一种具有翅片-内嵌槽的平板热管吸液芯及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种平板热管吸液芯，特别是涉及一种具有翅片-内嵌槽的平板热管吸液芯及其制造方法。
【背景技术】
[0002]随着电子芯片的功率不断增大而物理尺寸不断的减小，电子芯片上的热流密度不断提高，由于温度过高而导致电子芯片热失效的问题越来越严重，高热流密度元件的散热问题已经成为影响电子器件设计的关键技术问题之一。
[0003]目前，很多的散热器件已远远不能满足某些电子器件的散热要求，传统的散热方式如风冷更是达到了技术的瓶颈。平板热管利用相变传热原理，由于其采用了面传热的方式，相比于传统的热管散热，效率更高，能满足大功率器件的散热要求。平板热管与传统的热管相比，工作原理相同。其主要有蒸发端、冷凝端、吸液芯、工质组成。其工作原理为:电子器件将热传递到蒸发板基板，基板再将热传递到工质，工质受热后会产生相变，工质沸腾蒸发，并到达冷凝端凝结成液体放出热量。液态工质在吸液芯毛细压力的作用下回流至蒸发端形成一个循环，如此反复。其中，在保证液体充分回流的同时，为提高传热能力，蒸发吸液芯结构应具有强化沸腾作用。
[0004]平板热管现有吸液芯主要以粉末、丝网、沟槽为主。现有技术可利用粉末烧结和丝网烧结等方法加工出毛细压力大，沸腾性能良好的粉末、丝网吸液芯结构。但这些结构毛细孔半径小，流动阻力大，渗透率低且易堵塞，而且以上制造方法存在着槽-孔结构形状不可控、加工时间长、制造成本高等缺点。而沟槽吸液芯通常采用线切割、激光加工等特种加工方法，只能加工出壁面光滑的简单开式结构，存在毛细吸力小，沸腾传热性能差，加工周期长、成本高等缺陷。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种具有翅片-内嵌槽的平板热管吸液芯及其制造方法，其克服了现有技术的平板热管吸液芯所存在的不足之处。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种具有翅片-内嵌槽的平板热管吸液芯，包括蒸发板，该蒸发板的蒸发面上设有沿第一方向上的多条平行间隔设置的第一内嵌槽、沿第二方向上的多条平行间隔设置的第二内嵌槽，以及多个呈阵列分布的翅片；第一内嵌槽与第二内嵌槽相交错，且第一内嵌槽和第二内嵌槽分别包括构成槽腔的槽体和构成槽口的竖直狭缝；翅片包括上部分的翅片主体和下部分的支撑凸台，且翅片主体由第一内嵌槽的狭缝与第二内嵌槽的狭缝交错形成，支撑凸台由第一内嵌槽的内部槽体与第二内嵌槽的内部槽体交错形成。
[0007]—实施例中，所述第一内嵌槽和第二内嵌槽与所述蒸发板的中心线的夹角分别为10 ?80°。
[0008]一实施例中，两相邻的第一内嵌槽中心间距为0.8?3mm，每两相邻的第二内嵌槽中心间距与第一内嵌槽中心间距相等。
[0009]—实施例中，所述第一内嵌槽和第二内嵌槽的内部槽体沿其宽度方向的截面分别呈圆弧形，且其直径为0.4?3mm ;所述狭缝的深度为0.2?1mm，宽度为0.2?1mm。
[0010]一实施例中，所述各翅片主体分别为棱柱体，且该棱柱体的顶面为菱形，该菱形的其中一对角线与所述蒸发板的中心线相平行。
[0011 ] 一实施例中，所述蒸发板为铜基板或铝基板或不锈钢基板。
[0012]一种具有翅片-内嵌槽的平板热管吸液芯的制造方法，包括如下步骤:
[0013]I)选取或制备铣刀，该铣刀的刀体包括上下两部分，且上部分和下部分分别带有切削刃；
[0014]2)将备好的金属基板固定在立式铣床上，并使基板的中心线与工件进给方向成一预先设定的角度，对基板待加工的上表面进行校平；
[0015]3)采用步骤I)所述的铣刀，在基板上表面铣削加工出沿所述设定角度所在方向上的多条平行间隔设置的第一内嵌槽，各第一内嵌槽分别包括构成槽腔的槽体和构成槽口的狭缝；
[0016]4)转动基板，使基板中心线与工件进给方向成另一设定角度，采用步骤I)所述铣刀，在基板上表面铣削加工出沿另一设定角度所在方向上的多条平行间隔设置的第二内嵌槽，各第二内嵌槽分别包括构成槽腔的槽体和构成槽口的狭缝，利用第二内嵌槽与第一内嵌槽相交错形成多个呈阵列分布的翅片，该翅片分别包括上部分的翅片主体和下部分的支撑凸台。
[0017]5)对加工后的基板进行去毛刺、清洗，得到具有翅片及内嵌槽的平板热管吸液芯。
[0018]一实施例中，所述步骤I)中，所述铣刀的刀体的下部分为球头，所述铣刀的刀体的上部分为与球头共轴的圆柱体，且其切削刃长度为0.2?2mm。
[0019]一实施例中，每两相邻的第一内嵌槽中心间距为0.8?3mm，每两相邻的第二内嵌槽中心间距与第一内嵌槽中心间距相等；所述第一内嵌槽和第二内嵌槽的内部槽体沿其宽度方向的截面分别呈圆弧形，且其直径为0.4?3mm ;所述狭缝为竖直狭缝，且其深度为0.2?1mm，宽度为0.2?1mm。
[0020]相较于现有技术，本发明具有以下有益效果:
[0021]1、本发明的蒸发板上形成的交错排列的第一内嵌槽和第二内嵌槽，以及呈阵列分布的翅片，能够增大换热面积，增强对流体流过换热面时的扰动，破坏流体边界层，强化换执.
[0022]2、本发明的第一内嵌槽和第二内嵌槽能够增加大量汽化核心，促进沸腾不断发生，显著提高沸腾传热性能；此外，上部的狭缝能够减小毛细半径，提高毛细压力；下部的槽体能降低回流阻力，从而在获得良好毛细压力的同时有效降低渗透阻力；
[0023]3、本发明的平板热管吸液芯采用铣削加工得到，无需复杂的制造工艺，生产成本低廉，生产效率高，容易实现工业化生产。
【附图说明】
[0024]图1是本发明的平板热管吸液芯的结构示意图；
[0025]图2是本发明的平板热管吸液芯的局部放大示意图；
[0026]图3是本发明的铣刀的结构示意图；
[0027]图4是本发明在第一方向上的加工示意图；
[0028]图5是本发明在第二方向上的加工示意图；
[0029]图6是本发明的平板热管的分解示意图；
[0030]图7是本发明的平板热管的纵向剖面示意图。
【具体实施方式】
[0031]以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种具有翅片-内嵌槽的平板热管吸液芯及其制造方法不局限于实施例。
[0032]实施例，请参见图1-图3所示，本发明的一种具有翅片-内嵌槽的平板热管吸液芯，包括金属蒸发板1，该蒸发板I的蒸发面上设有沿第一方向上的多条平行间隔设置的第一内嵌槽3、沿第二方向上的多条平行间隔设置的第二内嵌槽4，以及多个呈阵列分布的翅片2 ;第一内嵌槽3与第二内嵌槽4 相交错。第一内嵌槽3和第二内嵌槽4分别包括上下两部分，上部分为构成槽口的狭缝，下部分为构成槽腔的槽体。翅片2由第一内嵌槽3与第二内嵌槽4交错形成，翅片2四周由第一内嵌槽3和第二内嵌槽4包围。具体，各翅片2分别包括上部分的翅片主体21和下部分的支撑凸台22，翅片主体21由第一内嵌槽3的狭缝与第二内嵌槽4的狭缝交错形成，支撑凸台22由第一内嵌槽3的内部槽体与第二内嵌槽4的内部槽体交错形成。这里，第一方向和第二方向指代两个不相平行的方向。上述狭缝顾名思义，即指宽度较窄的缝隙，其使第一内嵌槽3和第二内嵌槽4呈缩口状，亦即，狭缝的宽度至少小于槽体的最大宽度。
[0033]本实施例中，所述第一内嵌槽3和第二内嵌槽4与所述蒸发板I的中心线的夹角α分别为10?80°，具体，第一内嵌槽和第二内嵌槽与所述蒸发板的中心线的夹角分别为15。。
[0034]本实施例中，每两相邻的第一内嵌槽中心间距为0.8?3mm，每两相邻的第二内嵌槽中心间距与第一内嵌槽中心间距相等。
[0035]本实施例中，所述第一内嵌槽3和第二内嵌槽4的内部槽体沿其宽度方向的截面分别呈圆弧形，且其直径为0.4?3mm，使第一内嵌槽和第二内嵌槽的内部槽体分别呈圆孔槽，该圆孔槽的内面为圆弧面，有利于进一步降低回流阻力；所述狭缝为竖直狭缝，且其深度为0.2?1_，宽度为0.2?1_。该竖直狭缝的宽度小于圆孔槽沿其宽度方向的截面的直径(亦即圆孔槽的最大宽度)。如此，第一内嵌槽3和第二内嵌槽4沿其宽度方向的截面(即上下方向的截面)分别呈倒“Ω”形形状。
[0036]本实施例中，所述各翅片主体21分别为棱柱体，且该棱柱体的顶面为菱形，该菱形的其中一对角线与所述蒸发板I的中心线相平行。此外，通过调整第一内嵌槽3和第二内嵌槽4与所述蒸发板I的中心线的夹角，和/或每两相邻的第一内嵌槽3、第二内嵌槽4之间的间距，也可以使所述各翅片主体21的顶面呈其它形状，例如矩形形状、平行四边形形状等。
[0037]本实施例中，所述蒸发板I为铜基板或铝基板或不锈钢基板。
[0038]经过研宄表明，在给定的加热表面的过热度条件下，只有当汽化核心的半径大于气泡生长所需的最小半径，气泡才能长大，核态沸腾才能进行。而凹槽和/或裂缝所形成的空穴最有可能成为汽化核心。在沸腾过程中，当气