CN107782187A - 双面平相变抑制散热板及其制造方法 - Google Patents

双面平相变抑制散热板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种双面平相变抑制散热板及其制造方法，所述双面平相变抑制散热板为包括第一板材及第二板材的复合板式结构；所述双面平相变抑制散热板的表面均为平面；所述双面平相变抑制散热板内形成有具有特定结构形状的热超导管路；所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质。本发明通过刻蚀形成构成所述热超导管路的刻蚀槽道，不涉及石墨印刷工艺，在所述相变抑制散热板及其内部的槽道尺寸较小时也不存在由于断墨而导致的槽道不通的问题，大大提高了相变抑制散热板的可靠性；同时本发明的制造方法大大降低了工艺成本；本发明的双面平相变抑制散热板的尺寸较小，便于在自狭窄空间内的使用。

Description

双面平相变抑制散热板及其制造方法
技术领域
本发明属于传热技术领域，特别是涉及一种双面平相变抑制散热板及其制造方法。
背景技术
相变抑制(PCI)传热技术，是一种通过控制密闭体系中传热介质微结构状态而实现高效传热的技术。具有高传热速率和高热流密度。可广泛应用于航空航天、电力电子、通讯、计算机、高铁、电动汽车、太阳能和风电等行业。
目前，超薄相变抑制散热板为二层结构，包括第一板材和第二板材。但随着技术的发展，当所述超薄相变抑制散热板应用于在狭窄空间内热源散热的场合时，比如平板电脑热源用散热板，要求相变抑制散热板的热流密度小，要求相变抑制传热板每一层板材的厚度小于0.5mm，槽道宽度小于2.5毫米。现有技术中，一般使用石墨印刷工艺定义槽道的形状，按现有相变抑制散热板工艺，板材厚度小于等于0.5mm时，打毛工序报废率太高，较难保证质量；槽道宽度小于2.5毫米时，印刷工序容易出现断墨，槽道不通；生产成本较高。限制了超薄相变抑制散热板在很多领域产品上的应用。因此迫切需要开发一种低成本的超薄相变抑制传热板。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种双面平相变抑制散热板及其制造方法，用于解决现有技术中当相变抑制散热板厚度较小，槽道宽度较小时存在的打毛工序报废率高、印刷工序容易出现断墨、难以保证质量、生产成本较高等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种双面平相变抑制散热板，所述双面平相变抑制散热板为包括第一板材及第二板材的复合板式结构；
所述双面平相变抑制散热板的表面均为平面；所述双面平相变抑制散热板内形成有具有特定结构形状的热超导管路；所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质。
作为本发明的双面平相变抑制散热板的一种优选方案，所述第一板材的一表面形成有第一刻蚀槽道，所述第二板材的一表面形成有与所述第一刻蚀槽道相对应的第二刻蚀槽道，所述第一刻蚀槽道与所述第二刻蚀槽道共同构成所述热超导管路。
作为本发明的双面平相变抑制散热板的一种优选方案，通过刻蚀工艺在所述第一板材的表面形成所述第一刻蚀槽道；通过刻蚀工艺在所述第二板材的表面形成所述第二刻蚀槽道。
作为本发明的双面平相变抑制散热板的一种优选方案，所述第一板材与所述第二板材通过扩散焊工艺复合在一起。
作为本发明的双面平相变抑制散热板的一种优选方案，所述热超导管路的形状为六边形蜂窝状、圆形蜂窝状、四边形蜂窝状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形、纵横交错的网状或其中任一种以上的任意组合。
作为本发明的双面平相变抑制散热板的一种优选方案，所述双面平相变抑制散热板的材料为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金或其中任一种以上的任意组合。
作为本发明的双面平相变抑制散热板的一种优选方案，所述第一板材及所述第二板材内还均设有通孔，位于所述第一板材内的所述通孔与位于所述第二板材内的所述通孔一一对应设置。
作为本发明的双面平相变抑制散热板的一种优选方案，所述双面平相变抑制散热板表面设有通风孔或散热翅片。
本发明还提供一种双面平相变抑制散热板的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：
提供第一板材，在所述第一板材一表面形成第一刻蚀槽道；
提供第二板材，在所述第二板材一表面形成与所述第一刻蚀槽道相对应的第二刻蚀槽道；
将所述第一板材形成有所述第一刻蚀槽道的一面与所述第二板材形成有第二刻蚀槽道的一面贴合并对齐；
将所述第一板材与所述第二板材复合以形成复合板式结构的双面平相变抑制散热板，所述第一刻蚀槽道及所述第二刻蚀槽道共同构成所述双面平相变抑制散热板内的热超导管路；
向所述热超导管路内充入传热工质并密封所述热超导管路。
作为本发明的双面平相变抑制散热板的制造方法的一种优选方案，通过刻蚀工艺在所述第一板材的表面形成所述第一刻蚀槽道；通过刻蚀工艺在所述第二板材的表面形成所述第二刻蚀槽道。
作为本发明的双面平相变抑制散热板的制造方法的一种优选方案，通过扩散焊工艺将所述第一板材与所述第二板材复合以形成复合板式结构的双面平相变抑制散热板。
作为本发明的双面平相变抑制散热板的制造方法的一种优选方案，所述热超导管路的形状为六边形蜂窝状、圆形蜂窝状、四边形蜂窝状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形、纵横交错的网状或其中任一种以上的任意组合。
如上所述，本发明的双面平相变抑制散热板及其制造方法，具有以下有益效果：本发明通过刻蚀形成构成所述热超导管路的刻蚀槽道，不涉及石墨印刷工艺，在所述相变抑制散热板及其内部的槽道尺寸较小时也不存在由于断墨而导致的槽道不通的问题，大大提高了相变抑制散热板的可靠性；同时本发明的制造方法大大降低了工艺成本；本发明的双面平相变抑制散热板的尺寸较小，便于在自狭窄空间内的使用。
附图说明
图1显示为本发明实施例一中提供的双面平相变抑制散热板的截面局部结构示意图。
图2显示为本发明实施例一中提供的双面平相变抑制散热板中具有第一刻蚀槽道的第一板材的结构示意图。
图3显示为本发明实施例一中提供的双面平相变抑制散热板中具有第二刻蚀槽道的第二板材结构示意图。
图4显示为本发明实施例二中提供的双面平相变抑制散热板的制造方法的流程图。
元件标号说明
1 第一板材
2 第二板材
3 热超导管路
31 第一刻蚀槽道
32 第二刻蚀槽道
4 非管路部分
5 工艺口
6 通孔
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图4需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例一
请参阅图1至图3，本发明提供一种双面平相变抑制散热板，所述双面平相变抑制散热板为包括第一板材1及第二板材2的复合板式结构；所述双面平相变抑制散热板的表面均为平面；所述双面平相变抑制散热板内形成有具有特定结构形状的热超导管路3；所述热超导管路3为封闭管路，所述热超导管路3内填充有传热工质(未示出)。
作为示例，所述传热工质为流体，优选地，所述传热工质可以为气体或液体或气体与液体的混合物，更为优选地，本实施例中，所述传热工质为液体与气体的混合物。
作为示例，所述第一板材1的一表面形成有第一刻蚀槽道31，所述第二板材2的一表面形成有与所述第一刻蚀槽道31相对应的第二刻蚀槽道32，所述第一刻蚀槽道31与所述第二刻蚀槽道32共同构成所述热超导管路。
作为示例，通过刻蚀工艺在所述第一板材1的表面形成所述第一刻蚀槽道31；通过刻蚀工艺在所述第二板材2的表面形成所述第二刻蚀槽道32，即通过对所述第一板材1进行单面刻蚀以在所述第一板材1的表面形成所述第一刻蚀槽道31，通过对所述第二板材2进行单面刻蚀以在所述第二板材2的表面形成所述第二刻蚀槽道32。通过刻蚀形成构成所述热超导管路3的所述第一刻蚀槽道31及所述第二刻蚀槽道32，不涉及现有技术中的石墨印刷工艺，在所述相变抑制散热板及其内部的所述第一刻蚀槽道31及所述第二刻蚀槽道32尺寸较小时也不存在由于断墨而导致的所述第一刻蚀槽道31及所述第二刻蚀槽道32不通的问题，大大提高了相变抑制散热板的可靠性；同时，本发明的双面平相变抑制散热板的尺寸可以做到很小，便于其在自狭窄空间内的使用。
作为示例，所述第一板材1与所述第二板材2可以通过扩散焊工艺复合在一起。当然，在其他实施例中，所述第一板材1与所述第二板材2之间还可以通过其他的工艺复合在一起，譬如辊压工艺等等。
作为示例，所述热超导管路3的形状为六边形蜂窝状、圆形蜂窝状、四边形蜂窝状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形、纵横交错的网状或其中任一种以上的任意组合。
图2为双面平相变抑制散热板中具有第一刻蚀槽道31的第一板材1的结构示意图，图2中以所述热超导管路3的形状为纵横交错的网状作为示例，即图2中以所述第一刻蚀槽道31的形状为纵横交错的网状作为示例。如图2所示，所述第一板材1的边缘部分及所述纵横交错的所述第一刻蚀槽道31之间的部分均为非管路部分4。需要说明的是，由于所述热超导管路3形成之后需要向所述热超导管路3内充入传热工质，所以在形成所述热超导管路3之后，会在所述双面平相变抑制散热板上形成工艺口5，即亦为充工质口。所述工艺口5可以形成在所述第一板材1上，也可以形成在所述第二板材2上，还可以同时形成在所述第一板材1及所述第二板材2上，本实施例中，以所述工艺口5形成在所述第一板材1上作为示例。所述工艺口5在所述热超导管路3的形状初步形成以后，所述工艺口5通过焊接方式密封，以实现所述热超导管路3的密封，使得所述热超导管路3不与外界导通。
图3为双面平相变抑制散热板中具有第二刻蚀槽道32的第二板材2的结构示意图，图3中以所述热超导管路3的形状为纵横交错的网状作为示例，即图3中以所述第二刻蚀槽道32的形状为纵横交错的网状作为示例。如图3所示，所述第二板材2的边缘部分及所述纵横交错的所述第二刻蚀槽道32之间的部分均为非管路部分4。所述第二刻蚀槽道32与所述第一刻蚀槽道31的形状及位置完全对应，以确保在将所述第一板材1与所述第二板材2复合在一起后，所述第一刻蚀槽道31与所述第二刻蚀槽道32可以形成所述热超导管路3。
作为示例，所述双面平相变抑制散热板的材料(即所述第一板材1及所述第二板材2的材料)应为导热性良好的材料；优选地，本实施例中，所述第一板材1及所述第二板材2的材料均可以为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金、或任一种以上的任意组合。
作为示例，所述第一板材1及所述第二板材2内还均设有通孔6，位于所述第一板材1内的所述通孔6与位于所述第二板材2内的所述通孔6一一对应设置；所述通孔6可以作为所述第一板材1与所述第二板材2的固定孔。
作为示例，所述双面平相变抑制散热板的表面还可以设有通风孔(未示出)或散热翅片(未示出)，以增强所述超薄复合材料相变抑制散热板的散热效果。
实施例二
请参阅图4，本发明还提供一种双面平相变抑制散热板的制造方法，所述制造方法包括：
S1：提供第一板材，在所述第一板材一表面形成第一刻蚀槽道；
S2：提供第二板材，在所述第二板材一表面形成与所述第一刻蚀槽道相对应的第二刻蚀槽道；
S3：将所述第一板材形成有所述第一刻蚀槽道的一面与所述第二板材形成有第二刻蚀槽道的一面贴合并对齐；
S4：将所述第一板材与所述第二板材复合以形成复合板式结构的双面平相变抑制散热板，所述第一刻蚀槽道及所述第二刻蚀槽道共同构成所述双面平相变抑制散热板内的热超导管路；
S5：向所述热超导管路内充入传热工质并密封所述热超导管路。
作为示例，采用刻蚀工艺在所述第一板材的表面形成所述第一刻蚀槽道。
作为示例，采用刻蚀工艺在所述第二板材的表面形成所述第二刻蚀槽道。
作为示例，采用扩散焊工艺将所述第一板材与所述第二板材复合以形成复合板式结构的双面平相变抑制散热板。当然，在其他实施例中，所述第一板材与所述第二板材之间还可以通过其他的工艺复合在一起，譬如辊压工艺等等。
作为示例，所述热超导管路的形状为六边形蜂窝状、圆形蜂窝状、四边形蜂窝状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形、纵横交错的网状或其中任一种以上的任意组合。
本实施例中所述的双面平相变抑制散热板的制造方法制造的双面平相变抑制散热板的结构及特点与实施例一中所述的双面平相变抑制散热板的结构及特点相同，具体可参阅实施例一，此处不再累述。
综上所述，本发明提供一种双面平相变抑制散热板及其制造方法，所述双面平相变抑制散热板为包括第一板材及第二板材的复合板式结构；所述双面平相变抑制散热板的表面均为平面；所述双面平相变抑制散热板内形成有具有特定结构形状的热超导管路；所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质。本发明通过刻蚀形成构成所述热超导管路的刻蚀槽道，不涉及石墨印刷工艺，在所述相变抑制散热板及其内部的槽道尺寸较小时也不存在由于断墨而导致的槽道不通的问题，大大提高了相变抑制散热板的可靠性；同时本发明的制造方法大大降低了工艺成本；本发明的双面平相变抑制散热板的尺寸较小，便于在自狭窄空间内的使用。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种双面平相变抑制散热板，其特征在于，所述双面平相变抑制散热板为包括第一板材及第二板材的复合板式结构；
所述双面平相变抑制散热板的表面均为平面；所述双面平相变抑制散热板内形成有具有特定结构形状的热超导管路；所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质。
2.根据权利要求1所述的双面平相变抑制散热板，其特征在于：所述第一板材的一表面形成有第一刻蚀槽道，所述第二板材的一表面形成有与所述第一刻蚀槽道相对应的第二刻蚀槽道，所述第一刻蚀槽道与所述第二刻蚀槽道共同构成所述热超导管路。
3.根据权利要求1所述的双面平相变抑制散热板，其特征在于：通过刻蚀工艺在所述第一板材的表面形成所述第一刻蚀槽道；通过刻蚀工艺在所述第二板材的表面形成所述第二刻蚀槽道。
4.根据权利要求1所述的双面平相变抑制散热板，其特征在于：所述第一板材与所述第二板材通过扩散焊工艺复合在一起。
5.根据权利要求1所述的双面平相变抑制散热板，其特征在于：所述热超导管路的形状为六边形蜂窝状、圆形蜂窝状、四边形蜂窝状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形、纵横交错的网状或其中任一种以上的任意组合。
6.根据权利要求1所述的双面平相变抑制散热板，其特征在于：所述双面平相变抑制散热板的材料为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金或其中任一种以上的任意组合。
7.根据权利要求1所述的双面平相变抑制散热板，其特征在于：所述第一板材及所述第二板材内还均设有通孔，位于所述第一板材内的所述通孔与位于所述第二板材内的所述通孔一一对应设置。
8.根据权利要求1所述的双面平相变抑制散热板，其特征在于：所述双面平相变抑制散热板表面设有通风孔或散热翅片。
9.一种双面平相变抑制散热板的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：
提供第一板材，在所述第一板材一表面形成第一刻蚀槽道；
提供第二板材，在所述第二板材一表面形成与所述第一刻蚀槽道相对应的第二刻蚀槽道；
将所述第一板材形成有所述第一刻蚀槽道的一面与所述第二板材形成有第二刻蚀槽道的一面贴合并对齐；
将所述第一板材与所述第二板材复合以形成复合板式结构的双面平相变抑制散热板，所述第一刻蚀槽道及所述第二刻蚀槽道共同构成所述双面平相变抑制散热板内的热超导管路；
向所述热超导管路内充入传热工质并密封所述热超导管路。
10.根据权利要求9所述的双面平相变抑制散热板的制造方法，其特征在于：通过刻蚀工艺在所述第一板材的表面形成所述第一刻蚀槽道；通过刻蚀工艺在所述第二板材的表面形成所述第二刻蚀槽道。
11.根据权利要求9所述的双面平相变抑制散热板的制造方法，其特征在于：通过扩散焊工艺将所述第一板材与所述第二板材复合以形成复合板式结构的双面平相变抑制散热板。
12.根据权利要求9所述的双面平相变抑制散热板的制造方法，其特征在于：所述热超导管路的形状为六边形蜂窝状、圆形蜂窝状、四边形蜂窝状、首尾串联的多个U形、菱形、三角形、圆环形、纵横交错的网状或其中任一种以上的任意组合。
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