变密度金属泡沫散热器的制作方法

本发明涉及的是一种电子器件领域的冷却装置，具体是一种变密度金属泡沫散热器。

背景技术：

随着电子工业的发展，电子器件的性能越来越高，而其发热功率也在快速增加。当前电子芯片的最大发热功率已经超过了100w/cm²，而且还在快速增加。通孔金属泡沫是一种高孔隙率(0.88-0.98)、高比表面积(10000-13000m²/m³)的多孔材料，扰流能力非常强，能大大强化气液相变换热效果。因此，在电子器件冷却装置中采用高孔密度通孔金属泡沫进行换热强化，可以非常显著的增强电子器件换热装置的散热效果。

技术实现要素：

本发明针对现有通孔金属泡沫的沸腾换热的效果不佳、通孔金属泡沫比表面积大的优势没有得到充分发挥的不足，提出一种变密度金属泡沫散热器，既能利用沸腾高效换热的优点，又能充分利用高孔密度金属泡沫换热比表面积大、扰流能力强的优点，从而达到增大总体沸腾换热系数的效果。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明由换热基板以及分别烧结于换热基板上的不同规格的通孔金属泡沫组成，其中：方形通孔金属泡沫位于换热基板中间部分，环形通孔金属泡沫位于方形通孔金属泡沫的外周且其孔隙更小。

所述的换热基板优选为铜制材料，进一步优选为纯铜。

所述的通孔金属泡沫为铜、铝或镍制材料。

所述的环形通孔金属泡沫的孔密度的范围为60ppi～130ppi，孔隙率的范围为0.8～0.9，厚度为3mm～6mm。

所述的方形通孔金属泡沫的孔密度的范围为5ppi～40ppi，孔隙率的范围为0.92～0.98，厚度为1mm～3mm。

所述的环形通孔金属泡沫和方形通孔金属泡沫之间通过钎焊法联结，以减小接触热阻。

所述的通孔金属泡沫通过熔模铸造法制备得到。

技术效果

与现有技术相比，本发明的换热结构中，周围孔隙较小的通孔金属泡沫毛细力较大，作为补充蒸发需要的液体的流通途径，中间孔隙较大的通孔金属泡沫更有利于气泡的逃逸，使得通孔金属泡沫把补充液体的流通路径和气泡的逃逸路径分离，大大减小了气泡逃逸时遇到的阻力，从而使沸腾换热系数增大。最大沸腾换热系数是光滑铜板的3倍以上。沸腾起始壁面过热度降低至2k。本发明的特殊结构使得换热基板的温度分布更均匀，更适用于电子芯片散热。因此，本发明的换热装置换热效率高，可以广泛应用在电子器件散热领域。

附图说明

图1为本发明截面示意图；

图2为本发明的俯视图；

图中：环形通孔金属泡沫1、方形通孔金属泡沫2、换热基板3。

具体实施方式

如图1所示，本实施例包括：换热基板3、烧结于换热铜基板3上的环形通孔金属泡沫1、烧结于换热基板3上的方形通孔金属泡沫2。

所述的环形通孔金属泡沫1的为孔隙较小的结构，所述的孔密度的范围为

60ppi～130ppi，所述的孔隙率的范围为0.8～0.9，所述的泡沫厚度为3mm～6mm。

所述的方形通孔金属泡沫2的为孔隙较大的结构，所述的孔密度的范围为5ppi～40ppi，所述的孔隙率的范围为0.92～0.98，所述的泡沫厚度为1mm～3mm。

本实施例所述的通孔金属泡沫1和通孔金属泡沫2通过钎焊法联结，以减小接触热阻。

上述通孔金属泡沫通过熔模铸造法制备得到，其中环形通孔金属泡沫1、方形通孔金属泡沫2和换热基板3为纯铜。

所述的换热基板3的尺寸视具体的电子器件的大小而定，环形通孔金属泡沫1、方形通孔金属泡沫2的厚度视接受换热量大小而定。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

技术特征：

技术总结
一种变密度金属泡沫散热器，由换热基板以及分别烧结于换热基板上的不同规格的通孔金属泡沫组成，其中：方形通孔金属泡沫位于换热基板中间部分，环形通孔金属泡沫位于方形通孔金属泡沫的外周且其孔隙更小。本发明孔隙较小的通孔金属泡沫毛细力较大，作为补充蒸发需要的液体的流通途径，孔隙较大的通孔金属泡沫更有利于气泡的逃逸，使得通孔金属泡沫把补充液体的流通路径和气泡的逃逸路径分离，大大减小了气泡逃逸时遇到的阻力，从而使沸腾换热系数增大。最大沸腾换热系数是光滑铜板的3倍以上。沸腾起始壁面过热度降低至2K。本发明的特殊结构使得换热基板的温度分布更均匀，更适用于电子芯片散热。因此，本发明的换热装置换热效率高，可以广泛应用在电子器件散热领域。

技术研发人员：徐治国;秦杰;王美琴
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2017.09.20
技术公布日：2018.02.16