专利名称：一种均温传热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及传热和电子器件冷却领域，具体地说，涉及一种 均温传热装置。
背景技术：
随着微电子技术的飞速发展，ic芯片线宽尺寸急剧减小，集成
电路正在向高密度、大功率方向发展。芯片主频的提高导致了致命的 高热流密度产生，已经成为当前制约高集成度芯片技术发展的首要问 题。芯片越先进意味着集成电路上的晶体管越多，产生的高热量和高 功耗将导致了高的工作温度，而使得各种轻微物理缺陷所造成的故障 显现出来，如桥接故障；高的工作温度将使连线电阻变大，使线延时
增加，时延故障变得严重起来；同时温度的提高将使漏电流增加，降 低工作电压，使门延时增加，同样使时延故障变得严重起来。
随着电子技术迅速发展，电子器件的高频、高速以及大规模集成 电路的密集和小型化，使得单位容积电子器件的发热量快速增大。电 子器件散热技术越来越成为电子产品开发、研制中非常关键的技术； 电子器件散热性能的好坏会直接影响到电子产品的可靠性以及工作
性能。研究结果表明，电子组件的温度降低rc，其故障率可减少4
% ，若增加10 2(TC，则故障率会提高100%。
电子芯片的散热系统对保持芯片的正常工作温度至关重要；当芯 片设计、封装好后，其热可靠性主要取决于散热系统的散热性能。目前在这方面传统的装置有散热器、风扇、鼓风机、风扇和散热器一体 化、冷板、风扇箱、温差制冷、热交换器、热管、涡旋管和空调等。 虽然为了适应高热流密度散热的需要，这些传统的技术和手段进行了 不同程度的变革，也出现了一些新的散热技术如空芯冷板、液体冷却 板、射流冲击冷却系统等；但随着芯片热流密度的提高，散热空间的 减少，这些技术仍然不能满足需要，已经严重制约处理器主频的提高。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种结构简单、成本低、容易批量生 产，可以快速将电子器件产生的高热流密度均衡分散的均温传热装置。
一种传热装置，为一内部真空的密封容器，密封容器内表面覆盖 有金属网，金属网内包覆着留有通气孔的金属片，金属片上下表面均 设有支撑柱；密封容器内还填充有液态工质。
在上述传热装置中，为了增加传热效果，可以在密封容器的冷凝 端上设置散热翅片。密封容器的冷凝端也可与散热翅片成一体形成。
在上述传热装置中，金属网是紧贴在密闭容器内表面，金属网为 100网目以上的金属网。
在上述传热装置中，带通气孔的金属片可设计为网状金属片。
在上述传热装置中，所述密封容器、金属网或金属片的表面为亲 水性极佳之表面，如设计为亲水性粗糙表面。
在上述传热装置中，所述液态工质优选水、甲醇、氨水或氟里昂。
在上述传热装置中，所述密封容器、金属网或金属片的制造材料优选铜、镍、铝或其混合物。
上述传热装置的制造方法，包括如下步骤制作壳体与相配套的 盖子；用冲压的方法将金属片冲制出具有上下支撑柱，同时形成通气 孔的结构；金属片外表面包覆金属网；将包覆有金属片的金属网放入 壳体中，盖上盖子，焊接形成密闭容器，从预留的注液孔注入液态工 质并抽真空，密封，使密闭容器内形成一个相对负压的密闭空间，即 得传热装置。
在上述制造方法中，对密封容器、金属网或金属片的表面采用亲 水处理，以形成亲水性极佳的粗糙表面。亲水处理可采用化学蚀刻处 理或表面阳极处理。所述焊接为局部高温焊接。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果本实用新型的 均温传热装置系利用液体之相变化原理，可将电子芯片的高热流密度 集中点快速均衡分散，以降低芯片表面温度，使芯片之运用扩展至更 高的积集度及更高速下运作。本实用新型的传热装置结构简单、生产 成本低、容易批量生产，可取代现有的芯片外覆盖整合型散热片设计 的方式。
图1为本实用新型传热装置的示意图2为本实用新型传热装置的金属片结构图3为本实用新型传热装置的金属片放大结构图。
其中，l为密闭容器；2为金属网；3为金属片；4为散热翅片；
5为热源；ll为冷凝端；12为蒸发端；31为通气孔；32为支撑柱。
具体实施方式
如图1所示， 一种传热装置，包括内部真空的密封容器l，密封 容器1内表面覆盖有金属网2;金属网2紧贴在密闭容器1内表面，
金属网2内包覆着留有通气孔31的金属片3;金属片3上下表面均 设有支撑柱32;密封容器1内还填充有液态工质。密封容器1的冷 凝端11上还设有散热翅片4。
密闭容器1采用导热性好的金属板材料制造，如铜、镍、铝或其
混合物；先制作一个壳体与相配套的盖子。金属网2也采用导热性好 的金属板材料制造，如铜、镍、铝或其混合物。裁切出适当尺寸以能 完整包覆金属片3为准。金属网2可采用100网目以上，视应用需求 而定；网目数愈大表示单位面积内的孔数愈多，亦即孔径愈小，液体 的毛吸力上升导致回流速率愈快。金属片3的材料也是采用导热性好 的金属板材料制造，如铜、镍、铝或其混合物。裁切出适当尺寸以能 被金属网2完整包覆并适合密闭容器1为准；金属片3可采用连续冲 压工法制造，冲压成特殊3D强化结构体，反折冲制出上下表面之复 数个支撑柱32结构，以支撑金属网2，并提高此传热装置的强度，支 撑柱32不受限于弯曲曲率的限制；形成的通气孔31作为内部液态工 质蒸发的导引，见图2和图3。
对密封容器1、金属网2或金属片3采用化学蚀刻方式或表面阳 极处理以形成亲水性极佳的表面。将金属网2连同包覆的金属片3放 入壳体中，盖上盖子，焊接形成密闭容器l，从预留的注液孔注入液 态工质并抽真空，密封，使密闭容器1内形成一个相对负压的密闭空间，即得传热装置。为避免此传热装置因整体焊接高温产生变形问题， 焊接是采用局部高温焊接法，以确保该传热装置的结构强度、平坦 度、稳定性及可靠性等。
当电子部件(热源5)产生高温时，该传热装置的蒸发端12受 热，其内部的液态工质会因吸热而气化，饱和蒸气自金属片3的通气 孔31往上升，将热传递至冷凝端ll，并经由散热翅片4散热后再度 凝结成小水珠附着在金属网2上，经毛吸现象将水引流回到底部的蒸 发端12，并经由该底部的金属网2与金属片3相接，反复执行蒸发 冷凝动作。另一方面，若电子部件处于持续高温状态、或电子部件表 面温度不平均时，导致该传热装置内部空间压力及温度不平均时，此 时气化流体会因压力差迅速分布至整个较低温的区域，进而使此该传 热装置能更平均的吸收热量，能确保传热工质由冷凝端11回流至蒸 发端12顺畅快速。
本实用新型的传热装置系利用液体之相变化原理，可将电子芯片 的高热流密度(热点，hotspot)快速均衡分散，以降低芯片表面温度，使 芯片之运用扩展至更高的积集度及适合更高速的条件下运作。特别适 用于电子芯片的高热流密度的快速均衡分散，如电脑CPU的散热、 LED灯具的应用等。
权利要求1.一种均温传热装置，其特征在于包括内部真空的密封容器(1)，密封容器(1)内表面覆盖有金属网(2)，金属网(2)内包覆着留有通气孔(31)的金属片(3)，金属片(3)上下表面均设有支撑柱(32)；密封容器(1)内还填充有液态工质。
2. 如权利要求1所述的均温传热装置，其特征在于所述密封容器 (1)的冷凝端(11)上还设有散热鳍片(4)。
3. 如权利要求2所述的均温传热装置，其特征在于所述密封容器 (1)的冷凝端(11)可与散热翅片(4) 一体形成。
4. 如权利要求1所述的均温传热装置，其特征在于所述金属网(2) 是紧贴在密闭容器(1)内表面。
5. 如权利要求1所述的均温传热装置，其特征在于所述金属网(2) 为100网目以上的金属网。
6. 如权利要求1所述的均温传热装置，其特征在于所述带通气孔 (31)的金属片(3)可设计为网状金属片。
7. 如权利要求1所述的均温传热装置，其特征在于所述密封容器 (1)、金属网(2)或金属片(3)的表面为亲水性表面。
8. 如权利要求7所述的均温传热装置，其特征在于所述亲水性表 面为粗糙表面。
专利摘要本实用新型公开了一种均温传热装置，它包括一内部真空的密封容器，密封容器内表面覆盖有金属网，金属网内包覆着留有通气孔的金属片，金属片上下表面均设有支撑柱；密封容器内还填充有液态工质。本实用新型的均温传热装置系利用液体之相变化原理，可将电子芯片的高热流密度集中点快速均衡分散，以降低芯片表面温度，使芯片之运用扩展至更高的积集度及更高速下运作。本实用新型的传热装置结构简单、生产成本低、容易批量生产，可取代现有的芯片外覆盖整合型散热片设计的方式。
文档编号H01L23/34GK201153356SQ20072004849
公开日2008年11月19日 申请日期2007年2月9日 优先权日2007年2月9日
发明者吕树申, 金积德 申请人:常熟市睿镭电子科技有限公司