[发明专利]一种高热流密度电子器件蒸发散热装置与方法

权利要求书

1.一种高热流密度电子器件蒸发散热装置，其特征在于，包括刻槽供液基板(1)，刻槽供液基板(1)上设置有气液道盖板(3)，刻槽供液基板(1)上开设有凹槽，凹槽内设置依次相连的基板入液区(1-1)、基板分液区(1-2)、液膜蒸发散热区(1-3)、基板汇液区(1-4)和基板回液区(1-5)，基板入液区(1-1)和回液区(1-5)开设有流道，基板分液区(1-2)和基板汇液区(1-4)开设有与流道相连通的槽道，液膜蒸发散热区(1-3)设置有多条平行的微槽道，蒸发散热区(1-3)上设置疏水透气薄膜(2)，气液道盖板(3)表面设置有进液孔(3-1)、回液孔(3-2)、进气孔(3-3)、出气孔(3-4)；刻槽供液基板(1)与气液道盖板(3)相连形成密闭空间；

基板分液区(1-2)和基板汇液区(1-4)均设置有若干导流板；在盖板(3)上表面设置有柱状套管；

基板入液区(1-1)和基板回液区(1-5)的流道两侧壁面延长线的夹角为6°至15°；基板入液区(1-1)和基板回液区(1-5)的端部为流道相匹配的圆弧形。

2.根据权利要求1所述的一种高热流密度电子器件蒸发散热装置，其特征在于，基板分液区(1-2)上的流道为多条并排的渐扩槽道；基板汇液区(1-4)上的流道为多条并排的渐缩槽道。

3.根据权利要求1所述的一种高热流密度电子器件蒸发散热装置，其特征在于，凹槽深度为微米级，微槽道深度为10-100μm。

4.根据权利要求1所述的一种高热流密度电子器件蒸发散热装置，其特征在于，刻槽供液基板(1)材质为硅片、铜或不锈钢。

5.根据权利要求4所述的一种高热流密度电子器件蒸发散热装置，其特征在于，刻槽供液基板(1)的材质为硅片时，采用反应离子刻蚀工艺制备微槽道；材质为铜或不锈钢时，采用激光刻蚀或精密机床制备微槽道。

6.根据权利要求1所述的一种高热流密度电子器件蒸发散热装置，其特征在于，疏水透气薄(2)采用氧化铝或聚四氟乙烯多孔薄膜，薄膜孔径为纳米级；疏水透气薄膜(2)与液膜蒸发散热区(1-3)的微槽道构成多个腔体。

7.根据权利要求1所述的一种高热流密度电子器件蒸发散热装置，其特征在于，进液孔(3-1)和回液孔(3-2)分别与外部供液管路和回液管路连接；进气孔(3-3)和出气孔(3-4)分别与外部进气管路和回气管路连接；气液道盖板(3)上设置有气流槽(3-5)，气孔(3-3)和出气孔(3-4)均与气流槽(3-5)相连通；进液孔(3-1)、回液孔(3-2)分别与刻槽供液基板(1)上的入液区(1-1)和回液区(1-5)相连通，形成液体通路；气流槽(3-5)与疏水透气薄膜(2)上表面构成气腔，与进气孔(3-3)和出气孔(3-4)形成气体通路。

8.一种基于权利要求1所述的装置的高热流密度电子器件蒸发散热方法，其特征在于，将刻槽供液基板(1)底面与高热流密度电子器件表面贴合，高热流密度电子器件热量导至刻槽供液基板(1)上表面，冷却液经盖板进液孔(3-1)进入液膜蒸发散热区(1-3)的微槽道，在疏水透气薄膜(2)的作用下形成微米级液膜，高热流密度电子器件的热量传递至微槽道内使部分液体蒸发，蒸汽透过疏水透气薄膜(2)的孔道进入盖板气流槽(3-5)，多余的液体经气液道盖板(3)上的回液孔(3-2)流出。