CN116249308A - 导热结构及其制备方法、散热器及包括散热器的电子设备 - Google Patents

导热结构及其制备方法、散热器及包括散热器的电子设备 Download PDF

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CN116249308A CN202111483825.XA CN202111483825A CN116249308A CN 116249308 A CN116249308 A CN 116249308A CN 202111483825 A CN202111483825 A CN 202111483825A CN 116249308 A CN116249308 A CN 116249308A
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Abstract

本申请涉及散热技术领域，尤其涉及到一种导热结构及其制备方法、散热器及包括散热器的电子设备。导热结构包括导热板和电化学沉积工艺形成的第一毛细结构；所述第一毛细结构设置于所述导热板背离所述热源的一侧；其中，所述第一毛细结构上具有多个孔径不同的介质孔，多个所述介质孔均沿所述第一毛细结构的厚度方向延伸，且多个所述介质孔均贯穿所述第一毛细结构。本申请中的导热结构可以防止出现回液不及时，以及解决高热流密度下温差过高的问题，使导热结构适用性以及散热效果得到提高。

Description

导热结构及其制备方法、散热器及包括散热器的电子设备
技术领域
本申请涉及散热技术领域，尤其涉及到一种导热结构及其制备方法、散热器及包括散热器的电子设备。
背景技术
在通讯行业中，数通芯片、CPU(central processing unit/processor，中央处理器)芯片以及主计算芯片等功耗越来越大，当前芯片的功耗主流是200～600W，且有向800W演进的趋势，进而导致芯片的散热需求越来越高。
目前，业内主要是通过VC(vapour chamber，蒸发腔体、均热板、平板热管)散热器内部工质(通常是去离子水)的相变将芯片高热量扩展，有效降低系统热阻，以提高散热的效率；但是，当VC散热器工作在低温场景中时，水蒸气的阻力急剧增大，或者当VC散热器工作在热流密度过大场景中时，VC散热器内部容易出现回液不及时现象，从而引发干烧问题，导致芯片温度升高。
VC散热器内部的毛细芯作为输运水工质的通道，具有传热传质作用，提供回液驱动力以及增加了液体流动阻力。另一方面，在高热流密度下水工质的相变除了表面蒸发之外，还存在沸腾换热。常规的烧结毛细芯(烧结铜粉/烧结铜网)结构存在毛细驱动力不足或者液体阻力大的缺点，同时沸腾换热系数不高，是高热流密度下VC散热器工作的瓶颈所在。
因此，亟待一种新型的导热结构，以解决上述的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种导热结构、导热结构的制备方法以及散热器，可以防止出现回液不及时的问题，以及解决常规烧结毛细在高热流密度下沸腾换热系数低引起的温差过高问题，使导热结构适用性以及散热效果得到提高。
第一方面，本申请提供了一种导热结构，包括导热板和电化学沉积工艺形成的第一毛细结构，第一毛细结构设置于所述导热板背离热源的一侧，其中，第一毛细结构上具有多个孔径不同的介质孔，多个介质孔均沿第一毛细结构的厚度方向延伸，且多个介质孔均贯穿第一毛细结构。当导热板吸收热源产生的热量，对热源进行降温时，工质在不断吸收导热板传递的热量的过程中会沸腾，且工质沸腾时产生的气泡可以经过第一毛细结构上的介质孔快速的逸出，使工质可以快速的回流，进而降低芯片的温度。
需要说明的是，介质孔的孔径可以为1～250μm，其中，介质孔的孔径具体可以为50μm、120μm以及180μm等，且多个介质孔形成类似蜂窝状，当介质孔的孔径为1～250μm时，工质沸腾时产生的气泡可以快速通过介质孔逸出，有利于提高工质循环的速度。
在一种可能的实施例中，为了提高第一毛细结构的毛细力，可以在多个孔径不同的介质孔中的至少部分介质孔之间设置有用于将相邻的两个介质孔连通的缝隙，其中，该缝隙可以为孔状，且缝隙的直径为0.01～10μm，即缝隙的直径为微米和亚微米，这样，工质在受到高温沸腾时，第一毛细结构中可以形成更的形核位点，进而形成更多的气泡，有利于散热器内部工质的循环，进一步有利于降低导热板与盖板之间的温差。
在一种可能的实施例中，第一毛细结构还包括多个第一连接壁和多个第二连接壁，其中，多个第一连接壁之间，多个孔径不同的介质孔可以由多个第二连接壁之间以及多个第一连接壁和多个第二连接壁之间可以相互连接围成。其中，为了保证工质在沸腾时能够有较多的形核位点，具有较多的气泡，以及第一毛细结构中可以容纳较多的工质，第一连接壁的壁厚可以为20～300μm，第二连接壁的厚度可以为1～20μm。
在一种可能的实施例中，为了使第一连接壁和第二连接壁连接，第一毛细结构还可以包括连接颈，连接颈可以将相邻的第一连接壁、相邻的第二连接壁、以及将相邻的第一连接壁和第二连接壁连接，进而形成第一毛细结构。连接颈的直径可以为0.01～20μm，且所述连接颈的长度和直径的比值小于10。其中，连接颈的设置可以增强第一毛细结构的强度。
在一种可能的实施例中，第一连接壁可以包括多个第一子壁，第一子壁可以呈扁平状或杆状，且第一子壁的形状不限于扁平状和杆状。具体的，当第一子壁呈杆状时，第一子壁的直径为0.1～10μm，所述第一子壁的长度为0.1～10μm；第一子壁呈扁平状时，多个所述第一子壁中，位于端部的所述第一子壁上设置有球体，其中，所述第一子壁的厚度可以为0.1～10μm，所述球体的直径可以为0.01～10μm。
在一种可能的实施例中，第二连接壁可以包括多个第二子壁，第二子壁可以呈扁平状或杆状，且第二子壁的形状不限于扁平状和杆状。具体的，当第二子壁呈杆状时，第二子壁的直径为0.1～10μm，所述第二子壁的长度可以为0.1～10μm；第二子壁呈扁平状时，多个所述第二子壁中，位于第一连接壁的端部的所述第二子壁上还可以设置有球体，其中，所述第二子壁的厚度可以为0.1～10μm，所述球体的直径可以为0.01～10μm。即第二连接壁可以与第一连接壁的结构相同。
在一种可能的实施例中，为了提高导热结构的毛细力，以及使导热结构能够满足150W/cm2的热流密度散热的场景中，第一毛细结构可以将导热板背离热源的一侧全部覆盖。
在一种可能的实施例中，导热板可以包括核心区和非核心区，核心区用于和热源对应，第一毛细结构至少覆盖核心区；导热结构还可以包括第二毛细结构，且第二毛细结构可以设置在非核心区背离热源的一侧第二毛细结构可以与第一毛细结构至少部分的重合。其中，第一毛细结构和第二毛细结构重合，可以使第一毛细结构中的工质在沸腾后，第二毛细结构中工质可以快速的补充到第一毛细结构中，更加的有利于工质的回流。
需要说明的是，第二毛细结构与所述第一毛细结构重合区域的长度可以为1～5mm。
在一种可能的实施例中，所述第一毛细结构的厚度可以为0.3～1.8mm，所述第二毛细结构的厚度可以为0.5～1.0mm。以保证第一毛细结构中和第二毛细结构中工质流动的阻力以及工质的换热系数在适当的范围中。
需要说明的是，上述任一技术方案中的导热结构可以应用于VC散热器、环路热管散热器或虹吸管散热器中，导热结构还可以应用于其他种类的散热器中，此处不进行列举。
第二方面，本申请还提供了一种导热结构的制备方法，包括：获得导热板；去除导热板的表面的杂质；配置电沉积溶液；通过电化学沉积工艺在去除杂质后的导热板形成第一毛细结构；其中，第一毛细结构上具有多个孔径不同的介质孔，多个介质孔均沿第一毛细结构的厚度方向延伸，且多个介质孔均贯穿第一毛细结构。
采用上述的方式形成导热结构的过程中，电沉积溶液中的氢离子和铜离子均需要得到电子，其中，氢离子在得电子后会形成氢气泡，铜离子得到电子形成铜晶枝，铜晶枝会不断的沉积到导热板上，氢气泡在逸出的过程中会在铜晶枝上形成多个通孔(介质孔)，以在导热板上形成第一毛细结构，该第一毛细结构具有多个孔径不同的介质孔，多个介质孔沿形成第一毛细结构的厚度方向延伸，且贯穿第一毛细结构，以使工质沸腾时所生成的气泡能够经过介质孔快速的逸出，以使导热结构能够对更高功率的热源换进行散热。
需要说明的是，通过电化学沉积工艺在去除杂质后的导热板形成第一毛细结构的步骤具体可以包括：将去除杂质后的导热板和电沉积溶液放入电沉积槽中；在电沉积槽上设置与导热板的核心区相对的阳极板；在设定时长内，对电沉积液中通入恒定的电流；在电沉积液中取出导热板进行水洗，并烘干，使导热板上形成第一毛细结构。
其中，设定的时长可以为5～15min，恒定电流可以为0.3～1.0A/cm2。
配置电沉积溶液的步骤包括：将硫酸铜和硫酸按照一定比例混合，以形成电沉积溶液；具体的，还可以在硫酸铜和硫酸形成的溶液中添加添加剂，添加剂具体可以为微量的氯化钠、十二烷基酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
第三方面，本申请还提供了一种导热结构的制备方法，包括：获得导热板；去除所述导热板的非核心区的杂质，在所述非核心区烧结第二毛细结构；去除导热板的核心区的表面的杂质；配置电沉积溶液；通过电化学沉积工艺在去除杂质后的导热板形成第一毛细结构；其中，第一毛细结构上具有多个孔径不同的介质孔，多个介质孔均沿第一毛细结构的厚度方向延伸，且多个介质孔均贯穿第一毛细结构。
采用上述的方式形成导热结构的过程中，电沉积溶液中的氢离子和铜离子均需要得到电子，其中，氢离子在得电子后会形成氢气泡，铜离子得到电子形成铜晶枝，铜晶枝会不断的沉积到导热板上，氢气泡在逸出的过程中会在铜晶枝上形成多个通孔(介质孔)，以在导热板上形成第一毛细结构，该第一毛细结构具有多个孔径不同的介质孔，以使工质沸腾时所生成的气泡能够经过介质孔快速的逸出，以使导热结构能够对更高功率的热源换进行散热。
需要说明的是，通过电化学沉积工艺在去除杂质后的导热板形成第一毛细结构的步骤具体可以包括：将去除杂质的所述导热板和所述电沉积溶液放入电沉积槽中；在所述电沉积槽上设置与所述导热板的核心区相对的阳极板；在设定时长内，对所述电沉积液中通入恒定的电流；在电沉积液中取出导热板进行水洗，并烘干，使核心区上形成第一毛细结构。
其中，设定的时长可以为5～15min，恒定电流可以为0.3～1.0A/cm2。
在一种可能的实施例中，配置电沉积溶液的步骤包括：将硫酸铜、硫酸和纯水按照一定比例混合，以形成电沉积溶液；具体的，还可以在硫酸铜、硫酸和纯水形成的溶液中添加微量的氯化钠、十二烷基酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
在一种可能的实施例中，为了保证在导热板的核心区沉积的第一毛细结构可以与导热板上的非核心区上的第二毛细结构有重合区域，导热板的核心区的面积与阳极板的面积比可以为1:0.8～1:10。
第四方面，本申请还包括一种散热器，包括盖板、支撑柱和上述任一技术方案中的导热结构，其中，盖板朝向导热结构的一侧可以设置有第三毛细结构，支撑柱的一端可以穿过第三毛细结构与盖板连接，支撑柱的另一端与导热结构连接；其中，导热结构可以包括导热板和第一毛细结构，导热板上具有用于与热源对应的核心区，第一毛细结构位于导热板背离热源的一侧，第一毛细结构至少覆盖导热板的核心区，第一毛细结构上具有多个孔径不同的介质孔，每个介质孔均沿第一毛细结构的厚度方向延伸，且每个介质孔均贯穿第一毛细结构。当散热器对热源进行散热时，热源产生的热量传导至导热板的核心区，核心区的温度升高，位于第一毛细结构中的工质受热沸腾，沸腾的工质生产的气泡可以快速的通过第一毛细结构上的介质孔，以使高温的工质快速的到达盖板区，从而提高工质沸腾的换热系数、以及散热器内部回液的速度，保证散热器在工作时，导热板与盖板之间的温差较低，进而提高散热器的散热效果，防止热源出现干烧，导致热源温度升高的问题产生。
可选的，第一毛细结构可以将导热板背离热源的一侧全部覆盖；导热结构上也可以包括第二毛细结构，第二毛细结构将导热板非核心区的区域覆盖，第一毛细结构仅覆盖核心区以及核心区周边的区域。
第五方面，本申请还提供了一种电子设备，包括壳体和设置于壳体中的上述任一方案中的散热器和热源，其中，电子设备还可以包括其他的部件，其他的部件具体的种类可以根据电子设备具体为何种电子设备进行界定，此处不进行列举。采用上述任一方案中的散热器可以使电子设备具有良好的散热能力。其中，热源可以为芯片、流通部件、双工器、功率放大器、发射机或电源模块，电子设备可以为数通电子设备、路由器、无线基站以及服务器等。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种散热器的爆炸图；
图2为本申请实施例中一种导热结构的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种散热器的局部示意图；
图4为本申请实施例中又一种导热结构的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的导热结构中第一毛细结构在100μm分辨率下的微观形态；
图6为本申请实施例提供的导热结构中第一毛细结构在2μm分辨率下的微观形态；
图7为本申请实施例提供的导热结构的一种流程图；
图8为本申请实施例提供的导热结构的又一种流程图；
图9为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
附图标记：
1-散热器；2-壳体；10-导热板；11-第一凹槽；12-核心区；20-第一毛细结构；21-介质孔；22-第一连接壁；23-第二连接壁；24-连接颈；25-缝隙；30-支撑柱；40-盖板；50-第三毛细结构；60-粉环；70-第二毛细结构；80-热源；90-重合区域。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
现有技术的VC中的毛细结构是通过烧结铜粉或者烧结铜网结构，还有少量的铜网和铜粉混合烧结在一起的结构。此类型的铜粉、铜网、粉网混合烧结结构，一般是通过高温(大于等于900℃)条件，使原本彼此分离的粉末/铜丝网相互连接形成牢固结构。
但是，采用上述的方式烧结形成的毛线结构存在下列的不足：
第一点：毛细力与渗透率存在矛盾，难以协调。例如，选用常规的小于等于250目铜粉或者铜网烧结形成的毛细，孔隙结构大小相对均一，孔径大于10μm，毛细力小于2000Pa，回液驱动力不足。而若选用更细小的粉末或者铜丝网烧结形成毛细，减小孔径提高了毛细力，但会导致渗透率过大即回液的阻力大。
第二点：烧结铜粉以及烧结铜网的毛细结构中，高热流场景形成的气泡从内向外脱离的路径曲折致使气泡脱离困难，从而在高热流场景中相应的沸腾换热系数不高。
为了解决上述的问题，本申请提供了一种导热结构。以防止出现回液不及时的问题，以解决常规烧结毛细在高热流密度下沸腾换热系数低引起的温差过高问题，使导热结构适用性以及散热效果得到提高。
以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
参照图1和图2，图2中虚线箭头为第一毛细结构20的厚度方向，本申请提供了一种散热器，散热器1可以包括盖板40、导热结构和多个支撑柱30，多个支撑柱30可以设置于盖板40和导热结构之间，且多个支撑柱30的两端分别与盖板40和导热结构连接；其中，导热结构可以包括导热板10和电化学沉积工艺形成的第一毛细结构20，导热板10上设置有用于与热源80对应的核心区12，第一毛细结构20设置于导热板10远离热源80的一侧，第一毛细结构20将导热板10背离热源80的一侧全部覆盖，第一毛细结构20上具有多个孔径不同的介质孔，多个介质孔均沿第一毛细结构20的厚度方向延伸，且多个介质孔均贯穿第一毛细结构20。当散热器1对热源80进行散热时，热源80产生的热量传导至导热板10的核心区12，核心区12的温度升高，位于第一毛细结构20中的工质受热沸腾，沸腾的工质生产的气泡可以快速的通过第一毛细结构20上的介质孔，以使高温的工质快速的到达盖板40，从而提高工质沸腾的换热系数、以及散热器1内部回液的速度，保证散热器1在工作时，导热板10与盖板40之间的温差较低，进而提高散热器1的散热效果，防止热源出现干烧的问题产生。
需要说明的是，上述的散热器1可以应用于热源80的热流密度达到150W/cm2的场景中。另外，在具体设置导热板10和盖板40时，在导热板10上可以设置有第一凹槽11，第一凹槽11的开口朝向盖板40，第一毛细结构20位于第一凹槽11中；在盖板40上可以设置有第二凹槽(图1未显示)，第二凹槽的开口朝向导热板10，第二凹槽中可以设置有第三毛细结构50，第三毛细结构50与第一毛细结构20对应，且第一毛细结构20和第三毛细结构50上均设置有用于支撑柱30穿过的通孔，在将导热板10和盖板40连接时，可以将第一凹槽11的侧壁与第二凹槽的侧壁固定连接。其中，设置于第一毛细结构20和设置于第三毛细结构50上的通孔一一对应设置，且设置于第一毛细结构20和设置于第三毛细结构50上的通孔可以均匀分布。
在上述的实施例中，散热器1中还可以包括多个粉环60，每个支撑柱30上均套设有粉环60，且粉环60位于第一毛细结构20和第三毛细结构50之间，粉环60的厚度即为第一毛细结构20和第三毛细结构50之间的间距；其中，在盖板40上冷凝的工质经过第三毛细结构50中孔洞后沿着粉环60的外壁进入到第一毛细结构20，此过程中，粉环60可以起到的引流的作用。
参照图1、图3和图4本申请还提供了另一种散热器，可以包括盖板40、导热结构和多个支撑柱30，多个支撑柱30可以设置于盖板40和导热结构之间，且多个支撑柱30的两端分别与盖板40和导热结构连接；其中，导热结构可以包括导热板10、第一毛细结构20和第二毛细结构70，其中，第一毛细结构20由电化学沉积工艺形成的，导热板10上设置有用于与热源80对应的核心区12，第一毛细结构20和第二毛细结构70均设置在导热板10背离热源80的一侧，第一毛细结构20与核心区12对应，第二毛细结构70与核心区12以外的区域对应(非核心区)，第一毛细结构20上具有多个孔径不同的介质孔，多个介质孔均沿第一毛细结构20的厚度方向延伸，且多个介质孔均贯穿第一毛细结构20。当散热器对热源80进行散热时，热源80产生的热量传导至导热板10的核心区12，核心区12的温度升高，位于第一毛细结构20中的工质受热沸腾，沸腾的工质生产的气泡可以快速的通过第一毛细结构20上的介质孔，以使高温的工质快速的到达盖板40区，从而提高工质沸腾的换热系数、以及散热器内部回液的速度，保证散热器在工作时，导热板10与盖板40之间的温差较低，进而提高散热器的散热效果，防止热源出现干烧，导致热源的温度过高的问题产生。
需要说明的是，在上述的散热器中，沸腾的工质可以通过第一毛细结构20上的介质孔快速的穿过第一毛细结构20，可以提高工质沸腾换热系数的50％；而且上述的散热器可以应用于热源80的热流密度达到100W/cm2的场景中，且导热板10与盖板40之间的均温温度的值降低3～8℃；在具体设置导热板10和盖板40时，在导热板10上可以设置有第一凹槽11，第一凹槽11的开口朝向盖板40，第一毛细结构20和第二毛细结构70位于第一凹槽11中；在盖板40上可以设置有第二凹槽，第二凹槽的开口朝向导热板10，第二凹槽中可以设置有第三毛细结构50，第三毛细结构50分别与第一毛细结构20和第二毛细结构70相对应，且第一毛细结构20、第二毛细结构70和第三毛细结构50上均设置有用于支撑柱30穿过的通孔，在将导热板10和盖板40连接时，可以将第一凹槽11的侧壁与第二凹槽的侧壁固定连接。其中，在导热板10上，第一毛细结构20可以呈矩形、圆形或菱形等形状，且第一毛细结构20可以被第二毛细结构70所包裹。
在上述的实施例中，第二毛细结构70和第三毛细结构50的结构可以相同。另外，为了保证第一毛细结构20内部工质的回流，第一毛细结构20和第二毛细结构70至少部分可以重合，以使设置在导热板10上的第一毛细结构20和第二毛细结构70之间连通。
需要说明的是，第一毛细结构20与第二毛细结构70重合区域90的长度可以为1～5mm。另外，第二毛细结构70的厚度可以为0.5～1.0mm，第二毛细结构70中工质的流动的阻力和第二毛细结构70的厚度成反比，即第二毛细结构70的厚度增加，第二毛细结构70中工质的流动阻力即减小，但是，第二毛细结构70的厚度增加，第二毛细结构70和第三毛细结构50之间的间隙减小，此时，工质流到间隙时，空气的阻力会增加；另外，若第二毛细结构70的厚度越厚，工质沸腾的换热系数就会越小，因此，第二毛细结构70的厚度在0.5～1.0mm之间，可以保证第二毛细结构70中工质流动的阻力以及工质的换热系数在适当的范围中。
在一种可能的实施例中，散热器中还包括多个粉环60，每个支撑柱30上均套设有粉环60，且粉环60位于第一毛细结构20和第三毛细结构50之间以及第二毛细结构70与第三毛细结构50之间，粉环60的厚度即为第一毛细结构20和第三毛细结构50之间的间距以及第二毛细结构70与第三毛细结构50之间的距离；其中，在盖板40上冷凝的工质经过第三毛细结构50中孔洞后沿着粉环的外壁进入到第一毛细结构20以及第二毛细结构70中，此过程中，粉环可以起到的引流的作用。
在上述的实施例中，第一毛细结构20的厚度可以为0.3～1.8mm，第一毛细结构20厚度的设置原理与第二毛细结构70的设置原理相同。
下面对上述的第一毛细结构进行详细的说明：
参照图5和图6，第一毛细结构20上的介质孔21的孔径可以为1～250μm，多个大小不同的介质孔21可以形成类似蜂窝的形状；其中，由于介质孔21的孔径为1～250μm，第一毛细结构20中的工质在沸腾时产生的气泡可以快速的经过介质孔21逸出，有利于提高工质循环的速度；当介质孔21的孔径小于1μm时，由于介质孔21的孔径较小，工质沸腾时产生的气泡则很难通过介质孔21脱离；当介质孔21的孔径大于250μm时，由于介质孔21的孔壁比较薄，使得工质沸腾时的有效气泡形核位点数量降低，从而可有效降低形成的气泡数量，进而使盖板40与导热板10之间的温度会出现较大的差值，即增加了过热度，散热器则无法对热源进行有效的散热。
在一种可能的实施例中，多个孔径不同的介质孔21中的至少部分介质孔21之间设置有用于将相邻的两个介质孔21连接的缝隙25，其中，缝隙25可以呈孔状，且缝隙25的直径可以为0.01～10μm。在部分相邻的两个介质孔21之间设置有缝隙25，可以有效的提高第一毛细结构20的毛细力，且当第一毛细结构20将导热板10背离热源80的一侧全部覆盖时，第一毛细结构20的毛细力可以提升50％。
需要说明的是，缝隙25的直径可以为0.01～10μm，即缝隙25的直径为微米和亚微米，这样，在工质受到的高温沸腾时，可以在第一毛细结构20中形成更多的形核位点，进而形成更多的气泡，有利于散热器内部工质的循环，进一步利于降低导热板10与盖板40之间的温差；当缝隙25的直径小于0.01μm时，则经过缝隙时，液体受到的阻力过大；当缝隙25的直径大于10μm时，则第一毛细结构20的毛细力降低，且缝隙25的直径大于10μm，气泡的形核位点会减小，工质沸腾时的气泡量会减少，从而会导致导热板10与盖板40之间的温差增加，进而会使散热器能够适用的热流密度降低。
在上述的实施例中，第一毛细结构20可以包括多个第一连接壁22和多个第二连接壁23，其中，多个第一连接壁22之间、多个第二连接壁23之间以及多个第一连接壁22和多个第二连接壁23之间可以相互连接，以形成上述的多个孔径不同的介质孔21。其中，为了保证工质在沸腾时能够有较多的形核位点，具有较多的气泡，以及第一毛细结构20中可以容纳较多的工质，第一连接壁22的壁厚可以为20～300μm，第二连接壁23的厚度可以为1～20μm；若第一连接壁22和第二连接壁23的壁厚小于1μm，则连接壁的壁厚过薄，不仅会导致第一毛细结构20的强度降低，而且工质在沸腾时产生的形核位点数量会急剧减少，导致工质沸腾时产生的气泡减小，降低散热器的性能；当连接壁的壁厚大于300μm时，则会减小第一毛细结构20中介质孔21的孔径，导致第一毛细结构20中可以容纳的工质的量减小，进而导致散热器的散热的能力降低。
在一种可能的实施例中，第一毛细结构20还包括连接颈24，其中，连接颈24可以将相邻的第一连接壁22、相邻的第二连接壁23以及相邻的第一连接壁22和第二连接壁23之间连接，使各个连接壁之间连接的稳定性更强，从而提高第一毛细结构20的强度。具体而言，连接颈24的直径可以为0.01～20μm，且连接颈24的长度和直径的比值小于10。
在上述的实施例中，第一连接壁22可以包括多个第一子壁，第一子壁可以呈扁平状或杆状，但是，第一子壁的形状不限于扁平状和杆状。具体来说，当第一子壁呈杆状时，第一子壁的直径可以为0.1～10μm，第一子壁的长度可以为0.1～10μm，多个第一子壁可以叠层设置，形成第一连接壁；第一子壁呈扁平状时，多个第一子壁中，位于第一连接壁22端部的第一子壁上设置有球体，其中，第一子壁的厚度可以为0.1～10μm，球体的直径可以为0.01～10μm。
需要说明的是，第二连接壁23与第一连接壁22的结构相同，此处不在进行赘述。
在上述的实施例中，导热板的材质可以是铜、铝、铁、镍或者银等金属单质或者是合金，热源可以为芯片。
基于上述图1、图2、图5和图6所示实施例提出的散热器、导热结构以及第一毛细结构的结构示意图，本申请还提供了上述一种散热器中的导热结构的制备方法，参照图7，包括如下的步骤：
S10：获得导热板；
S20：去除导热板的表面的杂质；
S30：配置电沉积溶液；
配置电沉积溶液的步骤可以包括：将硫酸铜、硫酸和纯水按照一定比例混合，以形成电沉积溶液；在将硫酸铜、硫酸和纯水按照一定比例混合时，还可以形成的溶液中添加微量的氯化钠、十二烷基酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种，以提高沉积的效果。
S40：通过电化学沉积工艺在去除杂质后的所述导热板形成第一毛细结构。
通过电化学沉积工艺在去除杂质后的所述导热板形成第一毛细结构的步骤可以包括：将去除杂质后的导热板和电沉积溶液放入电沉积槽中；在电沉积槽上设置与导热板的核心区相对的阳极板；在设定时长内，对电沉积液通入恒定的电流；在电沉积液中取出导热板进行水洗，并烘干，使导热板上形成第一毛细结构。
其中，第一毛细结构上具有多个孔径不同的介质孔，多个介质孔均沿第一毛细结构的厚度方向延伸，且多个介质孔均贯穿第一毛细结构。
采用上述的方式形成导热结构的过程中，电沉积溶液中的氢离子和铜离子均需要得到电子，其中，氢离子在得电子后会形成氢气泡，铜离子得到电子形成铜晶枝，铜晶枝会不断的沉积到导热板上，氢气泡在逸出的过程中会在铜晶枝上形成多个通孔(介质孔)，以在导热板上形成第一毛细结构，该第一毛细结构具有多个孔径不同的介质孔，多个介质孔沿形成第一毛细结构的厚度方向延伸，且贯穿第一毛细结构，以使工质沸腾时所生成的气泡能够经过介质孔快速的逸出，以使导热结构能够对更高功率的热换进行散热。
需要说明的是，设定的时长可以为5～15min，恒定电流可以为0.3～1.0A/cm2。
在一种可能的实施例中，可以在上述的导热结构的制备方法基础上制备一种散热器，具体的，去除导热板的表面的杂质的步骤前增加将金属板冲压形成盖板，并将盖板进行清洗后，在盖板上烧结第三毛细结构；并在取出导热板进行水洗，并烘干，导热板上形成第一毛细结构的步骤后增加将支撑柱放置在导热板背离热源的一侧，并使支撑柱穿过第一毛细结构以及第三毛细结构，将盖板与导热板扣合，将盖板与导热板送入到扩散焊炉，使盖板与导热板焊接密封，然后在经过焊接注液管、高温还原、注液以及除气的步骤，以形成一种散热器。
基于上述图3到图6所示实施例提出的散热器、导热结构以及第一毛细结构的结构示意图，本申请还提供了上述另一种散热器中的导热结构的制备方法，参照图8，包括如下的步骤：
S100：获得导热板；
S200：去除导热板的非核心区的杂质，在非核心区烧结第二毛细结构；
S300：去除导热板的核心区的表面的杂质；
S400：配置电沉积溶液；
配置电沉积溶液的步骤可以包括：将硫酸铜、硫酸和纯水按照一定比例混合，以形成电沉积溶液；在将硫酸铜、硫酸和纯水按照一定比例混合时，还可以形成的溶液中添加微量的氯化钠、十二烷基酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或多种，以提高沉积的效果；
S500：通过电化学沉积工艺在去除杂质后的所述导热板形成第一毛细结构。
通过电化学沉积工艺在去除杂质后的所述导热板形成第一毛细结构的步骤可以包括：将去除杂质后的导热板和电沉积溶液放入电沉积槽中；在电沉积槽上设置与导热板的核心区相对的阳极板；在设定时长内，对电沉积液通入恒定的电流；在电沉积液中取出导热板进行水洗，并烘干，使导热板上形成第一毛细结构。
其中，第一毛细结构上具有多个孔径不同的介质孔，多个介质孔均沿第一毛细结构的厚度方向延伸，且多个介质孔均贯穿第一毛细结构。
在设置阳极板时，为了保证在导热板的核心区沉积的第一毛细结构可以与导热板上的非核心区上的第二毛细结构有重合区域，导热板的核心区的面积与阳极板的面积比为1:0.8～1:10；
采用上述的方式形成导热结构的过程中，电沉积溶液中的氢离子和铜离子均需要得到电子，其中，氢离子在得电子后会形成氢气泡，铜离子得到电子形成铜晶枝，铜晶枝会不断的沉积到导热板上，氢气泡在逸出的过程中会在铜晶枝上形成多个通孔(介质孔)，以在导热板上形成第一毛细结构，该第一毛细结构具有多个孔径不同的介质孔，多个介质孔沿形成第一毛细结构的厚度方向延伸，且贯穿第一毛细结构，以使工质沸腾时所生成的气泡能够经过介质孔快速的逸出，以使导热结构能够对更高功率的热换进行散热。
需要说明的是，设定的时长可以为5～15min，恒定电流可以为0.3～1.0A/cm2。
在一种可能的实施例中，可以在上述的导热结构的制备方法基础上制备另一种散热器，具体的，去除所述导热板的非核心区的杂质，在所述非核心区烧结第二毛细结构的步骤前增加将金属板冲压形成盖板，并将盖板进行清洗后，在盖板上烧结第三毛细结构；在去除所述导热板的非核心区的杂质，在所述非核心区烧结第二毛细结构的步骤后增加将支撑柱放置在导热板背离热源的一侧，并使支撑柱穿过第一毛细结构以及第三毛细结构，将盖板与导热板扣合，将盖板与导热板送入到扩散焊炉，使盖板与导热板焊接密封，然后在经过焊接注液管、高温还原、注液以及除气的步骤，以形成一种散热器。
为了更好的说明本申请中的第一毛细结构的性能，下面参照表1，在等厚度、等宽度和等长度的条件下，对比第一毛细结构与烧结铜粉和烧结铜网的各项参数。
表1
毛细结构 毛细力 渗透率 毛细力*渗透率/N
烧结铜粉 1300～2000Pa 3～7E-11㎡ 0.8～1.2E-7
烧结铜网 1100～1700Pa 3～10E-11㎡ 0.8～1.8E-7
第一毛细结构 3000～5500Pa 3～7E-11㎡ 1.8～2.2E-7
根据表1可知，本申请中的第一毛细结构的毛细力明显高于烧结铜粉和烧结铜网形成的毛细结构的毛细力。因此，当导热结构包括第一毛细结构时，导热结构即可以具有较大的毛细力，从而为导热结构中的工质提供较大的驱动力，进而提高导热结构的散热能力。
继续参照图9，本申请还提供了一种电子设备，电子设备可以为数通电子设备、路由器、无线基站以及服务器等，电子设备可以包括壳体2和上述任一技术方案中的散热器1和热源80，根据电子设备具体的种类，电子设备还可以包括其他的部件，此处不进行列举。其中，热源80可以为芯片、流通部件、双工器、功率放大器、发射机或电源模块(不限于芯片、流通部件、双工器、功率放大器、发射机或电源模块)，芯片、流通部件、双工器、功率放大器、发射机或电源模块可以设置于壳体，且与设置于壳体2的散热器1导热连接，当热源80工作时，产生的热量可以传导致散热器1的导热板12中，位于导热板12一侧的第一毛细结构20中的工质受热沸腾，沸腾的工质生产的气泡可以快速的通过第一毛细结构20上的介质孔，以使高温的工质快速的到达盖板40，从而提高工质沸腾的换热系数、以及散热器1内部回液的速度，提高散热器1的散热，防止热源出现干烧的问题产生，提高电子设备工作的稳定性。以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种导热结构，其特征在于，包括：
导热板；
电化学沉积工艺形成的第一毛细结构，所述第一毛细结构设置于所述导热板背离热源的一侧；
其中，所述第一毛细结构上具有多个孔径不同的介质孔，多个所述介质孔均沿所述第一毛细结构的厚度方向延伸，且多个所述介质孔均贯穿所述第一毛细结构。
2.根据权利要求1所述的导热结构，其特征在于，所述介质孔的孔径为1～250μm。
3.根据权利要求1或2所述的导热结构，其特征在于，所述多个孔径不同的介质孔中的至少部分所述介质孔之间设置有用于将相邻的两个所述介质孔连通的缝隙。
4.根据权利要求3所述的导热结构，其特征在于，所述第一毛细结构还包括多个第一连接壁和多个第二连接壁；所述多个孔径不同的介质孔由多个所述第一连接壁之间、多个所述第二连接壁之间、以及多个所述第一连接壁和多个所述第二连接壁之间相互连接围成。
5.根据权利要求4所述的导热结构，其特征在于，所述缝隙包括第一缝隙和第二缝隙，所述第一缝隙设置于所述第一连接壁，所述第一缝隙沿所述第一连接壁的厚度方向延伸，且贯穿所述第一连接壁，所述第二缝隙设置于所述第二连接壁，所述第二缝隙沿所述第二连接壁的厚度方向延伸，且贯穿所述第二连接壁。
6.根据权利要求4或5所述的导热结构，其特征在于，所述第一毛细结构还包括连接颈，所述连接颈用于将相邻的所述第一连接壁、相邻的所述第二连接壁以及将所述第一连接壁和所述第二连接壁连接。
7.根据权利要求4至6任一项所述的导热结构，其特征在于，所述第一连接壁包括多个第一子壁，所述第一子壁呈扁平状或杆状。
8.根据权利要求7所述的导热结构，其特征在于，当所述第一子壁呈扁平状时，多个所述第一子壁中，位于所述第一连接壁的端部的所述第一子壁上设置有球体。
9.根据权利要求1至8任一项所述的导热结构，其特征在于，所述第一毛细结构覆盖所述导热板。
10.根据权利要求1至8任一项所述的导热结构，其特征在于，所述导热板包括核心区和非核心区，所述核心区与所述热源对应，所述第一毛细结构至少覆盖所述核心区；所述导热结构还包括第二毛细结构，所述第二毛细结构设置于所述导热板背离所述热源的一侧，且所述第二毛细结构与所述第一毛细结构至少部分重合。
11.一种用于制备导热结构的制备方法，其特征在于，包括：
获得导热板；
去除所述导热板的表面的杂质；
配置电沉积溶液；
通过电化学沉积工艺在去除杂质后的所述导热板形成第一毛细结构；
其中，所述第一毛细结构上具有多个孔径不同的介质孔，多个所述介质孔均沿所述第一毛细结构的厚度方向延伸，且多个所述介质孔均贯穿所述第一毛细结构。
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述配置电沉积溶液包括：将硫酸、硫酸铜和纯水混合。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述配置电沉积溶液还包括：在硫酸和硫酸铜的混合液中加入氯化钠、十二烷基酸钠和十二烷基硫酸钠中的一种或几种。
14.一种散热器，其特征在于，包括盖板和如权利要求1至10任一项所述的导热结构，所述盖板与所述导热板之间设置有支撑柱，所述盖板与所述导热板固定连接。
15.一种电子设备，其特征在于，包括壳体和如权利要求14所述的散热器，所述散热器设置于所述壳体中。
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