CN202025742U - 一种改进型导热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种改进型导热装置，其具有由上板和下板构成的腔体，所述腔体填充有工作流体，所述上板与下板之间设有支撑柱以及焊接上板和下板的片式焊料，下板内表面附着一层由金属粉末烧结而成的烧结层，其中：于所述支撑柱外围套设一由金属粉末烧结而成的烧结套。本实用新型在支撑柱外围套设与下板内表面的烧结层同样由金属粉末烧结而成的烧结套，利用烧结套中的毛细结构加强对冷凝在上板内表面的工作液体的吸收，并迅速回流至烧结层以及下板凹部，改变传统需经过上、下板边缘后方回流的回流方式，大大缩短回流路程，因此有利于提高工作液体的运输能力以及提高热传导效率。

Description

一种改进型导热装置

技术领域：

本实用新型涉及导热装置技术领域，尤其涉及电子晶片的散热装置，特指一种改进型导热装置。

背景技术：

随着电子芯片技术的快速发展，电子设备的散热问题变得越来越重要。目前电子芯片的发热有以下几个显著的特点：

(1)局部热流密度越来越大，热量容易在局部发生聚焦，导致局部温度过高；

(2)热流密度分布不均，高热流密度通常仅仅局限在很小的范围内。

(3)在电子设备启动过程中，容易出现瞬时功率“飙升”，烧坏电子设备。

所以解决电子设备冷却的关键是如何快速将热量导出，减少局部温度过高，防止出现热点而导致设备故障。为此业内人士陆续开发了vapor chamber，并将其与散热器组合，以有效的解决现阶段散热问题。

一般公知的vapor chamber(如图1所示)，由壳体A、烧结层B、支撑柱C、以及工作流体D所组成。该壳体A包含下壳板A1以及封合该下壳板的上壳板A2，该烧结层B烧结于该壳体A内，且上下壳板均有烧结；该支撑柱C置于该间隙空间中，用以支撑该壳体A；最后将该下壳板A1、上壳板A2四边焊接接合，并灌注所需的工作流体D后，对内部抽真空，形成该vapor chamber。

上述vapor chamber使用时，在其一面例如上壳板A2设置多个散热鳍片，另一面A1则贴附于发热元件表面，使下壳板表面接触的工作流体受热蒸发，蒸汽经由壳体的缝隙，流至与上壳板A2表面接触的烧结层内，以将热量传递至散热鳍片E中，从而进行发热元件的散热。

然而上述vapor chamber的该工作流体D在上壳板散热凝结后，需经过上壳板烧结层边缘回流到下壳板烧结层，再由下壳板烧结层回流到热源位置，以实现循环，其间的热传导路径相当长，因此导致该vapor chamber的效率低下，进而影响该发热元件的导热效能。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术的上述不足之处，提供一种能加快冷凝后的工作流体回流、提高热传导效率的改进型导热装置。

本实用新型实现其目的采用的技术方案是：一种改进型导热装置，具有由上板和下板构成的腔体，所述腔体填充有工作流体，所述上板与下板之间设有支撑柱以及焊接上板和下板的片式焊料，下板内表面附着一层由金属粉末烧结而成的烧结层，其中：于所述支撑柱外围套设一由金属粉末烧结而成的烧结套，该烧结套的上下端面分别与所述上板内表面和下板的烧结层接触。

所述片式焊料呈网格状并具有与所述支撑柱对应的结点。

所述下板内表面具有一凹部。

所述上板外表面附有散热鳍片。

本实用新型采用上述结构后，在支撑柱外围套设与下板内表面的烧结层同样由金属粉末烧结而成的烧结套，利用烧结套中的毛细结构加强对冷凝在上板内表面的工作液体的吸收，并迅速回流至烧结层以及下板凹部，改变传统需经过上、下板边缘后方回流的回流方式，大大缩短回流路程，因此有利于提高工作液体的运输能力以及提高热传导效率。

附图说明：

图1是一种现有导热板的结构原理图；

图2是本实用新型的立体结构示意图；

图3是本实用新型的结构原理图；

图4是图3中a处的局部放大图。

图1、图3、图4中，

代表蒸汽流动方向，

代表液体流动方向。

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步说明。

如图2所示，本实用改进型导热装置在制作前，包括上板1、下板2、支撑柱3和片式焊料4，其中下板2的内表面附着一层烧结层21，该烧结层21由金属粉末烧结而成，具有毛细结构；支撑柱3下端较整个主体稍大，有利于起到支撑作用，且下端被埋入烧结层21中，位置固定；片式焊料4呈网格状并具有与所述支撑柱3对应的结点41，其通过冲压设备冲压呈网格状，可以尽量减少其用量，焊料熔化后对整个导热装置的影响最小，同时又通过设置与支撑柱3对应的结点41来确保上板与支撑柱焊接稳定。

本实用新型的主要改进之处在于：在支撑柱3的外围增设一烧结套5，该烧结套5同样由金属粉末烧结而成，因此同样具有毛细结构，呈圆环形，其上下端面分别与所述上板1内表面和下板2的烧结层21接触。结合图3所示，本实用改进型导热装置通过高温焊接后，上板1、下板2、支撑柱3、烧结套5焊接为一体，烧结套5上、下端面分别与上板1内表面以及下板2上的烧结层21接触，上板1与下板2之间形成腔体10，通过预留的端口对腔体10内抽真空并注入工作流体100，再密封形成导热装置。

再结合图3、图4所示，本实用新型工作原理如下：当下板2与热源接触后，下板2温度升高使其内部的工作流体100蒸发，吸收热量，蒸汽沿上板1与下板2之间的空隙流动，直接遇到温度低上板1，上板1吸收热量并向外散发，而蒸汽放热冷凝并附着在上板1的内表面，此时由于烧结套5与上板1接触，通过其毛细结构将冷凝的工作流体快速吸收并回流至下方的烧结层21以及下板2，因此加速了工作流体的回流，加快热量传导，提高导热效率。

此外，本实用新型还有如下改进，所述下板2内表面具有一凹部20，即下板2外表面突出，有利于与外接热源接触安装，同时有助于工作流体回流集中。所述上板1外表面附有散热鳍片11，有助于热量快速散发，提高散热效率。

综上所述，本实用新型与现有的导热板相比，具有以下优点：

1.本实用新型只有下板内侧有烧结层，上板无烧结层，有效地减少了热传时的热阻，同时简化了制程并节约成本；

2.本实用新型的支撑柱下端部略大并埋在烧结层内，位置固定，并能承受一定拉力，并利于批量生产；

3.本实用新型支撑柱上各套有由金属粉末烧结而成的烧结套，当流体蒸汽在上板散热凝结成液膜时，液体可通过该烧结套的毛细吸附能力快速回流到下板的烧结层，提高了液体的传输能力和散热效率；

4.本实用新型采用片式焊料冲压成网格状，减少焊料用量，从而减少了其对导热装置性能的影响，并提高了焊接效率和成品率。

Claims (4)

1.一种改进型导热装置，具有由上板(1)和下板(2)构成的腔体(10)，所述腔体(10)填充有工作流体(100)，所述上板(1)与下板(2)之间设有支撑柱(3)以及焊接上板(1)和下板(2)的片式焊料(4)，下板(2)内表面附着一层由金属粉末烧结而成的烧结层(21)，其特征在于：于所述支撑柱(3)外围套设一由金属粉末烧结而成的烧结套(5)，该烧结套(5)的上下端面分别与所述上板(1)内表面和下板(2)的烧结层(21)接触。

2.根据权利要求1所述的一种改进型导热装置，其特征在于：所述片式焊料(4)呈网格状并具有与所述支撑柱(3)对应的结点(41)。

3.根据权利要求1所述的一种改进型导热装置，其特征在于：所述下板(2)内表面具有一凹部(20)。

4.根据权利要求1所述的一种改进型导热装置，其特征在于：所述上板(1)外表面附有散热鳍片(11)。

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