[发明专利]一种具有螺旋曲线蚀刻槽道的超薄VC均热板及其设计方法

说明书

本发明涉及精密蚀刻技术领域，针对目前VC均热板体积大，厚度厚，冷却液蚀刻槽道长且不利于循环等技术问题，而提供一种具有螺旋曲线蚀刻槽道的超薄VC均热板及其设计方法，在VC均热板下盖板上设置有至少一个具有螺旋曲线蚀刻槽道的降温单元，所述降温单元包括初始储液槽、多条与所述初始储液槽相连通的螺旋曲线蚀刻槽道以及设置在所述螺旋曲线蚀刻槽道上的多个平衡温度储液槽；所述初始储液槽的位置与电子元器件的高温区为同一位置。本发明基于阿基米德螺旋曲线属于等速比、等距比螺旋曲线，利用其在柱面内过柱面上两点的各种曲线中螺线长度最短的特性，在缩短冷却液蚀刻槽道长度的同时，提高冷却液的循环频率，达到快速降温的效果。

技术领域

本发明涉及精密蚀刻技术领域，尤其涉及一种具有螺旋曲线蚀刻槽道的超薄VC均热板及其设计方法。

背景技术

目前，普遍采用VC均热板，对CPU、PCB、电池等电子元器件进行散热、温度控制。电子元器件因其发热面积的大小不同，导致的高温区、中高温区、低温区的形状差异较大，而现有的用于解决散热问题的VC均热板形式单一，业界一般采用蚀刻工艺制造，是将两片铜合金上蚀刻出真空腔体，再采用电阻焊工艺把200～250目毛细铜网固定在腔体中，然后将铜片焊接为一体，并经抽真空、加注冷却液、二次除气、头部点焊等工序，完成VC均热板的制造。

现有的VC均热板在针对发热面积为中小面积，并且有明显的高、中高、低温区域区分的电子元器件散热及温控上会存在如下缺陷：

1、无法进一步降低VC均热板的体积、厚度、重量，不利于VC均热板的小型化、轻量化；

2、采用200～250目毛细铜网进行冷却液的储存器，加工工序复杂，成本高；

3、铜合金上蚀刻出的冷却液槽道通常为从上到下贯通的槽道，冷却液流通路径长且循环效率差，无法有针对性的对中小面积发热表面散热，从而导致降低发热表面温度差的难度大，无法进一步提升用户的体验感。

为解决上述问题，有必要提供一种新型的VC均热板，在加快冷却液循环的同时，进一步提升散热效率，降低发热表面温度差。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种具有螺旋曲线蚀刻槽道的超薄VC均热板及其设计方法，尤其适用于发热面积为中小面积，并且有明显的高、中高、低温区域区分的电子元器件散热及温控。本发明采用在VC均热板下盖板上蚀刻阿基米德螺旋线槽道的设计方法，通过红外测温方式对电子元器件，如对线路板进行检测，可以直观地体现高、中高、低温区域的温度、面积大小、形状，再根据发热元器件所在位置、形状、工作温度，设计冷却液相变流出蚀刻槽道、冷却液相变回流蚀刻槽道、初始储液槽、平衡温度储液槽、边缘冷却液储液槽等结构，下文描述所涉及的初始储液槽、螺旋线蚀刻槽道、边缘储液槽等结构均采用半蚀刻工艺。本发明采用阿基米德螺旋线作为蚀刻槽道可以将散热效率提升30％以上，发热表面的温度差控制在1～3度内，有效稳定散热元器件的运行环境，提升运行效率。

本发明采用的技术手段如下：

一种具有螺旋曲线蚀刻槽道的超薄VC均热板，其特征在于，在VC均热板下盖板上设置有至少一个具有螺旋曲线蚀刻槽道的降温单元，所述降温单元包括初始储液槽、多条与所述初始储液槽相连通的螺旋曲线蚀刻槽道以及设置在所述螺旋曲线蚀刻槽道上的多个平衡温度储液槽；所述初始储液槽的位置与电子元器件的高温区为同一位置。

进一步地，所述螺旋曲线蚀刻槽道的设置满足阿基米德螺旋曲线公式：

ρ＝r×((ω/ν)×θ+1)，

其中，r为电子元器件高温区的半径，将其作为初始储液槽的半径，ω为冷却液从初始储液槽的圆心位置向各出口流动的直线运动速度，ν为冷却液沿初始储液槽圆周流动速度，ω/ν≈1基本不变，以θ为45°切线法设计阿基米德螺旋曲线蚀刻槽道。