CN102595861B - 一种带内烧结结构支撑柱的均热板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带内烧结结构支撑柱的均热板，在上盖板与下盖板之间的空腔内设置有上盖板烧结毛细芯和下盖板烧结毛细芯，下盖板内底面分布有多个支撑柱和多个凹陷结构的应力吸收环，上盖板烧结毛细芯和下盖板烧结毛细芯上开设有供支撑柱穿过的多个支撑柱安装孔；所述下盖板烧结毛细芯的下表面分布有多个烧结时自然形成的与应力吸收环的凹陷处对应配合的凸台。均热板的应力吸收环可有效吸收形变，区域化的支撑柱分布，消除了其对下盖板强化沸腾结构的影响；支撑柱内毛细吸液芯缩短了冷凝段液态工质的回流路径，并使均热板内部强化沸腾产生的上升蒸汽与回流下降的液体工质分隔开，避免了蒸汽与液体工质界面相接触产生的剪切效应，提高了传热能力。

Description

一种带内烧结结构支撑柱的均热板

技术领域

本发明涉及电子元器件散热用均热板，尤其涉及一种带内烧结结构支撑柱的均热板。

背景技术

随着电路集成化的程度越来越高，封装密度以及工作频率不断提高，使得单位容积的电子元件发热量和单个芯片的能耗加大，设备紧凑化结构的设计又使得散热更加困难，因而迫切需要解决高效散热技术难题。传统的空气自然对流、空气强制对流、液体自然对流等冷却方式已很难满足电子领域进一步发展的需求；液体强制对流和气/液相变等特种散热方式，已成为目前和今后一段时间内电子领域散热方式的选择。热管式散热技术具有高传热性能，优良的等温性，无需额外动力驱动等优点，所以大量应用于电子电器设备的散热上。但其热传导方式是一维的，在某些应用场合会受限于较小的传热面积和较大的接触热阻，使得传热能力受限。均热板相比普通热管，热传导的方式不相同，其热传导方式是二维的，是面的热传导方式，可以迅速将一个或多个集中点热源的高热流密度近乎等温的均布到一个大的平面，因而可迅速降低其热流密度；平面的结构可以直接与目前绝大多数的电子领域热源(芯片)直接接触，降低了系统的整体热阻。因此，均热板被广泛应用到电子散热领域。平板热管散热技术研究进展(陈金建，化工与进展，2009年12期)介绍了传统的均热板，其存在着冷凝段工质回流路程长，容易造成蒸发段液态工质干涸；真空腔内无支撑结构，盖板容易塌陷，从而造成热源与均热板的接触热阻变大等问题。

目前，现有技术通过在均热板的上、下盖板之间每隔0.6-1.2cm增加用于导流的铜柱，以增加均热板的上、下盖板之间的强度。然而以阵列的方式增加了支撑铜柱之后，下盖板的强化沸腾结构受到了破坏，一定程度上影响了均热板的传热性能。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明提供结构一种简单、传热效果好的带内烧结结构支撑柱的均热板，缩短了冷凝段液态工质回流路径，避免均热板工作时出现携带极限，保持上、下盖板的平整度，且适用于单热源与多热源的场合。

本发明技术方案如下：

一种带内烧结结构支撑柱的均热板，包括上盖板、下盖板，上盖板与下盖板之间构成空腔，其周围密封构成均热板，在均热板内部填充有传热液体工质，特点是在上盖板与下盖板之间的空腔内设置有上盖板烧结毛细芯和下盖板烧结毛细芯，所述下盖板内底面分布有多个支撑柱和多个凹陷结构的应力吸收环，所述上盖板烧结毛细芯和下盖板烧结毛细芯上开设有供支撑柱穿过的多个支撑柱安装孔；所述下盖板烧结毛细芯的下表面分布有多个与应力吸收环的凹陷处对应配合的凸台。该凸台是在烧结过程中自然形成。

支撑柱为空心柱体结构，其内填充有毛细吸液芯。

该应力吸收环相互间隔，呈五环状分布在下盖板上表面的各个支撑柱之间。五环状分布具体为，周围四个，中部一个。

在上盖板或者下盖板的边缘开设有注液管连接口。在注液管连接口连接有注液管，注液管与注液管连接口采用钎焊的方式连接。

所述上盖板烧结毛细芯和下盖板烧结毛细芯为铜粉烧结制得，铜粉型态为树枝状、球状中的一种或者两种混合。

所述上盖板与下盖板之间的连接、以及支撑柱与上盖板和下盖板之间的连接，均采用烧结扩散焊的方式连接。

所述传热液体工质为离子水、乙醇或甲醇。

为了更好地导热，所述上盖板、下盖板为铜。也可采用其他金属。

本发明的有益效果是：

1、支撑柱与应力吸收环的布置，形成区域化布局，使得支撑柱间的间隙处可以尽量接触热源，避免了传统均热板增加支撑结构对下盖板强化沸腾结构的破坏，也使得均热板在多热源的应用场合下具有很好的均温性。

2、支撑柱内部的毛细吸液芯，工作时其外部充满着由蒸发段产生的气相工质，气相工质接触到比较冷的上盖板区域，释放热量，冷凝为液体工质后又由支撑柱内部的毛细吸液芯产生的毛细力回到蒸发段。因此，气相工质与液体工质在真空腔内部被分流，可以避免液气界面间的剪切作用，增大均热板的传热能力。

3、下盖板上的支撑柱之间的间隙处的应力吸收环，可以减小均热板受热膨胀产生的应力，应力吸收环的内部无需加入支撑柱，即可以保持上盖板、下盖板的平整性。

4、本发明技术手段简便易行，便于推广应用。

附图说明

图1为本发明装配结构示意图。

图2为本发明上盖板结构示意图。

图3为本发明下盖板底面结构示意图。

图3a是下盖板底面无支撑柱时的剖视结构示意图。

图4为本发明支撑柱的结构示意图。

图5为本发明下盖板烧结毛细芯上的凸台3b朝上(为便于更加清晰体现结构)时的示意图。在烧结过程中，凸台3b与应力吸收环5相对应。凸台3b的形成过程可以是由散落在应力吸收环5内的铜粉，经过烧结自然形成。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，本发明带内烧结结构支撑柱的均热板，包括上盖板1、下盖板4，上盖板1与下盖板4之间构成空腔，其周围密封构成均热板，在均热板内部填充有传热液体工质，在上盖板1与下盖板4之间的空腔内设置有上盖板烧结毛细芯2和下盖板烧结毛细芯3，所述下盖板4内底面分布有多个支撑柱6和多个凹陷结构的应力吸收环5，所述上盖板烧结毛细芯2和下盖板烧结毛细芯3上开设有供支撑柱6穿过的多个支撑柱安装孔3a；

所述下盖板烧结毛细芯3的下表面分布有多个与应力吸收环5的凹陷处对应配合的凸台3b。该凸台3b是在烧结过程中自然形成。

如图5所示。支撑柱6为空心柱体结构，其内填充有毛细吸液芯6a。

如图1、图3、图5所示。该应力吸收环5相互间隔，呈五环状分布在下盖板4上表面的各个支撑柱6之间。

如图3所示。应力吸收环5的五环状分布具体为，周围四个，中部一个。当然还可以采用其他形状分布。应力吸收环5可采用冲压的方法形成。

如图2所示。在上盖板1的边缘处有一注液管连接口1a；当然，该注液管连接口1a也可设置在下盖板4的边缘。

所述上盖板烧结毛细芯2和下盖板烧结毛细芯3为铜粉烧结制得，铜粉型态为树枝状、球状中的一种混合烧结，也可以是两种混合烧结而成。该上盖板烧结毛细芯2和下盖板烧结毛细芯3也可以采用其他形状的金属颗粒烧结而成。

所述上盖板1与下盖板4之间的连接、以及支撑柱6与上盖板1和下盖板4之间的连接，均采用烧结扩散焊的方式连接；所述注液管连接口1a连接有注液管，注液管与注液管连接口1a采用钎焊的方式连接。注液管用于对均热板内部抽真空与灌注工质液体。

所述上盖板1、下盖板4为可采用铜质材料，也可采用其他金属材料。

如图2所示，上盖板1为凹腔状，可通过冲压成形。

如图4所示，支撑柱6内部毛细吸液芯6a，使气相工质与传热液体工质分离。该毛细吸液芯6a可以采用树枝状、球状中的一种混合烧结，或者是两种混合烧结而成，也可以采用其他形状的金属颗粒烧结而成。

所述毛细吸液芯6a，以及上盖板烧结毛细芯2和下盖板烧结毛细芯3所选择铜粉目数为100～300目；

如上所述便可较好地实现本专利。以上所述仅为本发明较佳实施例而已，不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所做的等效变化与修饰，皆应仍属于本发明专利涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种带内烧结结构支撑柱的均热板，包括上盖板、下盖板，上盖板与下盖板之间构成空腔，其周围密封构成均热板，在均热板内部填充有传热液体工质，其特征在于：在上盖板与下盖板之间的空腔内设置有上盖板烧结毛细芯和下盖板烧结毛细芯，所述下盖板内底面分布有多个支撑柱和多个凹陷结构的应力吸收环，所述上盖板烧结毛细芯和下盖板烧结毛细芯上开设有供支撑柱穿过的多个支撑柱安装孔；所述下盖板烧结毛细芯的下表面分布有多个与应力吸收环的凹陷处对应配合的凸台；

所述支撑柱为空心柱体结构，其内填充有毛细吸液芯。

2.根据权利要求1所述的带内烧结结构支撑柱的均热板，其特征在于：该应力吸收环相互间隔，呈五环状分布在下盖板上表面的各个支撑柱之间。

3.根据权利要求1所述的带内烧结结构支撑柱的均热板，其特征在于：所述应力吸收环的五环状分布具体为，周围四个，中部一个。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的带内烧结结构支撑柱的均热板，其特征在于：在上盖板或者下盖板的边缘开设有注液管连接口。

5.根据权利要求4所述的带内烧结结构支撑柱的均热板，其特征在于：所述上盖板烧结毛细芯和下盖板烧结毛细芯为铜粉烧结制得，铜粉型态为树枝状、球状中的一种或者两种混合。

6.根据权利要求4所述的带内烧结结构支撑柱的均热板，其特征在于：所述上盖板与下盖板之间的连接、以及支撑柱与上盖板和下盖板之间的连接，均采用烧结扩散焊的方式连接；所述注液管连接口连接有注液管，注液管与注液管连接口采用钎焊的方式连接。

7.根据权利要求4所述的带内烧结结构支撑柱的均热板，其特征在于：所述上盖板、下盖板为铜。

8.根据权利要求4所述的带内烧结结构支撑柱的均热板，其特征在于：所述传热液体工质为离子水、乙醇或甲醇。