CN218864862U - 一种具有定向传热功能的分区式微柱导热结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有定向传热功能的分区式微柱导热结构，其包括金属基板，金属基板的表面排列有多个不同量级的微柱分区，各个微柱分区具有多个呈阵列分布的微柱，沿着金属基板的长度方向，下一个微柱分区与前一个微柱分区的表面粗糙度呈比例增大。本实用新型具有单向导热性能优异、反向传热能力极差，热量传递方向可控等特点，且其具有加工工艺简单、可加工性强、生产效率高的优势。
Description
技术领域
本实用新型涉及金属片导热结构技术领域，尤其是涉及一种具有定向传热功能的分区式微柱导热结构。
背景技术
随着微电子制造技术的快速发展，各类微电子器件的尺寸趋向于精细化，同时发热量也语法增加，这导致了单位面积的发热功率也大幅提高，因此对微尺度的散热器件提出了更高的要求。目前，以热管和均热板为代表的散热器件，其内部结构常通过挤压、犁切等方式制造出沟槽结构，并在表面烧结金属粉末以形成多孔结构，从而提高传热性能。然而，以上工艺过程步骤繁杂，耗时较长，所需的加工设备较多，生产效率较慢。同时，普通的相变器件内部结构相对一致，因此未能实现热量的定向传递，在某些需要定向传热的散热需求中，上述器件未能很好地解决散热问题，因此有必要予以改进。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种具有定向传热功能的分区式微柱导热结构，具有单向导热性能优异、反向传热能力极差，热量传递方向可控等特点，且其具有加工工艺简单、可加工性强、生产效率高的优势。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种具有定向传热功能的分区式微柱导热结构，其包括金属基板，金属基板的表面排列有多个不同量级的微柱分区，各个微柱分区具有多个呈阵列分布的微柱，沿着金属基板的长度方向，下一个微柱分区与前一个微柱分区的表面粗糙度呈比例增大。
进一步的技术方案中，所述金属基板为规则矩形薄片状，金属基板的长度为50-100mm、宽度为20-50mm、厚度为1-2mm。
进一步的技术方案中，所述微柱分区的数量为至少三个。
进一步的技术方案中，所述第一个微柱分区的表面粗糙度为0.5-50μm，下一个微柱分区与前一个微柱分区的表面粗糙度之比为2-5。
进一步的技术方案中，多个所述微柱的截面形状为矩形、圆形、六边形中的其中一种或者多种组合。
进一步的技术方案中，第二个微柱分区与第一个微柱分区的表面粗糙度之比为K1，第三个微柱分区与第二个微柱分区的表面粗糙度之比为K2，且K1＝K2。
进一步的技术方案中，第二个微柱分区与第一个微柱分区的表面粗糙度之比为K1，第三个微柱分区与第二个微柱分区的表面粗糙度之比为K2，且K1≠K2。
进一步的技术方案中，第一个所述微柱分区的微柱的截面直径为0.3-0.8mm、阵列间距为0.5-2mm；最后一个所述微柱区域的微柱的截面直径为2-3mm、阵列间距为3-8mm。
进一步的技术方案中，每两个相邻所述微柱分区的微柱的阵列间距之比为1.5-3，每两个相邻所述微柱分区的微柱的阵列间距为0.5-5mm。
进一步的技术方案中，所述金属基板为铜薄片或者铝薄片，微柱是金属基板经由湿法刻蚀工艺加工成型的。
采用上述结构后，本实用新型和现有技术相比所具有的优点是：
本实用新型的微柱导热结构具有单向导热性能优异、反向传热能力极差，热量传递方向可控等特点；
另外，本实用新型结构通过湿法刻蚀技术加工而成，相比常规的通过挤压、犁切等方式加工沟槽结构后再烧结金属粉末的方式，具有加工工艺简单、可加工性强、生产效率高的优势。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型中微柱采用方形构造的结构示意图；
图2是本实用新型中微柱采用柱形构造的结构示意图。
具体实施方式
以下仅为本实用新型的较佳实施例，并不因此而限定本实用新型的保护范围。
如图1至2所示，本实用新型提供的为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种具有定向传热功能的分区式微柱导热结构，其包括金属基板1，金属基板1的表面排列有多个不同量级的微柱分区，各个微柱分区具有多个呈阵列分布的微柱10，沿着金属基板1的长度方向，下一个微柱分区与前一个微柱分区的表面粗糙度呈比例增大。
本实用新型主要用于相变传热器件，其中，微柱10是金属基板1通过湿法蚀刻工艺加成成型，通过调控蚀刻参数调控各个微柱分区内的微柱10的尺寸大小以及微柱10的阵列密度，而改变金属基板1的各个微柱分区的表面粗糙度，形成多个具有不同散热特性的区域。具体使用时，热源在微柱10阵列较稀、尺寸较大、表面粗糙度较大的微柱10区域即蒸发端加热，在微柱10阵列较密、尺寸较小、表面粗糙度较小的区域即冷凝端冷却时，蒸发端填充的液体工质吸收热量后迅速相变气化，向着冷凝端快速扩散，气态工质被外界带走热量后，发生冷凝相变成液体工质，由于蒸发端的结构表面粗糙度较冷凝端更大，具有更强的毛细能力，液体工质更趋向于向着蒸发端的方向移动，从而迅速补充至蒸发端，以上过程完成气液循环，实现高效散热。当热源在微柱10阵列较密、尺寸较小、表面粗糙度较小的区域即蒸发端加热，在微柱10阵列较稀、尺寸较大、表面粗糙度较大的区域即冷凝端冷却时，由于蒸发端的表面粗糙度较小，强化沸腾所需的活化核心较少，不利于液体工质发生相变，同时，蒸发端的微柱10阵列较密，气阻较大，不利于气态工质向其他区域扩散，热量传递较少。因此，相比常规相变传热器件，本实用新型的微柱导热结构具有单向导热性能优异、反向传热能力极差，热量传递方向可控等特点。
另外，本实用新型结构通过湿法刻蚀技术加工而成，相比常规的通过挤压、犁切等方式加工沟槽结构后再烧结金属粉末的方式，具有加工工艺简单、可加工性强、生产效率高的优势。
其中，所述金属基板1为规则矩形薄片状，金属基板1的长度为50-100mm、宽度为20-50mm、厚度为1-2mm。
其中，所述微柱分区的数量为至少三个。
其中，所述第一个微柱分区的表面粗糙度为0.5-50μm，下一个微柱分区与前一个微柱分区的表面粗糙度之比为2-5。
其中，多个所述微柱10的截面形状为矩形、圆形、六边形中的其中一种或者多种组合。
其中，第二个微柱分区与第一个微柱分区的表面粗糙度之比为K1，第三个微柱分区与第二个微柱分区的表面粗糙度之比为K2，且K1＝K2。
其中，第二个微柱分区与第一个微柱分区的表面粗糙度之比为K1，第三个微柱分区与第二个微柱分区的表面粗糙度之比为K2，且K1≠K2。
其中，第一个所述微柱分区的微柱10的截面直径为0.3-0.8mm、阵列间距为0.5-2mm；最后一个所述微柱10区域的微柱10的截面直径为2-3mm、阵列间距为3-8mm。
其中，每两个相邻所述微柱分区的微柱10的阵列间距之比为1.5-3，每两个相邻所述微柱分区的微柱10的阵列间距为0.5-5mm。
其中，所述金属基板1为铜薄片或者铝薄片。
以上内容仅为本实用新型的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (10)
1.一种具有定向传热功能的分区式微柱导热结构，其特征在于：包括金属基板(1)，金属基板(1)的表面排列有多个不同量级的微柱分区，各个微柱分区具有多个呈阵列分布的微柱(10)，沿着金属基板(1)的长度方向，下一个微柱分区与前一个微柱分区的表面粗糙度呈比例增大。
2.根据权利要求1所述的一种具有定向传热功能的分区式微柱导热结构，其特征在于：所述金属基板(1)为规则矩形薄片状，金属基板(1)的长度为50-100mm、宽度为20-50mm、厚度为1-2mm。
3.根据权利要求1所述的一种具有定向传热功能的分区式微柱导热结构，其特征在于：所述微柱分区的数量为至少三个。
4.根据权利要求3所述的一种具有定向传热功能的分区式微柱导热结构，其特征在于：第一个所述微柱分区的表面粗糙度为0.5-50μm，下一个微柱分区与前一个微柱分区的表面粗糙度之比为2-5。
5.根据权利要求1所述的一种具有定向传热功能的分区式微柱导热结构，其特征在于：多个所述微柱(10)的截面形状为矩形、圆形、六边形中的其中一种或者多种组合。
6.根据权利要求3所述的一种具有定向传热功能的分区式微柱导热结构，其特征在于：第二个微柱分区与第一个微柱分区的表面粗糙度之比为K1，第三个微柱分区与第二个微柱分区的表面粗糙度之比为K2，且K1＝K2。
7.根据权利要求3所述的一种具有定向传热功能的分区式微柱导热结构，其特征在于：第二个微柱分区与第一个微柱分区的表面粗糙度之比为K1，第三个微柱分区与第二个微柱分区的表面粗糙度之比为K2，且K1≠K2。
8.根据权利要求1所述的一种具有定向传热功能的分区式微柱导热结构，其特征在于：第一个所述微柱分区的微柱(10)的截面直径为0.3-0.8mm、阵列间距为0.5-2mm；最后一个所述微柱(10)区域的微柱(10)的截面直径为2-3mm、阵列间距为3-8mm。
9.根据权利要求1所述的一种具有定向传热功能的分区式微柱导热结构，其特征在于：每两个相邻所述微柱分区的微柱(10)的阵列间距之比为1.5-3，每两个相邻所述微柱分区的微柱(10)的阵列间距为0.5-5mm。
10.根据权利要求1所述的一种具有定向传热功能的分区式微柱导热结构，其特征在于：所述金属基板(1)为铜薄片或者铝薄片，微柱(10)是金属基板(1)经由湿法刻蚀工艺加工成型的。
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