一种树干型支撑柱均热板的制作方法

本发明涉及大功率微型电子器件的散热技术领域，更具体地，涉及一种树干型支撑柱均热板。

背景技术：

随着电子器件高速、高频化发展，大功率电子器件应用越来越广泛，电子器件向着小型化、紧凑化和高性能的方向发展，电子芯片的集成度也越来越高，导致芯片的发热量日益增加，尤其是局部热流过高的问题，严重影响了芯片的性能，单位面积的热通量每年都在增加，实践证明，随着电子器件自身温度的上升，其本身设备的失效率呈指数增长，温升50℃时寿命只有温升25℃时的1/6，调差结果表明单个半导体元件的温度升高10℃，系统的可靠性降低50％；另外，电子器件对温度均匀性有很高的要求，不均匀的温度分布会导致电子器件产生热变形，温度过高会造成电子器件疲劳损坏。

为了解决电子器件散热均温性和工质快速回流的问题，常规的散热方式有液冷、风冷、自然对流冷却等一些方法，新型散热方式有半导体冷却、合成射流冷却、液态金属冷却、碳纤维冷却等一些方法。然而这些方法难以满足现在电子器件的散热需求，因此，散热技术还需要开发研究，朝着更好的方向进行。

均热板是一个内壁具有毛细结构的真空腔体，腔体抽成真空并充入工质，当热量由热源传导至蒸发区时，腔体内的工质在低真空度的环境中发生液体气化现象，工质吸收热能且体积迅速膨胀，气相工质很快充满整个腔体，当接触到冷凝端时，便会发生凝结现象，从而释放出热能，凝结后的液态工质由于毛细结构的作用回流到蒸发端，此过程在腔体内周而复始，从而达到散热需求。均热板工质的回流依靠吸夜芯提供毛细力或者液态工质重力作用，然而存在毛细极限且液态工质重力势能不足以让液态工质完全回流至蒸发板，又导致均热板散热均温性效果不好。

因此，提高工质回流速度加快电子器件散热均温性和工质快速回流是均热板急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明为克服上述现有技术中均热板中工质回流速度慢的问题，提供一种树干型支撑柱均热板。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种树干型支撑柱均热板，包括蒸发板、冷凝板以及连接于所述蒸发板与所述冷凝板之间的连接板，所述蒸发板、连接板以及冷凝板之间围成密闭腔体，所述密闭腔体内填充有蒸发工质，所述密闭腔体中设置有若干个树状型支撑柱，所述树状型支撑柱用于连接所述蒸发板与所述冷凝板。

在本技术方案中，密闭腔体中设置有树状型支撑柱，树状型支撑柱连接于蒸发板与冷凝板上，树状型支撑柱的分叉能够使得冷凝板四面八方的工质迅速回流至蒸发板上，解决了均热板中工质回流速度慢的问题。

优选地，若干所述树状型支撑柱均匀设于所述密闭腔体中，所述树状型支撑柱外表面具有毛细结构。在本技术方案中，树状型支撑柱均匀设于密闭腔体中，可以使得从冷凝板、经树状型支撑柱回流至蒸发板上的工质均匀分布在密闭腔体各处，从而解决了均热板均温性问题。此外，树状型支撑柱的表面设置的毛细结构使重力不足的工质，通过具有毛细结构的树状型支撑柱引流至蒸发板上，解决了工质难以回流的问题。

优选地，所述树状型支撑柱包括设于蒸发板上的第一级支撑柱、若干个第二级支撑柱以及若干个第三级支撑柱；所述第二级支撑柱的一端与第一级支撑柱相连，所述第二级支撑柱的另一端与第三级支撑柱的一端相连，所述第三级支撑柱的另一端与所述冷凝板相连。在本技术方案中，若干第二级支撑柱以及若干第三级支撑柱的设置可以增大冷凝板上工质的回流范围。

优选地，所述第二级支撑柱与竖直方向穿过第二级支撑柱与第一级支撑柱的连接处的中心线的夹角为30°—80°。在本技术方案中，第二级支撑柱可以增大第三级支撑柱对冷凝板上工质的回流范围。

优选地，所述第二级支撑柱与竖直方向穿过第二级支撑柱与第一级支撑柱的连接处的中心线的夹角为45°。

优选地，所述第三级支撑柱与竖直方向穿过第三级支撑柱与第二级支撑柱的连接处的中心线的夹角为30°—80°。本技术方案中第三级支撑柱增大了冷凝板上工质的回流范围。

优选地，三级支撑柱与竖直方向穿过第三级支撑柱与第二级支撑柱的连接处的中心线的夹角为45°。

优选地，所述第二级支撑柱为四个，所述第三级支撑柱为四个。

优选地，所述第一级支撑柱、第二级支撑柱与第三级支撑柱的长度依次递减。在本技术方案中，第一级支撑柱、第二级支撑柱与第三级支撑柱的长度依次递减，可以加快位于冷凝板上的工质快速回流至蒸发板上。

优选地，所述冷凝板内表面上设置有疏水层，所述蒸发板内表面上设置有亲水涂层。在本技术方案中，冷凝板上设置的疏水层有利于凝结在冷凝板上的工质与冷凝板相脱离；蒸发板上设置的亲水层可以增长工质停留在蒸发板上的时间，便于工质在蒸发过程带走更多的热量。

与现有技术相比，有益效果是：

本发明提供的树状型均热板目的在于加快工质回流速度增加对电子器件的散热速率，其特点是树状型支撑柱表面具有微通道的毛细结构且各级支撑柱能够使冷凝板四面八方的工质迅速回流至蒸发板，使工质均匀分布在密闭腔体各处，从而解决了均热板均温性问题；树状型支撑柱另一优点是表面的毛细结构使重力不足的工质，通过具有毛细力的树状型支撑柱引流至蒸发板，解决了工质难以回流的问题，提高了散热效率。

附图说明

图1是本发明均热板分解图；

图2是本发明中树状型支撑柱的结构示意图；

图3是本发明中蒸发板的结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1

如图1至图3所示，一种树干型支撑柱均热板，包括蒸发1、冷凝板2以及连接于蒸发板1与冷凝板2之间的连接板3，蒸发板1、连接板3以及冷凝板2之间围成密闭腔体，密闭腔体内填充有蒸发工质，密闭腔体中设置有若干个树状型支撑柱4，树状型支撑柱4用于连接蒸发板1与冷凝板2。密闭腔体中设置有树状型支撑柱，树状型支撑柱4连接于蒸发板1与冷凝板2上，树状型支撑柱4的分叉能够使得冷凝板2四面八方的工质迅速回流至蒸发板1上，解决了均热板中工质回流速度慢的问题。

其中，若干树状型支撑柱4均匀设于密闭腔体中，树状型支撑柱4外表面具有毛细结构。树状型支撑柱4可以使得从冷凝板2、经树状型支撑柱4回流至蒸发板1上的工质均匀分布在密闭腔体各处，从而解决了均热板均温性问题。此外，树状型支撑柱4的表面设置的毛细结构使重力不足的工质，通过具有毛细结构的树状型支撑柱4引流至蒸发板1上，解决了工质难以回流的问题。需要说明的是，蒸发板1上可以设置若干凹槽5，树状型支撑柱4可以通过凹槽5设于蒸发板1上。

另外，树状型支撑柱4包括设于蒸发板1上的第一级支撑柱41、若干个第二级支撑柱42以及若干个第三级支撑柱43；第二级支撑柱42的一端与第一级支撑柱41相连，第二级支撑柱42的另一端与第三级支撑柱43的一端相连，第三级支撑柱43的另一端与冷凝板2相连。若干第二级支撑柱42以及若干第三级支撑柱43的设置可以增大冷凝板2上工质的回流范围。第一级支撑柱41、第二级支撑柱42以及第三级支撑柱43三者之间的比例关系可以由均热板的总厚度决定。

其中，第二级支撑柱42与竖直方向穿过第二级支撑柱42与第一级支撑柱41的连接处的中心线的夹角为30°—80°。第二级支撑柱42与竖直方向穿过第二级支撑柱42与第一级支撑柱41的连接处的中心线的夹角为45°第二级支撑柱42可以增大第三级支撑柱43对冷凝板2上工质的回流范围。

另外，第三级支撑柱43与竖直方向穿过第三级支撑柱43与第二级支撑柱42的连接处的中心线的夹角为30°—80°。第三级支撑柱43与竖直方向穿过第三级支撑柱43与第二级支撑柱42的连接处的中心线的夹角为45°。第三级支撑柱43增大了冷凝板2上工质的回流范围。

其中，第二级支撑柱42为四个，第三级支撑柱43为四个。

另外，第一级支撑柱41、第二级支撑柱42与第三级支撑柱43的长度依次递减。第一级支撑柱41、第二级支撑柱42与第三级支撑柱43的长度依次递减，可以加快位于冷凝板2上的工质快速回流至蒸发板1上。

其中，冷凝板2内表面上设置有疏水层，蒸发板1内表面上设置有亲水涂层。冷凝板2上设置的疏水层有利于凝结在冷凝板2上的工质与冷凝板2相脱离；蒸发板1上设置的亲水层可以增长工质停留在蒸发板1上的时间，便于工质在蒸发过程带走更多的热量。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。