专利名称：一种均热板的吸液芯结构的制作方法
技术领域：
一种均热板的吸液芯结构技术领域[0001]本实用新型涉及均热板，具体涉及均热板的吸液芯结构。
背景技术：
[0002]随着高性能电子技术的不断进步，实际应用中要求电子器件运行高速化和结构尺度微型化。在电子器件的运行高速化和结构尺度微型化的同时，高度集成的电子器件必然导致更高的热流密度。因此，散热问题已经成为制约电子技术发展的瓶颈。[0003]目前均热板作为一种高效的散热装置已广泛应用于电子器件的散热当中，相比于传统的散热技术，均热板散热效率高，均温性好。均热板主要包括蒸发部和冷凝部以及散热工质，液态工质在蒸发部吸热后蒸发，到达冷凝部后冷凝放热，并由外部散热设备将热量带走；冷凝后的工质通过吸液芯结构输送回蒸发部。其中，吸液芯结构为毛细结构，通过毛细吸力将冷凝液输送回蒸发部。现有技术中吸液芯结构分为粉末烧结和丝网烧结类吸液芯和槽道类吸芯，其中，粉末烧结和丝网烧结类吸液芯通过粉末烧结或丝网烧结形成，其内的毛细孔连接成毛细流动通道；槽道类吸芯通过在基体上设置平行的槽道形成；现有技术存在以下的不足[0004]I、粉末烧结和丝网烧结类吸液芯，由于毛细孔半径小，毛细压力大，因此流动阻力大，渗透率小，散热效率不高。[0005]2、槽道类吸液芯，渗透率大，但是毛细压力小，不能给工质提供足够的回流动力， 将会降低均热板的散热效率。[0006]3、槽道类吸液芯由于槽道为相互独立平行设置，局部堵塞后造成局部高温，均温性能较差。实用新型内容[0007]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种毛细吸力大、流动阻力小且均温性能好的均热板的吸液芯结构。[0008]本实用新型的目的通过以下的技术方案实现[0009]一种均热板的吸液芯结构，包括多个由中心向外辐射的冷凝区，每一冷凝区由位于中心的起端槽道向外逐级分叉形成的多级槽道结构构成，每一级包括至少两条细槽道， 各级中细槽道的数量由中心向外逐级增多；每一级中的细槽道之间以及各级的细槽道之间相互连通使每一冷凝区形成网络状槽道结构；[0010]所述后一级的细槽道的宽度小于前一级的细槽道的宽度，后一级的细槽道的长度小于或等于前一级的细槽道的长度。[0011]本实用新型的均热板的吸液芯结构的一个优选方案，其中，所述相邻两冷凝区之间设有由中心向外延伸的直通道，该直通道的宽度大于冷凝区中各条细槽道的宽度；所述直通道的两侧设有连接通道将所述相邻两冷凝区中各级细槽道连接到直通道上，所述连接通道的宽度小于直通道的宽度。[0012]采用上述优选方案的目的在于，如果相邻两冷凝区的各级细槽道之间没有连通， 那么两者的毗连区域的液态工质无法流动从而导致局部高温，影响均温性能，而采用上述的技术方案后，由于直通道的宽度大于细槽道和连接通道的宽度，因此两侧细槽道内的液态工质会在毛细吸力作用下流动至直通道内，直通道由于宽度大，流动阻力小，起到加速运输工质的作用，从而对相邻两冷凝区的毗连区域进行散热，防止局部高温，提高均温性和散热效率。[0013]本实用新型的均热板的吸液芯结构的另一个优选方案，其中，后一级的细槽道的宽度与前一级细槽道的宽度的比大于O小于1，优选的范围为O. 6 O. 8 ;后一级的细槽道的长度与前一级细槽道的长度的比大于O小于等于1，优选的范围为O. 6 O. 8。采用上述优选参数，更有利于在增大毛细压力的同时能有效降低流体阻力。[0014]本实用新型的均热板的吸液芯结构的再一个优选方案，其中，所述槽道的分叉角为O。 120°，优选45°。采用上述角度值能降低流体阻力，有利于流体流动。[0015]本实用新型的均热板的吸液芯结构的再一个优选方案，其中，从所述的起端槽道起，每一级的每一细槽道均一分为二，分叉后的细槽道弯折成平行状态向外延伸；同一级相邻两细槽道分出的四条细槽道中，位于中间的两条相交后合并成一条，使得后一级的细槽道的数量比前一级的细槽道的数量多一个；各级相邻的细槽道首尾相连通形成多边形网络状槽道结构。[0016]本实用新型的均热板的吸液芯结构的再一个优选方案，其中，各级槽道结构之间由同心的圆弧形通道分隔；从所述的起端槽道起，每一级的每一细槽道均一分为二，上一级的细槽道向外延伸至和该级与下一级之间的圆弧形槽道相交，每个交点分叉成两条细槽道形成下一级槽道结构；所述各级的细槽道以及圆弧形通道相互连通形成网络状槽道结构。[0017]本实用新型的均热板的吸液芯结构的再一个优选方案，其中，从所述的起端槽道起，每一级的每一细槽道均一分为二，分叉后的细槽道弯折成平行状态向外延伸；同一级相邻两细槽道分出的四条细槽道中，位于中间的两条通过水平通道连接在一起；所述各级的细槽道以及水平通道相互连通形成网络状槽道结构。[0018]本实用新型的均热板的吸液芯结构的再一个优选方案，其中，所述多个冷凝区的外围设有环形通道，每一冷凝区的最后一级的细槽道与该环形通道连通。采用该技术方案的目的在于，各个冷凝区中的液态工质在多级细槽道的毛细吸力作用下汇集到环形通道内，便于集中后再回流至蒸发部。[0019]本实用新型的均热板的吸液芯结构的再一个优选方案，其中，所述的网络状槽道结构通过在铜板或铝板上利用化学腐蚀的方法制成。[0020]本实用新型的均热板的吸液芯结构的再一个优选方案，其中，后一级的细槽道的宽度与前一级细槽道的宽度的比为O. 74，后一级的细槽道的长度与前一级细槽道的长度的比为O. 74;所述槽道的分叉角为45°。[0021]一种应用上述的均热板的吸液芯结构制成的均热板，包括蒸发部和冷凝部，其中， 冷凝部由所述的吸液芯结构制成，蒸发部内设有吸热芯，所述吸液芯结构中的由网络状槽道结构围成的部分形成支撑柱，该支撑柱支撑在蒸发部的吸热芯上。上述吸热芯通常由粉末烧结或烧结丝网形成。[0022]本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果4[0023]I、毛细吸力大。本实用新型中，由于所述的冷凝区由从中心向外分布的多级槽道结构构成，后一级的细槽道数量逐级多于上一级的细槽道的数量，各级细槽道之间以及同一级细槽道之间相互连通形成具有植物叶脉分形特点的网络回路结构，并且后一级的细槽道的宽度小于前一级的细槽道的宽度，亦即细槽道从中心向外侧数量逐渐增多且宽度逐渐减小，形成有利于增大毛细吸力的叶脉形结构，从而大大提高了毛细吸力，提高散热效率。[0024]2、流动阻力小。本实用新型中，冷凝区的网络状槽道结构所形成的网络回路是一种并联加串联的结构，其中并联结构能够减小流动阻力；此外，一般来说，细槽道从宽度大的始端到宽度小的末端，流动阻力会逐渐增大，影响流动阻力的因素包括细槽道的宽度和长度，宽度越小、长度越长，流动阻力就越大，而在本实用新型中，细槽道分成多级，只要将后一级的细槽道的长度设置成小于上一级的细槽道的长度，就能进一步减少了流动阻力， 使得整个吸液芯结构的流动阻力小。[0025]3、不容易堵塞。本实用新型中，各级的细槽道相互连接形成网络状槽道结构，因此即使某个局部位置堵塞，冷凝液也可以通过其他通道回流，因此不会因堵塞而出现局部高温。[0026]4、均温性能好。本实用新型中，由于吸液芯结构中布满了相互连通的网络状细槽道，各部分均匀散热，并且即使局部堵塞也不会出现局部高温，因此均温性能大大提升，使电子元件免于因散热不均匀而造成损害。[0027]5、本实用新型的吸液芯结构由于吸液芯为槽道的形式，其竖向截面也相当于毛细管流动截面，冷凝液可以在槽道内作竖向的回流，亦即冷凝液可以直接从冷凝部沿着槽道的侧壁向下回流至蒸发部。现有的槽道形式的吸液芯，其中的槽道平行设置且不相互连通， 长度方向压力相对于本实用新型较小，虽然也可以在高度方向回流，但是回流量较小；而现有的丝网和粉末烧结类型的吸液芯，是将吸液芯铺设于均热板腔体壁壳上，而并不是整个均热板空间，因此冷却液必须作径向的回流聚集后才能回流至蒸发部；因此本实用新型的工质回流速度更快，散热效率更高。[0028]6、由本实用新型的吸液芯结构制成的均热板的强度大。现有的均热板的冷凝部与蒸发部之间通常只设置几根支撑柱进行支撑，而本实用新型中，均热板的吸液芯结构中由网络状槽道结构围成的部分形成的支撑柱数量很多，这些支撑柱支撑在蒸发部的吸热芯上，使得整个均热板的强度大大提升。[0029]需要强调的是，本实用新型的构思来自于植物叶脉多边形网络回路结构的启示， 植物叶脉多边形网络回路结构作为自然界经过亿万年优胜劣汰的选择，已进化成适应自然环境的最优结构，是传热传质的最优通道，并且可以防止因为局部叶脉堵塞而造成对植物叶片的伤害。本实用新型的均热板的吸液芯结构与植物叶脉多边形网络回路结构相似，其毛细吸力大、流动阻力小、局部堵塞不会造成局部高温的有益效果可以从植物叶脉多边形网络回路结构的生理作用中得到验证。
[0030]图I为本实用新型的均热板的吸液芯结构的实施例I的结构示意图。[0031]图2为图I的局部结构示意图。[0032]图3为本实用新型的细槽道的立体结构示意图。[0033]图4为本实用新型的细槽道的分叉结构示意图。图5为本实用新型的均热板的吸液芯结构中冷凝液的流动示意图。图6为应用本实用新型的吸液芯结构制成的均热板的结构示意图。图7为本实用新型的实施例2中网络状槽道结构的结构示意图。图8为本实用新型的实施例3中网络状槽道结构的结构示意图。
具体实施方式
[0038]实施例I[0039]参见图I 图4，本实施例的均热板的吸液芯结构设置于一个由铜制成的圆盘形的均热板壁壳8上，该吸液芯结构包括15个由均热板壁壳8中心向边沿辐射的扇形冷凝区7。每一冷凝区7由位于中心的起端槽道9向外逐级分叉形成的12级槽道结构构成。其中，起端槽道9为零级，零级分叉点I 一分为二，使得第一级具有两条细槽道3，两分叉的细槽道3之间的夹角为45°，即分叉角，两分叉的细槽道3弯折成平行状态向外延伸；第一级的两细槽道3的分叉点II分别一分为二，分叉角θ2也为45°，分叉后的四条细槽道3中，位于中间的两条相交后合并成一条，使得第二级具有三条细槽道3，这三条细槽道3弯折成平行状态向外延伸；第二级的三条细槽道3的分叉点III也是一分为二，分叉角θ3也为45°，分叉后形成六条细槽道3，位于中间的四条中，两两相交，且相交的两条合并成一条，使得第三级具有四条细槽道3，这四条细槽道3弯折成平行状态向外延伸；类似地，往后的各级中的细槽道3的分叉点均一分为二，同一级相邻两细槽道3分出的四条细槽道3中，位于中间的两条相交后合并成一条，并与其他细槽道3平行向外延伸，分叉角均为 45°，使得每一级的细槽道3的数量比前一级的数量多一个(参见图4)。由于每一级的细槽道3由上一级分叉而成，而本级的细槽道3分叉后相交的两条又合并成一条，因此每一级的细槽道3均构成相互连通的六边形，使得整个冷凝区7形成由多个六边形相互连通形成的网络状槽道结构。[0040]参见图I和图2，在上述相邻两冷凝区7之间设有由中心向外延伸的直通道2，该直通道2的宽度大于冷凝区7中各个细槽道3的宽度，该直通道2的两侧设有连接通道4 将所述相邻两冷凝区7中各级细槽道3连接到直通道2上；所述连接通道4的宽度小于直通道2的宽度。[0041]参见I和图2，上述12个冷凝区7的外围(即圆形均热板壁壳8的边沿)设有环形通道5，各个冷凝区7的最后一级的细槽道3与该环形通道5连通。所述多条起端槽道9 在均热板壁壳8中心相交形成一圆柱形的凹槽6。[0042]参见图2和图3，上述各种槽道的尺寸如下起端槽道9的宽度为O. 8mm;直通道2 的宽度为I. 2mm ;连接通道4的宽度等于前一级细槽道3的宽度；第一级的细槽道3的宽度为O. 8mm,长度为2mm,高度为O. 5mm ;从第一级开始,后一级的细槽道3的宽度与前一级细槽道3的宽度的比为O. 74，后一级的细槽道3的长度与前一级细槽道3的长度的比为O. 74， 后一级的细槽道3的高度与前一级细槽道3的高度相同。[0043]上述的网络状槽道结构利用化学腐蚀的方法制成。[0044]参见图6，应用上述的吸液芯结构制成的均热板包括蒸发部和冷凝部，其中，冷凝部由所述的吸液芯结构制成，蒸发部内设有吸热芯10，所述吸液芯结构中的由网络状槽道结构围成的部分形成支撑柱1，该支撑柱I支撑在蒸发部的吸热芯上10 ;上述吸热芯10由粉末烧结形成。[0045]参见图5，工作时，气态工质由蒸发部上升到由本实用新型的吸液芯结构制成的冷凝部后，冷凝成液态工质，这些液态工质一部分直接从槽道中(包括细槽道3、直通道2和连接通道4等)沿竖直方向回流至蒸发部(图中大箭头所示)，另一部分在槽道中沿径向向外流动(图中小箭头所示)，并汇集到环形通道5后再回流至蒸发部。[0046]实施例2[0047]参见图7，本实施例中，每个冷凝区7由中心向外分为多级槽道结构，各级之间由同心的圆弧形通道11分隔，第一级由起端槽道9分叉形成的两细槽道3构成，分叉角Θ为 60° ;第一级的两细槽道3向外延伸并与第一级和第二级之间的圆弧形通道11相交，每个交点处分叉成两细槽道3，构成第二级，分叉角β为50° ;第二级的细槽道3向外延伸并与第二级和第三级之间的圆弧形通道11相交，每个交点处分叉成两细槽道3，构成第三级，分叉角Y为40° ;第三级的细槽道3向外延伸并与第三级和第四级之间的圆弧形通道11相交，每个交点处分叉成两细槽道3，构成第四级，分叉角α为30° ;依次类推，上一级的细槽道3向外延伸至和该级与下一级之间的圆弧形槽道11相交，每个交点分叉成两条细槽道3 形成下一级槽道结构，并且后一级的分叉角比前一级的分叉角角度小10°。上述各级的细槽道3以及圆弧形通道11相互连通形成网络状槽道结构。[0048]本实施例中，后一级的细槽道3的宽度与前一级细槽道3的宽度的比为O. 6，后一级的细槽道3的长度与前一级细槽道3的长度的比为O. 6。[0049]本实施例上述以外的其他实施方式与实施例I相同。[0050]实施例3[0051]参见图8，本实施例的网络状槽道结构与实施例I的不同之处在于，本实施例中， 同一级相邻两细槽道3分出的四条细槽道3不相交，位于中间的两条细槽道3通过水平通道12连通，上述各级的细槽道3以及水平通道12相互连通形成网络状槽道结构。[0052]本实施例各级细槽道3的分叉角Θ均为45°，后一级的细槽道3的宽度与前一级细槽道3的宽度的比为O. 8，后一级的细槽道3的长度与前一级细槽道3的长度的比为 O. 8。[0053]本实施例上述以外的其他实施方式与实施例I相同。[0054]上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，例如前一级的细槽道3的宽度与后一级细槽道3的宽度的比可以在大于O小于I之间选择，前一级的细槽道3的长度与后一级细槽道3的长度的比可以在大于O小于等于I 之间选择；细槽道3的分叉角为在0° 120°之间选择，各级细槽道3之间的分叉角可以相同，也可以不同；冷凝区的结构也可以是其他形式，只要能形成细槽道3数量逐级增多且构成相互连通的网状结构即可。总之，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种均热板的吸液芯结构，其特征在于，包括多个由中心向外辐射的冷凝区，每一冷凝区由位于中心的起端槽道向外逐级分叉形成的多级槽道结构构成，每一级包括至少两条细槽道，各级中细槽道的数量由中心向外逐级增多；每一级中的细槽道之间以及各级的细槽道之间相互连通使每一冷凝区形成网络状槽道结构；所述后一级的细槽道的宽度小于前一级的细槽道的宽度，后一级的细槽道的长度小于等于前一级的细槽道的长度。
2.根据权利要求I所述的均热板的吸液芯结构，其特征在于，所述相邻两冷凝区之间设有由中心向外延伸的直通道，该直通道的宽度大于冷凝区中各条细槽道的宽度；所述直通道的两侧设有连接通道将所述相邻两冷凝区中各级细槽道连接到直通道上，所述连接通道的宽度小于直通道的宽度。
3.根据权利要求2所述的均热板的吸液芯结构，其特征在于，后一级的细槽道的宽度与前一级细槽道的宽度的比为O. 6 O. 8，后一级的细槽道的长度与前一级细槽道的长度的比为O. 6 O. 8。
4.根据权利要求2所述的均热板的吸液芯结构，其特征在于，所述槽道的分叉角为 O。 120。。
5.根据权利要求I所述的均热板的吸液芯结构，其特征在于，从所述的起端槽道起，每一级的每一细槽道均一分为二，分叉后的细槽道弯折成平行状态向外延伸；同一级相邻两细槽道分出的四条细槽道中，位于中间的两条相交后合并成一条，使得后一级的细槽道的数量比前一级的细槽道的数量多一个；各级相邻的细槽道首尾相连通形成多边形网络状槽道结构。
6.根据权利要求I所述的均热板的吸液芯结构，其特征在于，各级槽道结构之间由同心的圆弧形通道分隔；从所述的起端槽道起，每一级的每一细槽道均一分为二，上一级的细槽道向外延伸至和该级与下一级之间的圆弧形槽道相交，每个交点分叉成两条细槽道形成下一级槽道结构；所述各级的细槽道以及圆弧形通道相互连通形成网络状槽道结构。
7.根据权利要求I所述的均热板的吸液芯结构，其特征在于，从所述的起端槽道起，每一级的每一细槽道均一分为二，分叉后的细槽道弯折成平行状态向外延伸；同一级相邻两细槽道分出的四条细槽道中，位于中间的两条通过水平通道连接在一起；所述各级的细槽道以及水平通道相互连通形成网络状槽道结构。
8.根据权利要求I所述的均热板的吸液芯结构，其特征在于，所述多个冷凝区的外围设有环形通道，每一冷凝区的最后一级的细槽道与该环形通道连通。
9.根据权利要求I所述的均热板的吸液芯结构，其特征在于，后一级的细槽道的宽度与前一级细槽道的宽度的比为O. 74，后一级的细槽道的长度与前一级细槽道的长度的比为O.74;所述槽道的分叉角为45°。
10.一种应用权利要求I 9任一项所述的均热板的吸液芯结构制成的均热板，其特征在于，包括蒸发部和冷凝部，其中，冷凝部由所述的吸液芯结构制成，蒸发部内设有吸热芯， 所述吸液芯结构中的由边网络状槽道结构围成的部分形成支撑柱，该支撑柱支撑在蒸发部的吸热芯上。
专利摘要本实用新型公开了一种均热板的吸液芯结构，包括多个由中心向外辐射的冷凝区，每一冷凝区由位于中心的起端槽道向外逐级分叉形成的多级槽道结构构成，每一级包括至少两条细槽道，各级中细槽道的数量由中心向外逐级增多；每一级中的细槽道之间以及各级的细槽道之间相互连通使每一冷凝区形成网络状槽道结构；所述后一级的细槽道的宽度小于前一级的细槽道的宽度，后一级的细槽道的长度小于等于前一级的细槽道的长度。本实用新型的吸液芯结构具有毛细吸力大、流动阻力小、均温性能、散热效率高的优点。
文档编号F28D15/02GK202738359SQ201220378870
公开日2013年2月13日 申请日期2012年7月31日 优先权日2012年7月31日
发明者刘旺玉, 彭毅, 田玉福 申请人:华南理工大学