用于真空腔结构的吸液芯及真空腔结构的制作方法

文档序号:13561759研发日期:2017年阅读:494来源:国知局
技术简介:
本专利针对传统真空腔结构中铜粉烧结与高温焊接工艺导致的厚度大、成本高、传热效率低问题,提出通过软模板结合电化学沉积技术直接在基板表面形成薄膜状吸液芯,利用孔径渐变设计优化工质传输路径,同时多层结构增强散热能力,实现轻量化、低成本与高效传热。
关键词:电化学沉积,吸液芯,传热性能

本实用新型涉及一种吸液芯和真空腔结构,具体地说,尤其涉及一种用于真空腔结构的包含多个孔洞薄膜状的吸液芯以及具有该吸液芯的真空腔结构。



背景技术:

随着科学技术的发展,电子产品逐渐趋于微小型化,由于电子产品的功能越来越多,其需要散热的元器件越来越集中在更小的范围内,因此电子产品的散热问题是电子产品设计和生产组装过程中必须考虑的一个重要议题。

现有均热板的内壁具有微细结构,主要依靠内部液体工质的相变进行散热。这种均热板通常应用于需小体积或需快速散热的电子产品中。

申请号为CN201310479595.9的中国专利公开了一种吸液芯结构,主要是通过仿照植物叶片的生长方式和结构,设计的一种仿生的吸液芯结构。当该吸液芯结构应用于均热板时,能够有利于工质在吸液芯结构中的传输,提高了均热板的散热能力。由于该吸液芯结构复杂,需要用到光刻等复杂且昂贵的设备,因此使得生产成本增加很多,同时因为热管和均热板制造过程中采用的高温烧结和扩散焊接方法也需要昂贵的设备,导致批量性生产的可能性很小。以均热板生产为例,单台扩散焊接炉成本就需要百万元人民币量级的花费,单次产能仅有百余片,且耗时数小时,也严重限制了企业对利润的追求和成本的降低。因此,急需开发一种能够克服上述缺陷的用于真空腔结构的吸液芯和具有该吸液芯结构的真空腔结构。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种用于真空腔结构的吸液芯,所述真空腔结构包含基板,其中,通过软模板结合电化学沉积方式在所述基板的表面形成薄膜状的所述吸液芯,所述吸液芯具有多个第一孔洞,所述多个第一孔洞的孔径沿第一方向逐渐增大。

上述的吸液芯,其中,所述多个第一孔洞的孔径的大小为1μm-1cm。

上述的吸液芯,其中,所述吸液芯的厚度为10μm-50mm。

上述的吸液芯,其中,任意相邻的两个所述第一孔洞之间具有孔壁,所述孔壁的厚度沿所述第一方向逐渐增大。

上述的吸液芯,其中,所述孔壁的材质为铜、铁、镍、锌、钛及锡金属材质的其中一种或其合金或任意组合。

上述的吸液芯,其中,所述孔壁的厚度的大小为1μm-1cm。

上述的吸液芯,其中,所述孔壁包含多个第二孔洞,每一所述第二孔洞的孔径小于每一所述第一孔洞的孔径。

本实用新型还提供一种真空腔结构,其中,包含:

基板;

盖板,所述基板和所述盖板相互密合且形成容置空间;

吸液芯,通过软模板结合电化学沉积方式在所述基板或所述盖板的内表面形成薄膜状的所述吸液芯,所述吸液芯具有多个第一孔洞,所述多个第一孔洞的孔径沿第一方向逐渐增大;以及

工质,填充于所述多个第一孔洞内。

上述的真空腔结构,其中,所述多个第一孔洞的孔径的大小为1μm-1cm。

上述的真空腔结构,其中,所述吸液芯的厚度为10μm-50mm。

上述的真空腔结构,其中,任意相邻的两个所述第一孔洞之间具有孔壁,所述孔壁的厚度沿所述第一方向逐渐增大。

上述的真空腔结构,其中,所述孔壁的材质为铜、铁、镍、锌、钛及锡金属材质的其中一种或其合金或任意组合。

上述的真空腔结构,其中,所述孔壁的厚度的大小为1μm-1cm。

上述的真空腔结构,其中,所述孔壁包含多个第二孔洞,每一所述第二孔洞的孔径小于每一所述第一孔洞的孔径,所述工质还填充于所述多个第二孔洞内。

上述的真空腔结构,其中,所述工质为液态工质。

上述的真空腔结构,其中,所述工质为超纯水、甲醇、乙醇、丙酮、苯、氨水的其中一种或任意组合。

上述的真空腔结构,其中,所述盖板和所述基板的材质相同。

上述的真空腔结构,其中,所述盖板和所述基板的材质不相同。

上述的真空腔结构,其中,所述盖板的材质包含至少一种金属材料。

上述的真空腔结构,其中,所述基板的材质包含至少一种金属材料。

本实用新型针对于现有技术其功效在于:

1.吸液芯采用软模板结合电化学沉积方式制备,直接在基板或盖板的表面形成多孔薄膜状的吸液芯,由于不需要用到铜粉烧结的工艺,因而可以将吸液芯的厚度做薄,进而使得真空腔结构的厚度变薄;还由于也不需要用到高温扩散焊焊接铜网的工艺,因而还可以避免使用高温度、较高压力的制备工艺,并且避免使用昂贵的工艺设备,为企业节省了巨大的设备投入以及后续的燃料消耗,同时使得制备工艺更加简单,而且能够提高产量;

2.由于吸液芯的多个第一孔洞的孔径沿第一方向逐渐增大,当真空腔结构使用该吸液芯时,使得工质更易在吸液芯的下层传输,亦即,工质集中在真空腔体结构的基板或盖板的内表面,从而避免过早达到携带极限,提高真空腔结构的散热极限,进而使得真空腔结构的传热性能提高;

3.由于吸液芯的孔壁具有更加微小的多个第二孔洞,增加了吸液芯的毛细力;当真空腔结构使用该吸液芯时,可以提高真空腔结构吸引和存储工质的能力,更有利于真空腔结构的散热性能改善。

附图说明

图1是本实用新型真空腔结构的结构示意图;

图2是本实用新型吸液芯表面的结构示意图;

图3是本实用新型吸液芯截面的结构示意图;

图4是图2的扫描电镜图;

图5是图3的扫描电镜图。

其中,附图标记:

1:真空腔结构

11:吸液芯

12:基板

121:内表面

13:盖板

131:内表面

14:工质

S:容置空间

111:第一孔洞

D1:孔径

112:孔壁

1121:第二孔洞

D2:孔径

Y:第一方向

W1:吸液芯的厚度

W2:孔壁的厚度

具体实施方式

兹有关本实用新型的详细内容及技术说明,现以一较佳实施例来作进一步说明,但不应被解释为对本实用新型实施的限制。

请参照图1-5,图1是本实用新型真空腔结构的结构示意图;图2是本实用新型吸液芯表面的结构示意图;图3是本实用新型吸液芯截面的结构示意图;图4是图2的扫描电镜图;图5是图3的扫描电镜图。如图1-5所示,本实用新型的真空腔结构1包含:吸液芯11、基板12、盖板13及工质14;基板12和盖板13相互密合且形成容置空间S;基板12具有一内表面121,通过软模板结合电化学沉积方式在基板12的内表面121上形成薄膜状的吸液芯 11,吸液芯11处于容置空间S中,但本实用新型并不以此为限。吸液芯11 具有多个第一孔洞111,多个第一孔洞111的孔径D1沿第一方向Y逐渐增大,其中,第一方向Y为自基板12的内表面121至盖板13的内表面131的方向,亦即,第一方向Y为吸液芯从靠近基板内表面到远离基板内表面的方向。在本实施例中,吸液芯11的第一孔洞111中的部分可以是在沿第一方向Y上完全上下贯通,第一孔洞111的孔径D1沿第一方向Y逐渐增大,亦即,靠近基板内表面121的第一孔洞111的孔径最小,靠近盖板内表面131的第一孔洞 111的孔径最大;吸液芯11的第一孔洞111中的部分可以是在第一方向Y上错位贯通,亦即,相邻的上下孔洞之间有部分重叠。工质14填充于多个第一孔洞111内,且工质14可以在多个第一孔洞111内流动,工质14更容易在吸液芯11的下层(亦即,靠近基板12的内表面121)传输,使得工质集中在真空腔结构1的基板12的内表面121,从而避免过早达到携带极限,提高了真空腔结构1的散热极限,进而提供了真空腔结构1的传热性能。

其中,软模板结合电化学沉积方式是指将真空腔结构的基板12或盖板13 作为阴极,以不溶性电极或同种金属板作为阳极,电解质为包含氢离子和金属离子的电解液,在电场的作用下,阴极表面同时发生氢气析出和金属离子的沉积过程,其中氢气作为软模板,沉积的金属离子填充在该软模板中,形成具有多个孔洞的薄膜状的吸液芯11。

在本实施例中,多个第一孔洞111的孔径D1的大小为1μm-1cm,吸液芯11的厚度W1为10μm-50mm,亦即,软模板的厚度,亦即,吸液芯的厚度为10μm-50mm,但本实用新型并不以此为限。

进一步地,任意相邻的两个第一孔洞111之间具有孔壁112,亦即,由金属离子沉积形成该孔壁,孔壁112的厚度W2沿第一方向Y逐渐增大,其中孔壁112的材质为铜、铁、镍、锌、钛及锡等金属材质的其中一种或其合金或任意组合,孔壁112的厚度W2的大小为1μm-1cm。

再进一步地,每一孔壁112中包含多个第二孔洞1121,每一第二孔洞1121 的孔径D2小于每一第一孔洞111的孔径D1,增加了吸液芯11的毛细力,工质还填充于每个第二孔洞1121,提高了真空腔结构11吸引和存储工质14的能力,更有利于真空腔结构1的散热性能改善。

更进一步地,工质14为液态工质,具体地说可包括超纯水、甲醇、乙醇、丙酮、苯、氨水的其中一种或任意组合;盖板13及基板12的材质均包含至少一种金属材料。在其他实施例中,盖板13及基板12其中一者的材质包含多种金属材料,其中另一者的材质包含一种金属材质;或者是盖板13及基板12 的材质均包含多种金属材料;或者是盖板13及基板12的材质均包含一种金属材料。本实用新型并不对盖板13、基板12、工质14以及孔壁112的材质进行限制。

需要说明的是,本发明的真空腔结构其所使用的盖板13及基板12的材质可以相同或不同。

值得注意的是,虽然在本实施例中,是通过软模板结合电化学沉积方式在基板12的内表面121上形成吸液芯11,但本实用新型并不以此为限,在本实用新型的另一实施例中,还可通过软模板结合电化学沉积方式在盖板13的内表面131上形成吸液芯,吸液芯具有多个第一孔洞,多个第一孔洞的孔径沿与第一方向Y相反的方向逐渐增大,孔壁112的厚度W2也沿与第一方向Y相反的方向逐渐增大,而吸液芯的具体结构与前述的吸液芯11的结构相同,在此就不再赘述了。在本实用新型的又一实施例中,还可通过软模板结合电化学沉积方式在基板12的内表面121上以及在盖板13的内表面131上均形成吸液芯,其中,在基板12的内表面121上形成的吸液芯具有多个第一孔洞,多个第一孔洞的孔径沿与第一方向Y逐渐增大,孔壁112的厚度W2也沿与第一方向Y逐渐增大;在盖板13的内表面131上形成吸液芯,吸液芯具有多个第一孔洞,多个第一孔洞的孔径沿与第一方向Y相反的方向逐渐增大,孔壁112 的厚度W2也沿与第一方向Y相反的方向逐渐增大;而吸液芯的具体结构与前述的吸液芯11的结构相同,在此就不再赘述了。

在本实用新型的再一实施例中,真空腔结构还可包含叠层设置的多层吸液芯,每层吸液芯的具体结构与前述的吸液芯结构相同,在此就不再赘述了。

需要说明的是,图2、3中虽然公开了第一孔洞111及第二孔洞1121的形状、数量以及分布形式,但本实用新型并不以此为限。

综上所述,本实用新型的吸液芯及真空腔结构具有如下优点:

1.吸液芯采用软模板结合电化学沉积方式制备,直接在基板或盖板的表面形成多孔薄膜状的吸液芯,不需要用到铜粉烧结的工艺,可以将吸液芯的厚度做薄,进而使得真空腔结构的厚度变薄;也不需要用到高温扩散焊焊接铜网的工艺,可以避免使用高温度、较高压力的制备工艺,并且避免使用昂贵的工艺设备,为企业节省了巨大的设备投入以及后续的燃料消耗,同时使得制备工艺更加简单,而且能够提高产量;

2.由于吸液芯的多个第一孔洞的孔径沿第一方向逐渐增大,当真空腔结构使用该吸液芯时,使得工质更易在吸液芯的下层传输,亦即,工质集中在真空腔体结构的基板或盖板的内表面,从而避免过早达到携带极限,提高真空腔结构的散热极限,进而使得真空腔结构的传热性能提高;

3.由于吸液芯的孔壁具有更加微小的多个第二孔洞,增加了吸液芯的毛细力;当真空腔结构使用该吸液芯时,可以提高真空腔结构吸引和存储工质的能力,更有利于真空腔结构的散热性能改善。

上述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并非用来限定本实用新型实施的范围,在不背离本实用新型精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

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