本發(fā)明涉及一種激光制備方法，具體是一種金屬基板微熱管不等寬微槽道的激光制備方法。

背景技術：

隨著微電子技術的迅猛發(fā)展，集成化、微型化已經(jīng)成為芯片的主要發(fā)展趨勢，由此產(chǎn)生的高熱流密度嚴重影響芯片的正常工作和使用壽命，散熱問題成為嚴重制約微電子工業(yè)發(fā)展的技術瓶頸。平板微熱管以其體積小、啟動快、等溫性能好、傳熱性能高、可與電子器件直接貼合等特點，成為解決微電子芯片熱積聚問題的關鍵技術，被廣泛應用于航空航天、醫(yī)藥、化工、生物等領域。

微熱管的最大傳熱能力主要受限于微槽道毛細壓力的大小。傳統(tǒng)的微槽道在微熱管軸向方向的深度一致，憑借微熱管蒸發(fā)端的液體工質(zhì)受熱蒸發(fā)后產(chǎn)生的彎月面半徑變化而產(chǎn)生毛細壓力。大連理工大學的唐吉仁提出一種不等寬微槽道結構，并利用mems工藝，在拋光的硅表面上制作了20槽道不等寬微槽道，槽道內(nèi)液體工質(zhì)的彎月面半徑成階梯變化，能明顯地提升毛細壓力。但這種mems工藝需要經(jīng)過掩膜、曝光、顯影、濕法腐蝕等工藝流程，加工工藝復雜，需要設計專門的掩膜版，成本高昂，化學腐蝕劑會污染環(huán)境。更重要的是，成形的微槽道尺寸和數(shù)目受限，嚴重制約毛細壓力的進一步增大，從而制約著微熱管的最大傳熱能力。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷，提出一種制備工藝簡單、成本低廉、安全環(huán)保、微槽道尺寸小、數(shù)目多、毛細壓力大的平板微熱管不等寬微槽道的激光制備方法。

本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種金屬基板微熱管不等寬微槽道的激光制備方法，包括以下步驟：

1)將金屬基板放置在超聲波清洗儀中，先后通過丙酮、無水乙醇和去離子水各清洗3分鐘，烘干后得到干凈的金屬基板；

2)將金屬基板平整放置于工作臺，設定激光加工參數(shù)后進行對焦，使激光焦點聚焦于金屬基板表面；

3)在金屬基板一端墊一定厚度的紙板，使金屬基板與工作臺水平面的傾角為1～2°；

4)激光焦點位置固定不變，振鏡沿x/y方向掃描，通過激光刻蝕的方法在金屬基板上制備出不等寬微槽道。

所述激光加工參數(shù)為激光波長范圍256～1064nm，激光脈寬范圍50～200ns，激光重復頻率范圍30～60khz，激光掃描速度范圍100～800mm/s。

所述不等寬微槽道的截面形狀可以為三角形、矩形或梯形。

所述金屬基板的長度為100～200mm，厚度為0.5～1mm，材料可以為黃銅、紫銅或鋁。

通過改變金屬基板放置的傾角，可以實現(xiàn)兩端微槽道的寬度變化程度。

本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果在于：通過傾斜放置金屬基板，使金屬基板在x方向上每一處的的離焦量不同，因此每一處加工的微槽道尺寸不一樣，由此加工出不等寬微槽道。該發(fā)明提供的激光制備方法簡單，成本低廉，安全環(huán)保，微槽道尺寸小、數(shù)目多，為工質(zhì)液體回流提供的毛細壓力大，有助于提高平板微熱管的傳熱性能。

附圖說明

圖1為金屬基板微熱管不等寬微槽道的激光制備方法及裝置的示意圖。

圖2為金屬基板微熱管不等寬微槽道的示意圖。

圖中：1、工作臺，2、金屬基板，3、激光焦點，4、激光束，5、振鏡，6、紙板，7、不等寬微槽道。

具體實施方式

實施例：

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。

如圖1至圖2所示，一種金屬基板微熱管不等寬微槽道的激光制備方法，包括以下步驟：

1)將金屬基板2放置在超聲波清洗儀中，先后通過丙酮、無水乙醇和去離子水各清洗3分鐘，烘干后得到干凈的金屬基板2；

2)將金屬基板2平整放置于工作臺1，激光波長為1064nm，設定激光加工參數(shù)為激光平均功率20w，激光脈寬100ns，激光重復頻率40khz，激光掃描速度200mm/s，激光掃描次數(shù)25次，然后進行對焦，使激光焦點3聚焦于金屬基板2表面；

3)在金屬基板2一端墊一張厚度為1.75mm的紙板6，使金屬基板2與工作臺1水平面的傾角為1°；

4)激光焦點3位置固定不變，振鏡6沿x/y方向掃描，通過激光刻蝕的方法在金屬基板2上制備出不等寬微槽道7。

該實施例的不等寬微槽道7的截面形狀為三角形。

該實施例的金屬基板2長度為100mm，厚度為0.5mm，材料為紫銅。

該實施例通過改變金屬基板2放置的傾角，可以實現(xiàn)兩端微槽道7的寬度變化程度。

本發(fā)明實現(xiàn)了金屬基板微熱管不等寬微槽道的激光制備，制備工藝簡單，成本低廉，安全環(huán)保，微槽道尺寸小、數(shù)目多，為工質(zhì)液體回流提供的毛細壓力大，有助于提高平板微熱管的傳熱性能。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明公開了一種金屬基板微熱管不等寬微槽道的激光制備方法，包括如下步驟：1)清洗金屬基板，得到干凈的金屬基板；2)將金屬基板平整放置于工作臺，調(diào)整激光焦點聚焦于金屬基板表面；3)在金屬基板一端墊一定厚度的紙板，使金屬基板傾斜1～2°；4)激光焦點位置固定不變，振鏡沿X/Y方向掃描，通過激光刻蝕的方法在金屬基板上制備出不等寬微槽道。該發(fā)明通過傾斜放置金屬基板，使金屬基板在X方向上每一處的離焦量不同，由此加工出不等寬微槽道。本發(fā)明提供的激光制備方法簡單，成本低廉，安全環(huán)保，微槽道尺寸小、數(shù)目多，為工質(zhì)液體回流提供的毛細壓力大，有助于提高平板微熱管的傳熱性能。

技術研發(fā)人員：楊旸;魏昕;謝小柱;胡偉;李成彬
受保護的技術使用者：廣東工業(yè)大學
技術研發(fā)日：2017.07.06
技術公布日：2017.10.24