一體化型腔相變散熱器的製作方法

2023-12-12 12:09:32 2

本實用新型涉及散熱技術領域，具體涉及一種一體化型腔相變散熱器。

背景技術：

電子熱管理技術領域普遍是用的增加散熱面積的裝置一般稱為熱沉，設置熱沉的目的是將集中熱源的發熱量快速導到較大的散熱面積上進行換熱，從而達到強化散熱，有效降低熱源溫度目的。這種熱沉一般採用高導熱係數材料銅或鋁，由於銅材的重量大、成本高，除非特殊場合採用，所以熱沉材料多採用鋁材，鋁材質量輕、成本較低、導熱係數相對較高，所以成為了熱沉製作非常理想的材料。雖然熱沉採用了較高導熱係數材料，但是當熱沉相對於熱源尺寸較大時，其本身存在的熱阻導致熱沉上存在加大的溫度梯度，即熱沉的均溫性變得很差，這會降低熱沉面積的使用效率，所以經常為了滿足熱源的散熱需求而使用大量的金屬材料，將散熱做的很大，這就造成金屬材料的浪費，而且設備質量很大、很臃腫，增加了製作成本，不利於產品運輸應用。

鑑於以上問題，目前較多採用的方法是將金屬熱沉與相變熱管技術相結合，相變熱管有非常突出的低熱阻性能，整體均溫性好，通過將熱管嵌入熱沉基板和肋片中，可有效改善熱沉的整體均溫性，提高熱沉利用效率。雖然熱管與熱沉結合能有效提高熱沉的利用效率，但是這種結構方式在應用中也存在一定問題：首先，相對小尺寸的熱沉採用熱管，雖然能提高熱沉利用效率，但是熱沉與熱管之間的焊接接口數量增加，焊接工藝複雜，加工製作成本增加，經濟效益增加不明顯；其次，相對尺寸較大的熱沉，要實現其均溫性，需要採用大量熱管，結構複雜化，加工工藝複雜程度直線上升，使用門檻提高；另外，由於熱管是線結構的，而熱沉肋片是面結構的，所以即使用了熱管，其熱管與肋片之間的接觸熱阻也無法避免，熱沉本身的性能仍然無法提升到最佳。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本實用新型提出了一種一體化型腔相變散熱器，可以將熱沉整體利用率提升至最佳，極大的提高熱沉整體的換熱性能。

為實現上述技術方案，本實用新型提供了一種一體化型腔相變散熱器，包括：肋片凝結腔、基板蒸發腔、抽真空灌裝口、支撐加強筋和蒸發微槽道，所述肋片凝結腔由多個並行排布的肋片組成，基板蒸發腔固定在肋片凝結腔的底面，多個支撐加強筋分組固定在肋片凝結腔內部，蒸發微槽道設置在基板蒸發腔與肋片凝結腔相結合的蒸發麵上，抽真空灌裝口安裝在基板蒸發腔的側邊上。

在上述技術方案中，肋片凝結腔與基板蒸發腔固定後組成一個散熱器空腔，通過抽真空灌裝口將散熱器空腔內部抽真空，同時充入相變工質，使散熱器空腔整體內部進行相變換熱，利用相變換熱將熱量從熱源通過基板迅速帶到肋片壁面進行散熱，提高整體均溫性，熱沉整體利用率提升至最佳，極大的提高了散熱器整體的換熱性能。同時通過在基板蒸發腔與肋片凝結腔相結合的蒸發麵上設置蒸發微槽道，利於擴大基板的傳熱面積，從而增強基板蒸發腔的蒸發效果。由於操作過程中，肋片凝結腔內抽真空，在較大的負壓下，可能導致肋片變形，因此在肋片凝結腔內增加多組支撐加強筋，保證肋片不會因為負壓而變形。

優選的，所述肋片採用中空結構，肋片的內部設置有中空腔。肋片採用中空結構可以擴大肋片的散熱面積，從而增強相變工質在肋片內的散熱效率。

優選的，所述肋片的表面設置有加強筋，進一步保證肋片不會因為負壓而變形。

優選的，所述蒸發微槽道表面開設有凹凸間隔的溝壑，通過凹凸間隔的溝壑，可以進一步的擴大基板的傳熱面積，加速相變工質的蒸發速率。

本實用新型提供的一種一體化型腔相變散熱器的有益效果在於：本一體化型腔相變散熱器將熱沉基板和肋片做成中空的腔體，兩者相連通形成一個整體空腔，腔體內部抽真空，充入相變工質，使散熱器整體內部進行相變換熱，利用相變換熱將熱量迅速從熱源速帶到肋片壁面進行散熱，一體化的結構同時避免了熱管翅片式結構的熱管和散熱肋片之間的接觸熱阻，提高散熱器的整體均溫性，熱沉整體利用率提升至最佳，極大的提高了散熱器整體的換熱性能。

附圖說明

圖1為本實用新型的立體結構示意圖Ⅰ。

圖2為本實用新型的立體結構示意圖Ⅱ。

圖3為本實用新型中肋片的立體結構示意圖Ⅰ。

圖4為本實用新型中肋片的立體結構示意圖Ⅱ。

圖中：1、肋片凝結腔；11、肋片；12、加強筋；13、中空腔；2、基板蒸發腔；3、抽真空灌裝口；4、支撐加強筋；5、蒸發微槽道。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。本領域普通人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，均屬於本實用新型的保護範圍。

實施例：一種一體化型腔相變散熱器。

參照圖1至圖4所示，一種一體化型腔相變散熱器，包括：肋片凝結腔1、基板蒸發腔2、抽真空灌裝口3、支撐加強筋4和蒸發微槽道5，所述肋片凝結腔1由多個並行排布的肋片11 組成，基板蒸發腔2固定在肋片凝結腔1的底面，多個支撐加強筋4分組固定在肋片凝結腔1 內部，蒸發微槽道5設置在基板蒸發腔2與肋片凝結腔1相結合的蒸發麵上，抽真空灌裝口3 安裝在基板蒸發腔2的側邊上。

本實用新型的工作原理是：肋片凝結腔1與基板蒸發腔2固定密封后組成一個散熱器空腔，通過抽真空灌裝口3將散熱器空腔內部抽真空，同時充入相變工質，使散熱器空腔整體內部進行相變換熱，利用相變換熱將熱量從熱源通過基板蒸發腔2迅速帶到肋片11壁面進行散熱，提高整體均溫性，熱沉整體利用率提升至最佳，極大的提高了散熱器整體的換熱性能。同時通過在基板蒸發腔2與肋片凝結腔1相結合的蒸發麵上設置蒸發微槽道5，利於擴大基板的傳熱面積，從而增強基板蒸發腔2的蒸發效果。由於操作過程中，肋片凝結腔1內抽真空，在較大的負壓下，可能導致肋片11變形，因此在肋片凝結腔1內增加多組支撐加強筋4，保證肋片 11不會因為負壓而變形。

參照圖4所示，所述肋片11採用中空結構，肋片11的內部設置有中空腔13。肋片11採用中空結構可以擴大肋片11的散熱面積，從而增強相變工質在肋片11內的散熱效率。

參照圖3所示，所述肋片11的表面設置有加強筋12，進一步保證肋片11不會因為負壓而變形。

參照圖2所示，所述蒸發微槽道5表面開設有凹凸間隔的溝壑，通過凹凸間隔的溝壑，可以進一步的擴大基板的傳熱面積，加速相變工質的蒸發速率。

本一體化型腔相變散熱器採用3D列印技術可將整體結構一步成型，沒有任何焊點，密封性好、成本低、成品率高，結合這種散熱器本身的性能優勢，其未來應用前景廣闊。

以上所述為本實用新型的較佳實施例而已，但本實用新型不應局限於該實施例和附圖所公開的內容，所以凡是不脫離本實用新型所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本實用新型保護的範圍。