本發(fā)明涉及相變傳熱，具體為一種具有復(fù)合吸液芯的均熱板及其設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的均熱板制備工藝包括制作冷凝端蓋板和蒸發(fā)端蓋板，在冷凝端蓋板和蒸發(fā)端蓋板上燒結(jié)吸液芯以及焊接支撐柱，焊接注液管、灌注工質(zhì)、真空除氣、封口整平等工藝，得到所需的均熱板。

2、均熱板作為解決高熱流密度的重要元器件，其內(nèi)部吸液芯結(jié)構(gòu)占據(jù)均熱板設(shè)計(jì)的主導(dǎo)地位。隨著芯片的熱流密度的提升，均熱板吸液芯設(shè)計(jì)愈發(fā)復(fù)雜，傳統(tǒng)的單一吸液芯結(jié)構(gòu)已逐漸被多元復(fù)合吸液芯替代，以實(shí)現(xiàn)提升均熱板極限功率、降低熱阻的目的。均熱板單一吸液芯參數(shù)復(fù)雜，形成的復(fù)合吸液芯結(jié)構(gòu)種類繁多，性能不一，極大地影響了均熱板的設(shè)計(jì)及傳熱性能。

3、目前，均熱板吸液芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要依賴工程人員的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)單一吸液芯結(jié)構(gòu)無法滿足性能要求時(shí)，通常需要選擇不同的單一吸液芯結(jié)構(gòu)組合，制造樣品，進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)測試，反復(fù)優(yōu)化吸液芯結(jié)構(gòu)，這樣不僅需要大量時(shí)間，同時(shí)也會增加生產(chǎn)成本并造成資源浪費(fèi)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是：提供一種具有復(fù)合吸液芯的均熱板及其設(shè)計(jì)方法，通過該方法可方便制備出具有復(fù)合吸液芯結(jié)構(gòu)的均熱板，無需過多依賴工程人員生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，提升生產(chǎn)效率，避免資源浪費(fèi)。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種具有復(fù)合吸液芯的均熱板的設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟，

4、在蒸發(fā)端蓋板燒結(jié)至少兩個(gè)蒸發(fā)端吸液芯，至少兩個(gè)蒸發(fā)端吸液芯相互緊密套接；

5、在冷凝端蓋板燒結(jié)冷凝端吸液芯；

6、至少兩個(gè)蒸發(fā)端吸液芯之間以及冷凝端吸液芯和蒸發(fā)端吸液芯之間均具有潤濕梯度；

7、在冷凝端蓋板和蒸發(fā)端蓋板之間焊接支撐柱，至少部分支撐柱外套設(shè)粉環(huán)，使粉環(huán)兩端分別連接于蒸發(fā)端吸液芯與冷凝端吸液芯；

8、焊接冷凝端蓋板和蒸發(fā)端蓋板，使蒸發(fā)端吸液芯與冷凝端吸液芯的厚度之和小于冷凝端蓋板和蒸發(fā)端蓋板之間距離的40%。

9、進(jìn)一步，至少兩個(gè)蒸發(fā)端吸液芯由內(nèi)向外毛細(xì)力逐漸減小，孔隙率和滲透率逐漸增大。

10、進(jìn)一步，沿蒸發(fā)端吸液芯向冷凝端吸液芯方向毛細(xì)力逐漸減小，孔隙率和滲透率逐漸增大。

11、進(jìn)一步，蒸發(fā)端吸液芯與冷凝端吸液芯的厚度之和為冷凝端蓋板和蒸發(fā)端蓋板之間距離的15%~40%。

12、進(jìn)一步，相互套接的蒸發(fā)端吸液芯中，最內(nèi)層的蒸發(fā)端吸液芯位于蒸發(fā)端蓋板中部且采用銅粉燒結(jié)而成，銅粉粒徑為0.075mm～0.03mm。

13、進(jìn)一步，相互套接的蒸發(fā)端吸液芯中，套接于銅粉外的蒸發(fā)端吸液芯采用銅平面絲網(wǎng)燒結(jié)而成，絲網(wǎng)目數(shù)為200目～300目，線徑為0.03mm～0.05mm。

14、進(jìn)一步，蒸發(fā)端吸液芯中，銅粉和銅平面絲網(wǎng)同時(shí)燒結(jié)。

15、進(jìn)一步，在燒結(jié)蒸發(fā)端吸液芯前，采用滴水法使銅平面絲網(wǎng)貼緊蒸發(fā)端蓋板。

16、進(jìn)一步，冷凝端吸液芯采用銅平面絲網(wǎng)燒結(jié)而成，絲網(wǎng)目數(shù)為100目～150目，線徑為0.05mm～0.1mm。支撐柱外套設(shè)的粉環(huán)采用銅粉粒徑為0.15mm～0.1mm。

17、一種均熱板，采用上述的設(shè)計(jì)方法制備得到。

18、總的說來，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

19、本發(fā)明著重為均熱板復(fù)合吸液芯設(shè)計(jì)提供具體實(shí)施方式，通過多種復(fù)合吸液芯結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)測試，構(gòu)建出復(fù)合吸液芯設(shè)計(jì)的三個(gè)準(zhǔn)則，包括軸向吸液芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、徑向吸液芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則以及汽液通道占比設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，即，相鄰的蒸發(fā)端吸液芯之間、冷凝端吸液芯和蒸發(fā)端吸液芯之間均具有潤濕梯度、控制蒸發(fā)端吸液芯與冷凝端吸液芯的厚度之和與冷凝端蓋板和蒸發(fā)端蓋板之間距離的比值，從而使得通過該方法可方便制備出具有復(fù)合吸液芯結(jié)構(gòu)的均熱板，均熱板復(fù)合吸液芯設(shè)計(jì)準(zhǔn)則適用范圍廣，可滿足大部分均熱板設(shè)計(jì)使用需求，解決了當(dāng)前均熱板復(fù)合吸液芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過度依賴工程人員生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的問題，節(jié)約生產(chǎn)成本，提升生產(chǎn)效率，避免資源浪費(fèi)。

技術(shù)特征：

1.一種具有復(fù)合吸液芯的均熱板的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：包括以下步驟，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：至少兩個(gè)蒸發(fā)端吸液芯由內(nèi)向外毛細(xì)力逐漸減小，孔隙率和滲透率逐漸增大。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：沿蒸發(fā)端吸液芯向粉環(huán)及冷凝端吸液芯方向毛細(xì)力逐漸減小，孔隙率和滲透率逐漸增大。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：蒸發(fā)端吸液芯與冷凝端吸液芯的厚度之和為冷凝端蓋板和蒸發(fā)端蓋板之間距離的15%~40%。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：相互緊密套接的蒸發(fā)端吸液芯中，最內(nèi)層的蒸發(fā)端吸液芯位于蒸發(fā)端蓋板中部且采用銅粉燒結(jié)而成，銅粉粒徑為0.075mm～0.03mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：相互套接的蒸發(fā)端吸液芯中，套接于銅粉外的蒸發(fā)端吸液芯采用銅平面絲網(wǎng)燒結(jié)而成，絲網(wǎng)目數(shù)為200目～300目，線徑為0.03mm～0.05mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：蒸發(fā)端吸液芯中，銅粉和銅平面絲網(wǎng)同時(shí)燒結(jié)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：在燒結(jié)蒸發(fā)端吸液芯前，采用滴水法使銅平面絲網(wǎng)貼緊蒸發(fā)端蓋板。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于：冷凝端吸液芯采用銅平面絲網(wǎng)燒結(jié)而成，絲網(wǎng)目數(shù)為100目～150目，線徑為0.05mm～0.1mm,

10.一種均熱板，其特征在于：采用權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的設(shè)計(jì)方法制備得到。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種具有復(fù)合吸液芯的均熱板及其設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)方法包括以下步驟，在蒸發(fā)端蓋板燒結(jié)至少兩個(gè)蒸發(fā)端吸液芯，至少兩個(gè)蒸發(fā)端吸液芯相互緊密套接；在冷凝端蓋板燒結(jié)冷凝端吸液芯；至少兩個(gè)蒸發(fā)端吸液芯之間以及冷凝端吸液芯和蒸發(fā)端吸液芯之間均具有潤濕梯度；在冷凝端蓋板和蒸發(fā)端蓋板之間焊接支撐柱，至少部分支撐柱外套設(shè)粉環(huán)，使粉環(huán)兩端分別連接于蒸發(fā)端吸液芯與冷凝端吸液芯；焊接冷凝端蓋板和蒸發(fā)端蓋板，使蒸發(fā)端吸液芯與冷凝端吸液芯的厚度之和小于冷凝端蓋板和蒸發(fā)端蓋板之間距離的40%。通過該方法可方便設(shè)計(jì)出具有復(fù)合吸液芯結(jié)構(gòu)的均熱板，解決了當(dāng)前均熱板復(fù)合吸液芯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過度依賴工程人員生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的問題，節(jié)約生產(chǎn)成本，提升生產(chǎn)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：李勇,田躍,郭小軍,高昂
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華南理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9