CN101163388A - 散热毛细结构、热传组件及制造该散热毛细结构的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种散热毛细结构，其为金属毛细结构，且金属毛细结构为三维网状交联结构。上述散热毛细结构为三维网状交联结构，具有三维立体形状，具有完整的网状交联结构和更大的孔隙率，且具有更大的毛细力。本发明还提供一种使用上述散热毛细结构的热传组件及制造上述散热毛细结构的方法，所述热传组件的传热性能好，制造上述散热毛细结构的方法简单。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种散热毛细结构、采用该散热毛细结构的热传组件及制造该散热毛细结构的方法
【背景技术】
随着CPU等电子元气件功率的不断提高，散热问题越来越受到人们的重视，在现有的散热设计中大量使用热管、Vapor chamber(散热板)、平板热管等热传组件。
如图1所示，常用的设计为在设置密封腔体1’，所述密封腔体1’内设有吸液芯2’和工作液3’。将密封腔体1’内抽成1.3×(10-1～10-4)Pa的负压后，再充以适量的工作液3’，使紧贴腔体内壁的吸液芯2’的毛细多孔材料中充满液体后再加以密封。所述密封腔体1’的一端为蒸发段10’，即此处置于CPU等发热元件上而呈加热段，另一端为冷凝段12’。所述密封腔体1’的一端受热时吸液芯2’中的工作液3’蒸发汽化，蒸汽在微小的压差下流向另一端冷凝段12’放出热量凝结成液体，液体沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段10’。如此循环不已，热量由热传组件的一端传至另一端。由于蒸气流致使热扩散，上述热传组件具有温度分布均匀、热阻小、反应快速(蒸气流速快)、热量大(利用潜热)、量轻体积小(中空容器)、结构简单、可在无重力场下运作等特点，所以广泛应用于IT、通讯、电子、电力、航空航天等热传领域。
在上述热传组件中，吸液芯的主要作用是：①提供足够的毛细力；②将液体均匀分布在蒸发端上。所以吸液芯的毛细结构的选择对于热传组件的性能至关重要。适于热传组件的吸液芯结构应适合以下要求：①吸液芯要有足够的毛细泵力；②具有较高的渗透率；③吸液芯的传热特性好；④吸液芯具有足够的刚性，以保证和管壁的紧密接触。⑤制造简单、可靠、经济型好。
如图2、图3及图4，现有常用的吸液芯结构主要有三种或由此三种结构复合组成，三种吸液芯结构为烧结粉末、沟槽、铜网。
但在使用过程中发现，以上三种吸液芯结构各有优劣，具体比较如下表所示：
| 特性 | 网状 | 烧结粉末 | 沟槽 |
| 毛细力 | 好 | 好 | 一般 |
| 渗透性 | 低/弱 | 低/弱 | 高 |
| 热阻 | 一般/高 | 一般 | 低 |
| 0°倾角毛细极限 | 一般 | 一般 | 好 |
| 重力影响毛细极限 | 高 | 低 | 高 |
| 热流密度(沸腾极限) | 一般 | 高 | 一般 |
| 可靠性 | 低 | 高 | 高 |
从上表可发现，网状芯结构具有较好的毛细力，但其渗透性、热阻、0°倾角毛细极限、重力影响毛细极限、流密度(沸腾极限)及可靠性均表现较差。烧结粉末芯结构具有较好的毛细力、热流密度(沸腾极限)、重力影响毛细极限和可靠性，但其热阻和0°倾角毛细极限表现较差。沟槽芯结构具有较好的渗透性、热阻、0°倾角毛细极限、可靠性，但又受到毛细力、重力影响毛细极限、热流密度(沸腾极限)差的影响。
由此可以看出，上述三种吸液芯结构均不够理想。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供一种散热毛细结构，其具有完整的网状交联结构和更大的孔隙率，且具有更大的毛细力。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种散热毛细结构，为金属毛细结构，所述散热毛细结构为三维网状交联结构。
与现有技术相比较，上述散热毛细结构为三维网状交联结构，具有三维立体形状，具有完整的网状交联结构和更大的孔隙率，且具有更大的毛细力。
本发明所要解决的技术问题在于还提供一种采用上述散热毛细结构的热传组件，其传热性能较好。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种热传组件，包括密封腔体，所述密封腔体内设有工作液及通过毛细力作用使所述工作液流动的吸液芯，所述吸液芯为散热毛细结构，其为金属毛细结构，所述散热毛细结构为三维网状交联结构。
与现有技术相比较，上述热传组件的吸液芯具有完整的网状交联结构和更大的孔隙率，且具有更大的毛细力，使得传热组件的传热性能较好。
本发明所要解决的技术问题在于还提供一种制造上述散热毛细结构的方法，其制造出的散热毛细结构，具有完整的网状交联结构和更大的孔隙率，且具有更大的毛细力。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：提供一种制造散热毛细结构的方法，包括以下步骤：根据所需的毛细结构的孔径和孔隙率，选择与毛细结构的孔径和孔隙率相近的开孔海绵作为基材；电铸前活化处理，在海绵表层形成起镀表层；电铸加厚处理，之后进行铸后处理，去除金属网内的海绵组织。
与现有技术相比较，上述制造散热毛细结构的方法制造出的散热毛细结构，具有完整的网状交联结构和更大的孔隙率，且具有更大的毛细力，制造方法简单。
【附图说明】
图1是热传组件工作原理的示意图。
图2是现有技术中沟槽吸液芯的示意图。
图3是现有技术中网状吸液芯的示意图。
图4是现有技术中烧结粉末吸液芯的示意图。
图5是本发明散热毛细结构的示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图5，是本发明散热毛细结构的一较佳实施例，该散热毛细结构1为传热性能较好的金属制成，如铜或铝等。所述散热毛细结构1为一种三维网状交联结构，所述结构相对于网状二维平面结构，具有三维立体形状；相对于烧结粉末具有更完整的网状交联结构和更大的孔隙率；相对于沟槽芯具有更大的毛细力。最重要的是可根据需要设计毛细结构，通过芯结构形状的改变，设计不同的毛细半径，以达到合理分布毛细力和渗透性的毛细结构，这是其它三种毛细结构所不具有的特性。
将上述散热毛细结构应用至热传组件中时，于密封腔体内设置的吸液芯可由上述散热毛细结构1制成，所述吸液芯紧贴腔体内壁。
本发明制造上述散热毛细结构1的方法工艺简单，以电铸铜毛细结构为例，包括以下步骤：
a.确定毛细结构的孔隙率和孔径。根据产品不同热传量和产品结构，计算出所需毛细力和毛细半径，以确定出毛细结构的孔径和孔隙率。
b.根据毛细结构的孔径和孔隙率，选择与毛细结构的孔径和孔隙率相近的开孔海绵(聚酯、聚醚)做为毛细结构制做的基材。
c.电铸前活化处理，对开孔海绵进行必要的水洗、脱脂处理，之后进行活化进镀处理(或喷涂导电漆、导电油、化学镀等)，以在海绵表层形成电镀表层。
d.电铸加厚处理，之后将具有起镀表层的海绵置入电铸槽内进行电铸。在达到一定厚度后，取出，进行铸后处理。
e.将电铸好的铜毛细结构进行高温烧结，以去除铜网内的海绵组织。
上述散热毛细结构1为一种三维网状交联结构具有三维立体形状，具有完整的网状交联结构和更大的孔隙率，且具有更大的毛细力。而且可根据需要设计毛细结构，通过芯结构形状的改变，设计不同的毛细半径，以达到合理分布毛细力和渗透性的毛细结构。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种散热毛细结构，为金属毛细结构，其特征在于：所述散热毛细结构为三维网状交联结构。
2.如权利要求1所述的散热毛细结构，其特征在于：所述金属为铜或铝。
3.一种热传组件，包括密封腔体，所述密封腔体内设有工作液及通过毛细力作用使所述工作液流动的吸液芯，所述吸液芯为散热毛细结构，其特征在于：所述散热毛细结构为金属毛细结构，并且为三维网状交联结构。
4.如权利要求3所述的热传组件，其特征在于：所述金属为铜或铝。
5.一种制造如权利要求1所述的散热毛细结构的方法，包括以下步骤：根据所需的毛细结构的孔径和孔隙率，选择与毛细结构的孔径和孔隙率相近的开孔海绵作为基材；电铸前活化处理，在海绵表层形成起镀表层；电铸加厚处理，之后进行铸后处理，去除金属网内的海绵组织。
6.如权利要求5所述的制造散热毛细结构的方法，其特征在于：在确定所需的毛细结构的孔径和孔隙率时，根据产品不同的热传量和产品结构，计算出所需毛细力和毛细半径，进而确定出毛细结构的孔径和孔隙率。
7.如权利要求5所述的制造散热毛细结构的方法，其特征在于：所述开孔海绵为聚酯或聚醚。
8.如权利要求5所述的制造散热毛细结构的方法，其特征在于：电铸前的活化处理包括对海绵进行水洗及脱脂处理，之后进行活化进镀处理或喷涂导电漆、导电油、化学镀。
9.如权利要求5所述的制造散热毛细结构的方法，其特征在于：电镀加厚处理包括将具有起镀表层的海绵置入电铸槽内进行电铸金属，达到一定厚度后取出。
10.如权利要求5所述的制造散热毛细结构的方法，其特征在于：去除金属网内的海绵组织是通过将电铸好的毛细结构进行高温烧结实现的。
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| CN101782342B (zh) * | 2009-01-16 | 2013-03-20 | 富瑞精密组件（昆山）有限公司 | 热管及其毛细结构的制作方法 |
| CN108203079A (zh) * | 2016-12-16 | 2018-06-26 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种过氧化氢提浓装置 |
| CN108468073A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-08-31 | 成都高赛尔股份有限公司 | 一种球面镀贵金属的方法 |
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