[实用新型]一种带凹穴结构的微通道均热板

说明书

本实用新型公开了一种带凹穴结构的微通道均热板，包括底板、毛细芯和盖板，所述底板的上表面设置有凹腔，毛细芯设置于凹腔内，所述盖板的上表面加工有微通道结构，所述微通道结构的内表面两侧设置凹穴结构，底板和盖板通过焊接方式形成密闭空腔，通过抽真空注液形成带凹穴结构的微通道均热板。本实用新型采用带凹穴结构的微通道阵列代替常规冷凝端吸液芯结构，一方面有利于工质的传输和均匀分配，增大工质冷凝面积，缩短冷凝回流路径，实现更低的流阻和优越的抗烧干特性；另一方面，凹穴结构可以增加传热面积，产生喷射节流效应，扰动蒸汽流动，抑制冷凝液膜的形成，促进冷凝回流，增大抗烧干极限，进而提高传热效率。

技术领域

本实用新型涉及微电子器件及芯片散热技术领域，具体涉及一种带凹穴结构的微通道均热板。

背景技术

随着电子设备的微小化、集成化和功能复杂化，电子芯片的发热功率越来越高。目前，电子芯片的表面平均热流密度已经超过100W/cm²，并有持续增加的趋势。同时，高热流密度会在电子器件表面形成“热点”，导致电子芯片性能和可靠性下降。

均热板是一种通过相变传热的散热元器件，可以将聚集在电子元器件表面的热流迅速传递并扩散到冷凝面上，进行热量散发，从而有效降低电子元器件的表面热流密度。近年来，均热板被广泛应用于电子器件及芯片的散热技术领域。

均热板一般采用上下壳体加吸液芯结构构成。其中，吸液芯结构作为均热板的核心，是均热板设计的重中之重。目前，均热板的吸液芯结构主要有多孔金属烧结和微通道阵列两种。多孔金属烧结吸液芯具有毛细吸力大，抗烧干特性好等优点，是目前应用比较多的吸液芯结构。但是，多孔金属烧结吸液芯流动阻力大、渗透率低，往往需要配合蒸汽腔和支撑柱一起使用，从而造成均热板支撑强度低，加工复杂、制造成本高等问题。另外，多孔金属烧结的吸液芯结构在高温封装过程中容易使得均热板发生变形而导致成品率低，同时在长时间受热作用下壳板容易发生形变导致与芯片接触不良等。而采用微通道吸液芯结构可以很好的避免这一问题。微通道吸液芯结构，通过在基板上直接加工出微通道结构，具有接触热阻小、传热面积大、流动阻力小、渗透率大等优点。另外，采用微通道结构取代蒸汽腔和支撑柱结构，可以有效提高均热板的抗压和抗热的能力，缩短冷凝回流路径，从而有效提升均热板的传热能力。近年来，随着电子设备的微小化和先进加工技术的进步，均热板也向着超薄、柔性和高传热性能方向发展，而微通道吸液芯具有支撑强度大、流动阻力小、渗透率大等优点，更符合超薄和柔性均热板的发展趋势。

然而，目前的微通道吸液芯结构比较简单，多为直通道阵列结构。直通道阵列结构吸液芯，内表面光滑平缓，当蒸汽在通道内表面受冷凝结时，容易在表面形成一层液膜，妨碍蒸汽与冷凝板的直接接触，进而导致微通道冷凝板的传热热阻增加，换热能力降低。另外，蒸汽在通道内表面受冷形成液滴时，由于直通道内表面平缓，受到表面张力大，不容易滴落回流到蒸发端，进而降低了均热板的烧干极限，使均热板的整体散热性能下降。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型提供一种带凹穴结构的微通道均热板，通过在微通道内的两侧面设置凹穴结构，可以有效破坏流体边界层，扰乱流体流动，抑制冷凝液膜的形成，从而有效促进传热。同时，微通道中的凹穴结构会形成低温滞留区，促进蒸汽的冷凝回流，实现更高的传热能力和优越的抗烧干特性。

本实用新型采用如下技术方案：

一种带凹穴结构的微通道均热板，包括底板、毛细芯和盖板，所述底板的上表面设置有凹腔，毛细芯设置于凹腔内，所述盖板的上表面加工有微通道结构，所述微通道结构的内表面两侧设置凹穴结构，底板和盖板通过焊接方式形成密闭空腔，通过抽真空注液形成带凹穴结构的微通道均热板。

所述毛细芯为铜粉烧结、泡沫金属或丝网结构。

所述微通道结构由多个微通道构成的阵列形式，所述阵列形式包括线性阵列和圆周阵列。