一种结构热控一体化散热装置的制作方法

本实用新型涉及热控技术领域，具体涉及一种结构热控一体化散热装置。

背景技术：

随着电子技术的不断发展，各类芯片及模块的集成度与功耗均有大幅提高，一方面导致热流密度增大，为其安全使用的可靠性带来风险，另一方面则会致使不同功能芯片或模块在同一系统内的密集布局，为在狭小空间内实现有效散热带来更大困难。

对于大功率高热流密度的发热元件，特别是板卡形式的信号数据处理单元，通常采用均热板提供散热，这是一种内壁具有毛细结构的平板散热装置，当热量由热源传导至蒸发区时，腔体内的工质开始气化，并吸收热量，气相工质在内部温度较低的区域凝结放热，凝结后的液相工质在毛细力或其他驱动力的作用下回到热源处，从而实现热量的扩散和传递。

整机对热控的要求不断提高，在不具备液冷条件的集成度更高的系统当中，作为结构支撑的机箱或框架，也需要具备散热功能。传统均热板仅能够在二维平面方向扩热，需通过拼接方式才可实现三维方向传热，但会在拼接处产生较大的界面热阻，并且由于蒸气通道的阻断而无法将过热气体直接输送到温度较低的冷端，故散热量极为有限。此外，对于发热面与冷却面不在同一平面的应用场合，传统均热板则无法实现空间上的变向或弯折。综上，为适应越来越严苛的热控条件，需要一种三维连通的蒸气腔结构，该种散热装置实现了结构热控一体化，拥有在三维方向上的两相传热能力，在保证高效散热水平的基础上，有利于系统的进一步精简。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种结构热控一体化散热装置，能够更加高效地散热的同时，还能起到结构支撑的作用。

本实用新型为一种结构热控一体化散热装置，所述散热装置为中空的长方体或圆柱体，该长方体或圆柱体内部为封闭的空腔结构，空腔结构内有呈阵列分布的支撑柱，支撑柱两端分别与长方体或圆柱体的空腔壁面接触，且支撑柱的中心轴线垂直于长方体壁面或与圆柱体径向一致；空腔结构的壁面以及支撑柱表面有毛细结构；毛细结构内有液体介质。

进一步的，所述支撑柱是柱体或方体。

进一步的，所述毛细结构是烧结的金属粉末，多层金属丝网或者金属毛毡。

有益效果：

1、该散热装置在三维方向上达到无阻断传热，蒸汽通道在三维方向上均连通，避免了界面导热材料的使用，传热热阻降低80％以上，传热温差降低5℃以上，整体散热量提高2倍以上；

2、该散热装置为三维一体化空间结构，互成角度的平面在相交处为连续的结构，不存在因拼接等装配工序而形成的阻断，提高了散热装置的结构稳定性与整体强度。

附图说明

图1(a)为内壳体示意图。

图1(b)为外壳体示意图。

图1(c)为内壳体和外壳体的装配示意图。

图2为一体化散热示意图。

其中，1-内壳体，2-支撑柱，3-蒸汽通道，4-外壳体。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实用新型提供了一种结构热控一体化散热装置。

结构热控一体化散热装置应至少包含2个互成角度且有拼接关系的均热板，此处以包含4个面均热版的框架为例说明。

如图1所示，是该装置的加工方法，具体步骤如下：

步骤1、分别机械加工成型散热装置的如图1(a)所示的带有支撑柱2的内壳体，和对应的如图1(a)所示外壳体，除二者接触面外，各面均需留有足够的加工余量。

步骤2、将毛细结构烧结至外壳的内表面以及内壳的外表面上；

步骤3、将内壳体1和外壳体4配合拼装在一起，在边缘的结合处采用搅拌摩擦焊将内壳体1和外壳体4焊合，如图1(c)所示。

步骤4、采用搅拌摩擦焊将内壳体上1的支撑柱4与外壳体4连接面焊合。

步骤5、根据实际情况选择液体介质灌装口位置进行打孔、充装、密封。

步骤6、精加工成型。

加工完成的散热装置如图2所示，为中空的长方体结构，长方体结构内部为封闭的空腔，空腔内有呈阵列分布的支撑柱，支撑柱两端分别与该长方体结构的空腔壁面接触且沿垂直于壁面方向放置，空腔壁面和支撑柱表面有毛细结构，毛细结构内有液体介质。

双层壳体可以是铜、铜合金、铝、铝合金、不锈钢等金属材料，液体介质15可以是水、乙醇、氟化物、丙酮、氨等换热工质。支撑柱2作为支撑结构， 可以是圆柱台也可以是矩形台，目的是保证该散热装置所承受来内压力或外压力始终在整体耐受屈服强度之内。毛细结构附着在金属长方体结构的内表面，该毛细结构可以是烧结金属粉末，多层金属丝网或者金属毛毡等。长方体结构内部的空腔为蒸气通道3。液体介质在毛细结构内受热气化后，携带热量进入蒸气通道3，在温度较低区域遇冷液化，重新进入毛细结构，在毛细结构所提供毛细力的驱动下回到受热区域。该装置不仅能在长方体结构的任一侧面内完成散热，还能通过无阻断的蒸汽通道和毛细结构在三维方向上传热，即从一个侧面进入到相邻甚至相对侧面进行散热，具体方式为：液体介质在长方体结构的一个侧面内受热气化后，可以通过蒸气通道3进入到相邻一个侧面的温度较低区域遇冷液化，经过连通二者的毛细结构还可以回到该装置的受热区域，实现热量在三维空间上的快速传递。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。