超高熱傳導(dǎo)散熱器及其制作方式和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱傳導(dǎo)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠滿足大功率散熱需求的散熱器及其制造方式和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]市面上常見的散熱器種類有:純鋁散熱器、純銅散熱器、銅鋁散熱器、陶瓷散熱器以及熱管散熱器，其優(yōu)缺點(diǎn)如下敘述:
[0003]—、優(yōu)點(diǎn):
[0004]1、純鋁散熱器:其制作工藝簡單，采用鋁擠壓技術(shù)，是最早期最為常見的散熱器。
[0005]2、純銅散熱器:銅的熱傳導(dǎo)系數(shù)是鋁的1.69倍，能夠更快地將熱量從熱源中帶走。
[0006]3、銅鋁散熱器:結(jié)合銅和鋁各自優(yōu)點(diǎn)，成為市場(chǎng)上高端散熱器主流。
[0007]4、陶瓷散熱器:導(dǎo)熱系數(shù)220W/M.K優(yōu)于純鋁202W/M.K，且抗氧化、耐腐蝕。
[0008]5、熱管散熱器:其導(dǎo)熱系數(shù)優(yōu)于純銅。
[0009]二、缺點(diǎn):
[0010]1、純鋁散熱器:體積大、重量重，非常浪費(fèi)材料。
[0011]2、純銅散熱器:成本高，加工難，且銅的熔點(diǎn)比鋁高很多，不利于擠壓成形等問題。
[0012]3、銅鋁散熱器:銅和鋁之間的親和力較差，如果接合處理不好，便會(huì)產(chǎn)生較大的介面熱阻(即兩種金屬之間由于不充分接觸而產(chǎn)生的熱阻)。
[0013]4、陶瓷散熱器:陶瓷導(dǎo)熱系數(shù)220W/M.K劣于銅383.8W/M.K。
[0014]5、熱管散熱器:典型的熱管由管殼、吸液芯(毛細(xì)多孔材料)和端蓋組成，做散熱器工藝復(fù)雜，成本高，熱管中所使用的傳熱介質(zhì)往往會(huì)造成管殼材料的腐蝕、溶解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]為了克服上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供了一種超高熱傳導(dǎo)散熱器，以滿足市場(chǎng)對(duì)散熱器的需求；本發(fā)明的另一目的是，提供所述超高熱傳導(dǎo)散熱器的制造方法，以及提出了液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)技術(shù)開發(fā)、瞬間高溫?zé)崛酆讣夹g(shù)和排氣法在所述超高熱傳導(dǎo)散熱器的應(yīng)用。
[0016]本發(fā)明為了解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0017]一種超高熱傳導(dǎo)散熱器，包括散熱器主體以及容置于散熱器主體內(nèi)的導(dǎo)熱介質(zhì)，所述散熱器主體具有至少一吸熱面和至少一散熱面，且所述散熱器主體內(nèi)設(shè)置有一密封腔，所述導(dǎo)熱介質(zhì)容置于所述密封腔內(nèi)，所述密封腔為真空狀態(tài)，所述密封腔內(nèi)且所述吸熱面的背面設(shè)有蒸發(fā)面，所述導(dǎo)熱介質(zhì)于所述蒸發(fā)面受熱并且于所述散熱面散熱。
[0018]進(jìn)一步地說，所述蒸發(fā)面上具有若干蒸發(fā)凸起，以增加蒸發(fā)面積。
[0019]進(jìn)一步地說，所述散熱面上具有若干散熱片，以增加散熱面積，從而提高熱交換效率。
[0020]進(jìn)一步地說，所述散熱器主體及散熱片采用鋁合金材質(zhì)，較佳是采用6系鋁合金或7系招合金。
[0021]進(jìn)一步地說，所述導(dǎo)熱介質(zhì)為液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，并且所述液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)在30°C及以上氣化成熱傳導(dǎo)媒介。
[0022]更進(jìn)一步地說，所述液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)由二甲基甲酮和降解液組成，以液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)的總質(zhì)量百分比計(jì)，所述二甲基甲酮含量為50% -90%，所述降解液含量為10-50%，其中，所述降解液由乙醇、去離子水、丙二酸、三乙醇胺、防蝕阻垢劑和染色劑組成，以降解液的總質(zhì)量百分比計(jì)，其含量如下:
[0023]乙醇:20%-35%;
[0024]去離子水:64%-79% ；
[0025]丙二酸:0.02%;
[0026]三乙醇胺0.2%;
[0027]防蝕阻垢劑:0.1% -1% ;
[0028]染色劑:0.1%。
[0029]進(jìn)一步地說，以超高熱傳導(dǎo)散熱器的總質(zhì)量百分比計(jì)，所述散熱器主體占80% -90%,所述導(dǎo)熱介質(zhì)占I % -20%。
[0030]進(jìn)一步地說，所述散熱器主體具有底面、頂面和位于底面和頂面之間的側(cè)面，所述底面的外側(cè)為所述吸熱面，所述底面的內(nèi)側(cè)為蒸發(fā)面，所述側(cè)面和所述頂面兩者至少之一為散熱面。
[0031]本發(fā)明還提供了上述的超高熱傳導(dǎo)散熱器的制作方式，包括下述步驟:
[0032]步驟一、導(dǎo)熱介質(zhì)的制備；
[0033]步驟二、散熱器主體的制備；
[0034]步驟三、超高熱傳導(dǎo)散熱器的制備:將所述導(dǎo)熱介質(zhì)注入所述散熱器主體的密封腔內(nèi)后，利用排氣法將所述散熱器主體的密封腔內(nèi)形成1.3X (10 1?10 4)Pa的負(fù)壓。
[0035]進(jìn)一步地說，步驟二中，所述散熱器主體由上蓋、下蓋以及位于上蓋和下蓋之間的本體構(gòu)成，并且采用瞬間高溫?zé)崛酆讣夹g(shù)將上蓋、下蓋以及本體組合成一體成型的散熱器主體。
[0036]進(jìn)一步地說，步驟一的過程如下:
[0037]I)將乙醇、去離子水、丙二酸、三乙醇胺、防蝕阻垢劑和染色劑按比例混合后制成降解液，按降解液的總質(zhì)量百分比計(jì)，所述比例為:乙醇20% -35%，去離子水64% -79%,丙二酸0.02%，三乙醇胺0.2%，防蝕阻垢劑0.1% -1%，染色劑0.1% ；
[0038]2)將降解液和二甲基甲酮按比例利用共混法制備液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)，以液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)總質(zhì)量百分比計(jì)，所述比例為:丙酮50% -90%，降解液10% -50%。
[0039]本發(fā)明還提供了上述的超高熱傳導(dǎo)散熱器的用途，用以制作LED散熱器或高密度集成電路板散熱器。
[0040]進(jìn)一步地說，在所述超高熱傳導(dǎo)散熱器上并且位于密封腔之外設(shè)置有出線孔槽和固定螺孔。
[0041]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的超高熱傳導(dǎo)散熱器在作用時(shí)，其真空的密封腔內(nèi)的液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)在蒸發(fā)面上遇熱在30°C能迅速氣化成熱傳導(dǎo)媒介，氣態(tài)的熱傳導(dǎo)媒介在熱擴(kuò)散的動(dòng)力下流向散熱面，并在散熱面端冷凝釋放出熱能，液體再沿著密封腔的內(nèi)壁流回蒸發(fā)面，如此循環(huán)的過程，使熱能快速傳遞于整個(gè)負(fù)壓密封腔，負(fù)壓密封腔內(nèi)熱阻趨近于零，再通過增大的外接面(可以任意形狀)，形成較大的熱遞度迅速將熱與外界交換，形成一個(gè)熱敏性極高的熱導(dǎo)體，從而達(dá)到熱傳遞效果，其導(dǎo)熱系數(shù)超過已知金屬，約純銅的40倍，比傳統(tǒng)散熱體節(jié)約材料4倍以上，重量減輕6倍以上。本發(fā)明超高熱傳導(dǎo)散熱器具有制作工藝簡單，且體積小、重量輕、熱阻小、導(dǎo)熱系數(shù)高、成本低廉、節(jié)省材料損耗等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0042]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的超高熱傳導(dǎo)散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中的上蓋的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中的上蓋的外表面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中的上蓋的內(nèi)表面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖5為本發(fā)明實(shí)施例1中的圓柱形的本體及其上的散熱片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖6為本發(fā)明實(shí)施例1中的下蓋的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖7為本發(fā)明實(shí)施例1中的下蓋的底面外側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0049]圖8為本發(fā)明實(shí)施例1中的下蓋的底面內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖9為本發(fā)明實(shí)施例2的超高熱傳導(dǎo)散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051]以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及功效。本發(fā)明也可以其它不同的方式予以實(shí)施，即，在不悖離本發(fā)明所揭示的范疇下，能予不同的修飾與改變。
[0052]實(shí)施例1:一種超高熱傳導(dǎo)散熱器，如圖1-圖8所示，包括一鋁合金的散熱器主體，該招合金的散熱器主體包括一圓柱形的本體100、一下蓋110和一上蓋120，下蓋110的底面外側(cè)為吸熱面111，下蓋110的底面內(nèi)側(cè)為蒸發(fā)面112，蒸發(fā)面112上配置有若干蒸發(fā)凸起113，以增加蒸發(fā)表面積。本體100的圓柱面101為散熱面，在圓柱面101上設(shè)置有若干散熱片102。散熱器主體及散熱片采用6系鋁合金制成。
[0053]在鋁合金散熱器主體內(nèi)設(shè)置一圓柱形的負(fù)壓的密封腔130，圓柱形的負(fù)壓的密封腔130內(nèi)部須連通。圓柱形的負(fù)壓的密封腔130內(nèi)填充有液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)150，液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)150在常溫液態(tài)時(shí)的重量為超高熱傳導(dǎo)散熱器總重量的4.3%。
[0054]所述液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)由二甲基甲酮和降解液組成，以液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)的總質(zhì)量百分比計(jì)，所述二甲基甲酮含量為50% -90%，所述降解液含量為10-50%，其中，所述降解液由乙醇、去離子水、丙二酸、三乙醇胺、防蝕阻垢劑和染色劑組成，以降解液的總質(zhì)量百分比計(jì)，其含量如下:
[0055]乙醇:20%-35%;
[0056]去離子水:64%-79% ；
[0057]丙二酸:0.02%;
[0058]三乙醇胺0.2%;
[0059]防蝕阻垢劑:0.1% -1% ;
[0060]染色劑:0.1%。
[0061]本實(shí)施例的超高熱傳導(dǎo)散熱器的制作方式，包括下述步驟:
[0062]步驟一、液態(tài)導(dǎo)熱介質(zhì)的制備:將乙醇、去離子水、丙二酸、三乙醇胺、防蝕阻垢劑和染色劑按比例混合后制成