有效促進冷凝面的冷凝工質(zhì)回流至蒸發(fā)面。

更佳地，密閉空腔內(nèi)充填有蒸發(fā)工質(zhì)，蒸發(fā)工質(zhì)是去離子水，實現(xiàn)快速蒸發(fā)和冷凝進行換熱并快速回流。蒸發(fā)工質(zhì)為液體時平板熱管的充液率為35％～45％，以40％為最佳，具有足夠的工質(zhì)進行蒸發(fā)，也具有足夠的空間進行蒸發(fā)。

更佳地，均熱板的密閉空腔內(nèi)的真空度為12.33kpa，提高蒸發(fā)的速度，保證工質(zhì)快速蒸發(fā)冷凝，進行換熱循環(huán)。

更佳地，均熱板的頂板11、底板13與支撐板通過膠封貼合的方式密封連接。具體的是支撐板12外側(cè)與底板13、頂板11形成的空隙中填充環(huán)氧樹脂密封膠，對密閉腔體內(nèi)的真空度起到保護的作用，防止由于內(nèi)外部因素造成腔體內(nèi)真空度被破壞以及工質(zhì)泄漏。

基于上述實施例中提供的均熱板，本發(fā)明還提供了一種微電子器件，該微電子器件包括上述實施例中任意一種均熱板。由于該微電子器件采用了上述實施例中的均熱板，所以該微電子器件的有益效果請參考上述實施例。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。