效果。
[0008]支撑柱的结构采用直径为3-8毫米的圆柱排列，也可采用其他模板如方形结构作为支撑，目的是达到支撑和回流的综合效果。
【附图说明】
[0009]图1是分级构造泡沫铜的微结构扫描电镜照片
图2是单热源用泡沫铜为吸液芯的均热板内部结构组合设计示意图图3是多热源(例如4个热源，但热源距离相近)用泡沫铜为吸液芯的均热板内部结构组合设计
图4是多热源(例如4个热源，但热源距离相对远)用泡沫铜为吸液芯的均热板内部结构组合设计
图5是均热板内中间支撑柱的模板结构示意图
图6以一种尺寸为100x100毫米的组合设计的泡沫铜为吸液芯的均热板，其总厚度为3毫米的单热源用均热板内部结构示意图
具体实例:一种尺寸大小为100x100毫米的泡沫铜为吸液芯的均热板，总厚度为3毫米，受热热源为单热源的均热板内部组合结构，热源即蒸发端大小为30x30毫米。上盖板和下底板分别采用厚度为0.6mm和1.0mm的纯铜板，经模压成型为如图6所示，冲压或机加工成腔室高度为1.4mm,并预留抽真空注液的部位用于后续注液封装。不同孔隙率的泡沫铜材料选用江苏格业新材料科技有限公司生产的厚度为0.2mm的分级构造泡沫铜，但孔隙率分别为85%和60%组合结构设计。其中热源蒸发端区域尺寸为30x30mm，所以上盖板的材料采用孔隙率为85%的，而下底板的热源蒸发端部分的位置采用孔隙率为60%的泡沫铜，除热源蒸发端区域外的部分同样采用85%的泡沫铜。中间支撑柱也采用江苏格业新材料科技有限公司生产的厚度为1.0mm的分级构造多孔铜,并通过冲压制成Φ5_的圆柱(如图6所示)上盖板、下底板及中间支撑柱通过高温扩散方式烧结结合，如图6所示。上盖板和下底板之间，以高温扩散方式结合，采用石墨模具压紧上盖板和下底板，使得边缘结合部分良好的面接触，在真空扩散炉中实现上盖板、下底板及支撑柱(泡沫铜)结合在一起，形成一个高度为
1.0mm蒸汽内腔。扩散结合的温度选择为980°C，压力为5MPa，并保持该温度和压力下I小时。
[0010]上述实例完成后，通过注液管进行耐压性和气密性测试，均达到完全焊接密封的合格要求，然后再进行下一步的抽真空、注液封装，均热板内部抽真空，其真空度抽至10_4-10_5torr。而后，根据计算称量由注液管充填适量的去离子水，于均热板内腔，然后封合，完成整个封装制备过程，并进行相应的均热板的热性能质量检测。
【主权项】
1.一种可组合设计的分级构造泡沫铜均热板的制造方法，根据均热板应用工况，在受热蒸发端或称热源部分，采用低孔隙率的分级构造泡沫铜烧结在底板上，上盖板的内腔和下底板受热蒸发段的区域外的其他部分采用高孔隙率的泡沫铜并烧结在上盖板和底板上，支撑柱也采用分级构造的泡沫铜，并按照相应的尺寸要求布局和组合，然后组装焊接，经抽真空、注液、封装后制成均热板。
2.如权利要求1所述的一种可组合设计的分级构造泡沫铜均热板的制造方法，其制备过程包括:(I)模板加工与清洗:根据均热板应用要求，机加工或按照模具结构冲压加工纯铜的上盖板和下底板，加工后需经清洗和干燥处理；(2)泡沫铜和支撑柱的加工:将不同孔隙率的分级构造泡沫铜根据均热板应用的要求，结合内腔结构特征按模具结构冲切加工，并冲切加工所需厚度的分级构造泡沫铜圆柱作为中间支撑柱；(3)泡沫铜与模板间的组装:将不同孔隙的分级构造泡沫铜置入相应的上盖板和下底板内；并根据支撑柱布局结构的不锈钢模板置于底板和泡沫铜的上面，将泡沫铜支撑柱置入模板相应的位置，其中该不锈钢模板对下底板的泡沫铜也起到一定的压力作用，保证烧结结合效果；(4)高温还原烧结处理:高温还原设置的最高温度在850 °C-1050 °(:之间选取，烧结保温时间在30分钟至2小时内选取，目的是实现泡沫铜与上盖板和下底板之间以及泡沫铜及泡沫铜支撑柱之间的烧结结合，具体温度和时间的选择原则可以根据所需结合强度来确定，所需结合强度大，则可选择温度高和时间相对长；(5)焊接组装:上盖板和下底板根据设计要求，将四周结合边缘除抽真空注液口外进行真空或保护气氛下的铜银焊接或扩散焊接；(6)封装:根据真空度要求，进行抽真空、注液和封装；(7)性能测试和检验:封装后进行散热功率Qmax和热阻等热性能的测试和检验，保证均热板的质量。
3.如权利要求1所述的一种可组合设计的分级构造泡沫铜均热板的制造方法，该均热板内腔的吸液芯均采用不同孔隙率分级构造泡沫铜和泡沫铜柱，其中受热蒸发端的部分，采用低孔隙率的分级构造泡沫铜，其孔隙率可选择在40-75% ;其他部分采用高孔隙率的分级构造泡沫铜，孔隙率为60-95% ;孔径大小范围在300纳米到1000微米(即I毫米)；一般选择相同厚度，在0.1毫米至3毫米之间按设计要求选择，但也可以根据设计要求受热蒸发端和其他部分选择相近但不相同的厚度。
4.如权利要求1所述的一种可组合设计的分级构造泡沫铜均热板的制造方法，其特征在于泡沫铜烧结后的上盖板和下底板之间的蒸汽腔一般采用厚度大于或等于0.8毫米的圆柱状的或方块状分级构造泡沫铜支撑柱，该支撑铜柱的数量根据均热板内腔结构布局为每间隔10-12毫米一支撑柱，支撑柱的直径可选择为3至8毫米大小的泡沫铜铜柱，也可以选择其他块状结构作为中间支撑柱。
5.如权利要求2所述的高温还原烧结处理，其还原采用氢氮混合气体，氢氮比例为(75%-10%):(25%-90%)(氢氮之比为75%:25%时是液氨分解的比例)，氢的比例调整可利用氮气，在上述氢氮混合气体范围内均满足还原烧结的质量要求。
【专利摘要】本发明公开了一种可组合设计的分级构造泡沫铜均热板的制造方法。根据均热板的工作原理，其吸液芯采用不同孔隙率的分级构造泡沫铜按照设计要求进行组合，经还原气氛下的高温烧结，然后再焊接、抽真空、注液、封装后制成均热板。其中中间蒸汽腔同样采用设计所需厚度圆柱状的分级构造泡沫铜作为支撑柱，保证气液相介质快速流动，加快相变循环速度，提高散热效率。本发明的可组合设计的分级构造泡沫铜均热板散热效率高、适合制造超薄结构，重量轻、制作精度高，适合工业化生产。满足高热流密度的计算机芯片、高能电子芯片、光电芯片、或者射频芯片等半导体电子器件及装备所需高导热效率和小型化的要求。
【IPC分类】F28D15-04
【公开号】CN104792205
【申请号】CN201410022375
【发明人】施忠良, 王虎, 施忠伟, 邱晨阳
【申请人】江苏格业新材料科技有限公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2014年1月18日