专利名称：针状相变电子散热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种散热器，尤其涉及一种针状相变电子散热器。
背景技术：
随着电子技术的不断发展，高性能的芯片、高功率的发光二极管等电子器件不断 涌现。这些电子器件在工作过程中会产生极高的热流，使电子器件温度迅速升高，在高温 下，电子器件会失效甚至烧毁，因此电子散热技术成为保证电子器件正常工作的关键。以计 算机中央处理器CPU为例，其运算速度越来越快，质量越来越轻。这些性能是通过不断提高 芯片的集成度来实现的，这使得芯片的功率密度越来越高，因此发展先进散热技术是提高 芯片集成度、稳定性的保障。通常用高热导率的金属铝和铜作为散热器材料，制作的散热器 有翅片、针状、热管配合翅片等结构，在不同时期发挥了非常重要的作用。目前，只有热管 配合翅片技术能满足技术需求。热管的散热方式是一维的，以线的方式传导热量，在芯片尺 寸较小的情况下还能适应产品的需要，当芯片的尺寸较大或芯片在印刷电路板上装配得比 较密集的情况下，热管的使用受到了局限。再者这些散热器都是通过一个高导热的铜或铝 块与芯片接触来把热量传给翅片或热管，由于热导率相对较低，很难使芯片上的温度分配 均勻，尤其是在芯片功率较大的场合。为了提高芯片上温度的均勻性，科技工作者大力开发 高热导率材料，如人造金刚石、石墨等，但成本非常高，不适合民用领域。“均热板”(vapor chamber)平板式散热器件，通过对均热板的使用，可以大大提高芯片的温度均勻性。该技 术类似热管原理，能够把热量从芯片迅速传导出来，之后配合相应的散热部分把热量散失 掉，大大改变了热管的一维传热方式，避免的芯片的局部过热，可以满足大尺寸芯片或芯片 群散热的需要。通常均热板置于芯片(热源)与散热器之间，热源的热量通过它过度到散 热器上，为了降低成本，散热器依然采用铜或铝材制备，而且散热器与均热板的接触面会产 生很高热阻，因此，这种电子散热技术只是有限地提高了散热能力。另外，目前多采用粉末 铜烧结多孔结构作均热板内表面，实现毛细作用。这种方法工艺复杂、成品率低、成本高， 因此采用均热板制作的散热器价格比较昂贵，同时由于粉末烧结的毛细结构孔隙率相对较 低，相变在其中流动的阻力大、单位体积内相变介质填充量小，传热能力有限。为了进一步 提高散热器的散热能力，挖掘传统材料散热潜力，降低成本，本发明采用一种新的强化传热 材料-泡沫金属，结合均热板和热管的优点，制作出质量轻、热阻小、散热强、成本低的针状 相变散热器。
发明内容本实用新型的目的在于提供了一种针状相变电子散热器，该散热器质量轻、热阻 小、散热强、成本低。本实用新型是这样来实现的，它包括均热腔、针管、泡沫金属和相变材料，其特征 是均热管连有若干个针管形成一个整体空腔，空腔内有相变材料，针管内部填充有泡沫金
属薄壁。[0005]本实用新型所述的泡沫金属是由铜材料做成开孔泡沫态而成的。本实用新型所述的相变材料为液态相变材料或固态相变材料。本实用新型所述的液态相变材料为水、酒精或丙酮。本实用新型的技术效果是采用泡沫金属作为散热器蒸发腔的毛细结构，大大降低了成本，成品率高，热阻小，散热强，而且重量较低。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为本实用新型的局部剖视图；在图中，1、针管la、针管壁lb、泡沫金属2、均热腔3、相变材料具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型包括针管1、均热腔2和相变材料3，其特征是针管1 与均热腔2组成中空的金属壳体，均热腔2上设有多个针管，针管1与均热腔2连通形成一 个整体空腔，针管1的内部填充泡沫金属Ib薄壁，用来做针管内表面的毛细结构，空腔内放 有相变材料3。通常，将泡沫金属Ib附在针管壁Ia上可采用烧结工艺，而针管1与均热腔 2连通的方式可采用钎焊方工艺，最后在空腔内注入一定的相变材料3后抽取一定的真空。 相变材料一般为液态相变材料，特殊情况下可用固态相变材料。在使用液态相变材料的情 况下，空腔根据实际工作需要抽取一定真空，保证相变材料，如水、酒精、丙酮等在合适的温 度蒸发。当使用本实用新型时，将针状相变电子散热器放置在电子器件上，均热腔2底部与 电子器件接触，相变材料3吸收来自电子器件散发出的热量后发生相变吸热，并通过毛细 作用将电子器件的热量迅速从均热腔2带出至针管1的整个空腔，针管1的侧面或顶端装 有强制对流的风扇，当风吹过针管壁Ia时会带走热量，通过毛细作用相变材料3又回到空 腔底部，受热再次相变吸热，从而周而复始地工作，将热源的热量不断散掉，保护芯片正常 工作。由于该结构中泡沫金属毛细结构的存在，不但保证热量迅速通过金属壳体散失，同时 可以克服重力的作用，保证散热器在各个方向上的有效使用。
权利要求一种针状相变电子散热器，它包括均热腔、针管、泡沫金属和相变材料，其特征是均热管连有若干个针管形成一个整体空腔，空腔内有相变材料，针管内部填充有泡沫金属薄壁。
2.根据权利要求1所述的针状相变电子散热器，其特征是所述的泡沫金属是由铜材料 做成开孔泡沫态而成的。
3.根据权利要求1所述的针状相变电子散热器，其特征是所述的相变材料为液态相变 材料或固态相变材料。
4.根据权利要求3所述的针状相变电子散热器，其特征是所述的液态相变材料为水、 酒精或丙酮。
专利摘要一种针状相变电子散热器，它包括均热腔、针管、泡沫金属和相变材料，其特征是均热管连有若干个针管形成一个整体空腔，空腔内有相变材料，针管内部填充有泡沫金属薄壁。本实用新型的技术效果是采用泡沫金属作为散热器蒸发腔的毛细结构，大大降低了成本，成品率高，热阻小，散热强，而且重量较低。
文档编号H01L23/427GK201594969SQ20092018842
公开日2010年9月29日 申请日期2009年7月31日 优先权日2009年7月31日
发明者张洪涛, 胡志鹏, 郭芳芳 申请人:江西蓝天学院