专利名称：一种热扩展板的制作方法
技术领域：
本发明属于散热技术，特别是一种热扩展板。
背景技术：
局部高热流密度设备(如数据处理板、高功率微波设备、激光设备等)的散热冷却，关键在于将局部的高密度热流扩展为大面积的低密度热流，再采用散热器或冷板将设备的热量传递到外界环境中。传统的热扩展方法一般为采用高导热性能的材料并增加材料的厚度，另外也出现了多种专用的热扩展结构，如专利US6474074B2、专利CN1355415A等，这些 热扩展方法各有优缺点，有的方法加工简单、成本低但传热性能差，有的方法传热性能好但加工复杂、成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种传热性能好、可靠性高、加工简单、成本低廉的热扩展板。实现本发明目的的技术解决方案为一种热扩展板，由盖板、第一芯板、隔板、第二芯板、底板依次叠起并固定连接成一密封腔体，在抽真空后将工质充灌于该密封腔体内，所述盖板或者底板上开有用于充灌工质的孔，该孔与所述密封腔体相通。本发明与现有技术相比，其显著优点(1)中间集中热源可以通过许多流向板上冷端的通道，实现高效低热阻的热扩散。(2)用于局部高热流密度设备的散热冷却装置中，可以有效地将局部的高密度热源进行热扩散，试验表明其当量导热系数可达1000W/mK以上。(3)由于本热扩展板内仅包含槽道结构，内部无任何毛细结构，结构简单，无任何吸液芯，制造方便，成本低廉。下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
图I是本发明热扩展板装配的爆炸视图。图2是第一芯板主视图。图3是第一芯板A-A首I]视图。图4是第二芯板主视图。图5是隔板主视图。图6是盖板和底板主视图。图7是本发明热扩展板组装后的示意图。图8是图7的C-C剖视图。图9是图8的局部放大图。
具体实施方式
结合图1，本发明热扩展板，由盖板I、第一芯板2、隔板3、第二芯板4、底板5依次叠起并固定连接成一密封腔体，在抽真空后将工质充灌于该密封腔体内，所述盖板I或者底板5上开有用于充灌工质的孔，该孔与所述密封腔体相通。其中盖板I、第一芯板2、隔板3、第二芯板4、底板5的形状根据需要确定，如圆形、方形或不规则形状等。结合图2、图3和图4，本发明热扩展板的第一芯板2上包含有多个3个以上成辐射状围绕热源排列的细长孔21，每个细长孔靠近热源的一端称为始端，远离热源的另一端称为末端，其中一个细长孔与其相邻细长孔的始端或者末端两两相连构成一组连通的通道，各组通道彼此之间不相通；
在第二芯板4上开设和第一芯板2上同样排布的细长通孔41,但第二芯板4上的细长通孔41两两相连的位置与第一芯板2上细长孔21相连位置错开，即如果第一芯板2上的一细长孔末端与逆时针方向相邻的细长孔末端相连，则第二芯板4上对应位置(对应位置是指对应第一芯板2上的一细长孔位置)的一个细长通孔41末端与顺时针方向相邻的细长通孔末端相连，或者如果第一芯板2上的一细长孔始端与逆时针方向相邻的细长孔始端相 连，则第二芯板4上对应位置(对应位置是指对应第一芯板2上的一细长孔位置)的一个细长通孔41始端与顺时针方向相邻的细长通孔始端相连。所述细长孔21和细长通孔41的当量水力直径横截面在O. 5 3mm范围内，细长孔的长径比大于5，各个细长孔21的间距为O. 2 3臟，各个细长通孔41的间距为O. 2 3mm。结合图5，本发明热扩展板的隔板3上开设与第一芯板2的细长孔数量相同的圆孔31，该圆孔31的直径与第一芯板2的细长孔的水力直径相当，圆孔31的位置对应于第一芯板2细长孔的未相连的始端或者末端。本发明热扩展板的第一芯板2上的细长孔构成的通道在盖板I和隔板3间形成流道，第二芯板4上的细长通孔构成的通道在隔板3和底板5间形成流道，靠近热源的流道端称为流道始端，远离热源的流道端成为流道末端，第一芯板2和第二芯板4上的通道末端或者始端分别通过隔板3上的圆孔两两相连，所有通道连接成一个无交错的环，如图7、图8和图9。本发明通过盖板、2个带细长孔的芯板、隔板和底板形成2层通道，每层通道均呈辐射状，2层通道互连，形成一封闭的、无交错的环。由各零件所形成的密封腔体内抽真空后充入工质时，工质在腔体内部通道内形成无规则的、一段一段的液柱和气柱；当热扩展板中心与热源接触时，通道内的液态工质受热，部分液体汽化，压力上升，推动周围的液柱运动；如此，将形成随机无规则的气、液两相剧烈运动，从而将热源的热量扩展至整个热扩展板上。本发明由于包含有2层相连的通道，2层通道均通过隔板上的圆孔相连，上下两层通道内工质压力不均衡性更大，内部运动更加剧烈，热扩展性能也更好。本发明的热扩展板由盖板I、第一芯板2、隔板3、第二芯板4、底板5、和工质构成。I、在第一芯板2上开细长孔，孔的长径比一般大于5，孔的一端位于热源侧(始端)，另一端位于板的外侧(末端)。所有的孔在孔的始端或者末端两两相连。2、在第二芯板4上开和芯板I上同样排布的细长孔，但芯板2上的孔两两相连的位置需要与第一芯板2上两孔相连位置错开，即如果第一芯板2上某孔末端(或者始端)与左侧(或上部)孔末端(或者始端)相连，则第二芯板2上对应位置的孔末端(或者始端)与右侦仪或下部)孔末端(或者始端)两连。
3、在隔板上开与芯板细长孔数量相同的圆孔，圆孔的直径与芯板上细长孔的水力直径相当，圆孔的位置对应于2个芯板上细长孔的始端或者末端。4、第一芯板2上的多个细长孔在盖板I及和隔板3间形成多个通道、第二芯板4上的细长孔在隔板3和底板5间形成多个通道；靠近热源的通道端称为通道始端，远离热源的通道端成为通道末端；第一芯板2和第二芯板4上的通道末端(或者始端)分别通过隔板3上的孔两两相连，所有通道连接成一无交错的环。5、底板和盖板均制作成平板，底板或盖板上可以开用于充灌工质的充注孔，充注孔与2个芯板任意孔相连。6、底板、芯板和盖板均采用导热性能良好的材料制作。7、将底板、芯板I、隔板、芯板2和盖板依次叠好并焊接成一密封整体，先将密封的 通道抽成真空，再将工质充灌于密封的通道内。
权利要求
1.一种热扩展板，其特征在于由盖板(I)、第一芯板(2)、隔板(3)、第二芯板(4)、底板(5)依次叠起并固定连接成一密封腔体，在抽真空后将工质充灌于该密封腔体内，所述盖板(1)或者底板(5)上开有用于充灌工质的孔，该孔与所述密封腔体相通。
2.根据权利要求I所述的热扩展板，其特征在于第一芯板(2)上包含有多个细长孔(21)，每个细长孔靠近热源的一端称为始端，远离热源的另一端称为末端，其中一个细长孔与其相邻细长孔的始端或者末端两两相连构成一组连通的通道，各组通道彼此之间不相通； 在第二芯板(4)上开设和第一芯板(2)上同样排布的细长通孔(41),但第二芯板(4)上的细长通孔(41)两两相连的位置与第一芯板(2)上细长孔(21)相连位置错开，S卩如果第一芯板(2)上的一细长孔末端与逆时针方向相邻的细长孔末端相连，则第二芯板(4)上对应位置的一个细长通孔(41)末端与顺时针方向相邻的细长通孔末端相连，或者如果第一芯板(2)上的一细长孔始端与逆时针方向相邻的细长孔始端相连，则第二芯板(4)上对应位置的一个细长通孔(41)始端与顺时针方向相邻的细长通孔始端相连。
3.根据权利要求I或2所述的热扩展板，其特征在于隔板(3)上开设与第一芯板(2)的细长孔数量相同的圆孔(31)，该圆孔(31)的直径与第一芯板(2)的细长孔的水力直径相当，圆孔(31)的位置对应于第一芯板(2)细长孔的未相连的始端或者末端。
4.根据权利要求I或2所述的热扩展板，其特征在于第一芯板(2)上的细长孔构成的通道在盖板(I)和隔板(3)间形成流道，第二芯板(4)上的细长通孔构成的通道在隔板(3)和底板(5)间形成流道,靠近热源的流道端称为流道始端,远离热源的流道端成为流道末端，第一芯板(2)和第二芯板(4)上的通道末端或者始端分别通过隔板(3)上的圆孔两两相连，所有通道连接成一个无交错的环。
5.根据权利要求2所述的热扩展板，其特征在于细长孔(21)和细长通孔(41)的当量水力直径为O. 5 3mm，细长孔或细长通孔的长径比大于5，各个细长孔(21)的间距为O. 2^3mm,各个细长通孔(41)的间距为O. 2 3mm。
全文摘要
本发明公开了一种热扩展板，由盖板、第一芯板、隔板、第二芯板、底板依次叠起并固定连接成一密封腔体，在抽真空后将工质充灌于该密封腔体内，所述盖板或者底板上开有用于充灌工质的孔，该孔与所述密封腔体相通。本发明中间集中热源可以通过许多流向板上冷端的通道，实现高效低热阻的热扩散；用于局部高热流密度设备的散热冷却装置中，可以有效地将局部的高密度热源进行热扩散；由于本热扩展板内仅包含槽道结构，内部无任何毛细结构，结构简单，无任何吸液芯，制造方便，成本低廉。
文档编号F28D15/02GK102967163SQ20121049993
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月29日 优先权日2012年11月29日
发明者杨盛霞, 余涛 申请人:南京卡立得热能科技有限公司