[发明专利]一种纤维毛细管泡沫铜复合吸液芯平板微热管及制备方法

说明书

本发明公开了一种纤维毛细管泡沫铜复合吸液芯平板微热管及制备方法。所述微热管由上盖板、下壳和复合吸液芯构成，其中上盖板加工出四个弧形横梁，复合吸液芯的下部由纤维毛细管整齐排列而成，上部覆盖泡沫铜。所述微热管的制备方法主要可分为上盖板内壁的疏水处理，复合吸液芯的亲水处理以及胶结封装等。上盖板所加工的四个弧形横梁，一方面可以压住下壳内的复合吸液芯，另一方面可以减小气体流动的阻力。复合吸液芯通过化学腐蚀的方法提高表面亲水能力，提高液体回流特性。本发明所制备的平板微热管具有工艺简单，成本低廉，液体回流速度快，气体流动阻力小，传热性能好，适用于多种微型集成电路散热等优点。

技术领域

本发明涉及微热管领域，尤其涉及一种纤维毛细管泡沫铜复合吸液芯平板微热管及制备方法。

背景技术

随着微电子技术的迅速发展，电子芯片的集成度越来越高，单位体积的热流密度也急剧上升。散热不及时，将会严重影响芯片的工作效率和寿命。在狭小的空间内大幅提高散热效率，传统制冷元件已经远远不能满足这个要求。因此，散热成为制约电子芯片发展的重要因素。为了满足科技发展的需要，微热管技术迅速发展起来。微热管具有尺寸小、导热性好、热响应快以及稳定性高等特点，目前已被广泛应用到微机电系统(MEMS)领域。

热管主要依靠内部液体工质的相变来导热，当吸液芯的毛细力不足时，冷端冷凝的液体不能及时流回热端，就会出现热端液体蒸干的现象，导致热管的极限功率下降，因此吸液芯是影响其性能的关键。

常用平板微热管的吸液芯主要有沟道式、烧结式两大类。沟道式吸液芯平板微热管具有重量轻、液体回流速度快的优点，但是这种沟道式吸液芯毛细吸附力小，受重力影响大。烧结式吸液芯平板微热管是将金属粉末或金属纤维直接烧结到微热管内部，这种烧结式吸液芯孔隙多，毛细力强，但是渗透率较差，影响液体工质的沸腾，重量也增加了近30％。总体而言，吸液芯的设计目的是保证足够毛细力同时增加其导热性，这样就可以大幅提高微热管的极限功率和热启动性。

目前常用的微热管压扁工艺极易损坏吸液芯的结构，导致液体回流缓慢，使微热管导热性能大幅下降。采用两种以上结构或材料的复合吸液芯可以更好的克服单一吸液芯所存在的不足，从而提高传热性能。目前出现的复合吸液芯有网状结构复合泡沫铜结构、多层细网格结构复合多层粗网格结构、沟道复合不锈钢纤维结构等。这些复合吸液芯平板微热管在不同程度上解决了沟道式吸液芯平板微热管毛细力差，烧结式吸液芯平板微热管渗透率差、热阻高的问题，但是复合吸液芯平板微热管仍然存在制作工艺不完善、液体工质回流不稳定、热端热阻较大、冷端冷凝较慢的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种纤维毛细管泡沫铜复合吸液芯平板微热管及其制备方法，用于解决当前复合吸液芯平板微热管毛细力小、渗透率差、热阻高的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种纤维毛细管泡沫铜复合吸液芯平板微热管，包括上盖板、下壳和复合吸液芯，所述上盖板内设有若干个(若干包括数量1)弧形横梁，所述复合吸液芯的下部由纤维毛细管整齐排列而成，上部覆盖泡沫铜；所述复合吸液芯粘接到下壳内壁上，并与所述上盖板压紧形成密封结构。

作为优选，所述弧形横梁设置4个，4个弧形横梁的横截面依次为四分之一圆、半椭圆、半椭圆和四分之一圆，4个弧形横梁上下交错排布。

本发明中上盖板具有四个弧形横梁，这四个横梁一方面可以有效的压紧下壳内的复合吸液芯，减小轴向热阻，另一方面减小气体流动的阻力；上盖板内部做疏水处理，可以防止气体通道被水滴堵塞。

作为优选，相邻弧形横梁之间的距离均为1-3mm，相邻弧形横梁的交错长度为0.5～1.5mm。

作为优选，所述纤维毛细管排列一层或者多层，所述泡沫铜厚度在0.5～1mm之间。