[发明专利]热超导散热板及其制备方法、散热器及5G基站设备

说明书

本发明提供一种热超导散热板及其制备方法、散热器及5G基站设备。热超导散热板包括第一热超导区、第二热超导区及第一隔离阻断区；第一热超导区包括第一液相蒸发区及第一气相冷凝散热区；第二热超导区包括第二液相蒸发区及第二气相冷凝散热区；第一隔离阻断区位于第二液相蒸发区和第一气相冷凝散热区之间，用于将第二液相蒸发区和第一气相冷凝散热区相隔离，且自第二液相蒸发区的底部延伸至第二液相蒸发区背离热源的一侧；第一散热管路和第二散热管路均为热超导散热管路，热超导散热管路内填充有传热工质。本发明有助于提高散热效率和均匀性。

技术领域

本发明涉及散热技术领域，特别是涉及一种热超导散热板及其制备方法、散热器及5G基站设备。

背景技术

随着科技的快速发展，5G及以上通讯技术的应用越来越广泛。同时伴随着通讯设备电子元器件的功率密度越来越大，电子元器件分布越来越复杂多元化，对设备内部不同区域不同元器件有了不同的散热要求。

热超导传热技术，包括在密闭的相互连通的微槽道系统内充装工作介质，通过工作介质的蒸发与冷凝相变实现热超导传热的相变传热技术；以及通过控制密闭体系中工作介质微结构状态，即在传热过程中，液态介质的沸腾(或气态介质的冷凝)被抑制，并在此基础上达到工质微结构的一致性而实现高效传热的相变抑制(PCI)传热技术。由于热超导技术的快速导热特性，其当量导热系数可达4000W/m℃以上，可实现整个热超导传热板的均温。

热超导翅片散热器是用热超导散热板作为散热翅片而组成的散热器，主要由散热器基板和设置在散热器基板上的多个热超导散热板组成，热源设置在散热器基板的另一平面上。热源的热量通过基板传导至多个散热翅片，再通过散热翅片将热量散发到周围环境中。由于热超导散热板为薄板结构，导热速率快、体积小、重量轻、翅片效率高，且翅片效率不随翅片的高度而变化，因此在5G通讯设备散热上得到大量应用。

目前在5G通讯设备散热器上的常用的热超导散热板1’的结构如图1所示，热超导散热板1’为在与外界完全密封隔绝的相互连通的热超导管路内充装一定量的热超导传热工质组成。由于散热器是垂直安装使用，受重力影响，液相传热工质主要集中在热超导散热板1’的下部空间(如图1的A区域)，在实际的应用中，同一5G电子设备上有多个发热功率器件(称之为热源)，且热源的发热功率，以及不同热源对温度的要求各不相同，在散热器上的位置也不一样，既有在散热器的上部，也有在散热器的中部或下部。当热源位于散热器的上部时，若热超导散热板1’的液位较低，热源在液位以上，热源产生的热量无法通过热超导散热板1’内液体的蒸发冷凝实现快速导出，必然会造成其上部(如图1的B区域)的热源温度升高。为此，现有技术通常通过增加传热工质的充注量，提高液位来解决，如图1所示，热超导散热板1’内液位提升至上部热源位置处(即A区域和B区域的分界线处)。这样做的缺点有很多，比如：(1)提升液位，增加了传热工质充注量，增加了成本；(2)位于下部的热源因受液位高度的影响以及因汽泡脱离阻力的增大，导致下部热源温度升高；(3)蒸汽冷凝热超导区集中在上部，提升液位相当于减小了蒸汽冷凝热超导区，使得整个热超导散热板的均温性和散热能力下降；(4)由于多个热源通过同一块热超导散热板散热翅片来散热，且各热源散热功率不同，对散热的温升要求不同，而一个热超导散热板是一个独立的系统，势必会造成热源的相互影响，造成不必要的散热冗余设计及器件可靠性降低。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种热超导散热板及其制备方法、散热器及5G基站设备，用于解决现有技术中的热超导散热板容易产生局部热源高温、而增加传热工质的量不仅会导致成本增加，还会导致下部热源温度增加，使得整个热超导散热板的均温性和散热能力下降，造成不必要的散热冗余设计及器件可靠性降低等问题。