一種具有分形槽-孔結(jié)構(gòu)的均熱板蒸發(fā)吸液芯的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種具有分形槽-孔結(jié)構(gòu)的均熱板蒸發(fā)吸液芯；蒸發(fā)吸液芯包括蒸發(fā)板，沿蒸發(fā)板的蒸發(fā)面的縱向和橫向陣列分布有分形槽，分形槽的槽頂有翅片形成的矩形開口結(jié)構(gòu)；制造過程：篩選基板，毛刺處理后將其固定在刨床的虎鉗上，進(jìn)行校平；在基板的表面用二階復(fù)合分形犁切刀，加工出縱向分布的分形槽陣列后，將基板順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，再用二階復(fù)合分形刨削刀加工出橫向分布的分形槽陣列，每個(gè)分形槽的槽頂便形成兩個(gè)翅片，之后將基板逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，用球頭成形刀將該翅片朝各分形槽的槽口方向擠壓；該結(jié)構(gòu)增大了蒸發(fā)面的比表面積，有利于成核和提高毛細(xì)吸力及均熱板蒸發(fā)面的孔隙率，進(jìn)一步起到強(qiáng)化池沸騰的作用。
【專利說明】一種具有分形槽-孔結(jié)構(gòu)的均熱板蒸發(fā)吸液芯
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及傳熱領(lǐng)域，尤其涉及一種具有分形槽-孔結(jié)構(gòu)的均熱板蒸發(fā)吸液芯。
【背景技術(shù)】
[0002]光電領(lǐng)域是21世紀(jì)科技發(fā)展和人們生活水平提高的重點(diǎn)領(lǐng)域。例如，發(fā)光二極管(Light Emitting Diode,簡(jiǎn)稱LED)技術(shù)具有節(jié)能、環(huán)保和壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì),被公認(rèn)為第四代照明光源。但熱問題隨著光電領(lǐng)域的發(fā)展而日益嚴(yán)重。目前，LED陣列光源的功耗超過了100W，大功率LED芯片熱流密度已達(dá)2X106W/M2。如此高的熱流如果不能進(jìn)行有效的引導(dǎo)，將會(huì)產(chǎn)生致命的熱問題。
[0003]均熱板是相變傳熱材料，其傳熱性能高，能滿足光電領(lǐng)域發(fā)展的需求。它可以迅速將一個(gè)或多個(gè)集中點(diǎn)熱源的高熱流密度近乎等溫的均布到一個(gè)大的平面，迅速降低其熱流密度；平面的結(jié)構(gòu)可以直接與目前絕大多數(shù)的光電領(lǐng)域熱源直接接觸，降低了系統(tǒng)的整體熱阻；工作時(shí)不需額外動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，且性能可靠。均熱板由蒸發(fā)面，絕熱面，冷凝面，蒸發(fā)吸液芯，冷凝吸液芯及工質(zhì)組成。其中，在保證液體充分回流的同時(shí)，為提高傳熱能力，蒸發(fā)吸液芯結(jié)構(gòu)應(yīng)具有強(qiáng)化沸騰作用。
[0004]Nakayama于1980年首次提出具有強(qiáng)化沸騰性能的“槽-孔”蒸發(fā)吸液芯結(jié)構(gòu)。現(xiàn)有技術(shù)中可利用粉末燒結(jié)和絲網(wǎng)燒結(jié)等方式加工出毛細(xì)吸力大，強(qiáng)化沸騰性能高的槽-孔吸液芯結(jié)構(gòu)。但這些結(jié)構(gòu)毛細(xì)孔半徑小，流動(dòng)阻力大，易堵塞且滲透率低。同時(shí)以上加方式存在著所需器材昂貴，執(zhí)行步驟繁復(fù)，制作耗錢耗時(shí)耗力，槽-孔結(jié)構(gòu)形狀不可控等缺點(diǎn)。雖然，利用機(jī)械加工的方式可以克服以上加工方式的缺點(diǎn)，且目前機(jī)加工出的槽-孔結(jié)構(gòu)滲透率大，流動(dòng)阻力小，但其也存在著毛細(xì)吸力小，強(qiáng)化沸騰性能低，同時(shí)需要采用不同種類的加工工藝等缺陷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種毛細(xì)吸力大、傳熱性能高的具有分形槽-孔結(jié)構(gòu)的均熱板蒸發(fā)吸液芯。
[0006]本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0007]—種具有分形槽-孔結(jié)構(gòu)的均熱板蒸發(fā)吸液芯，包括蒸發(fā)板，沿蒸發(fā)板的蒸發(fā)面的縱向和橫向陣列分布有分形槽，分形槽的槽頂設(shè)有翅片，各翅片之間形成矩形開口，分形槽由多個(gè)V字形溝槽組成。
[0008]各分形槽之間的間距為2.96mm~4mm ;分形槽內(nèi)的兩側(cè)壁的V字形溝槽深為
0.26mm~0.49mm,在分形槽內(nèi)的槽底的V字形溝槽深為0.5mm~1.3mm。
[0009]上述具有分形槽-孔結(jié)構(gòu)的均熱板蒸發(fā)吸液芯的制造方法，如下步驟:
[0010]一種具有分形槽-孔結(jié)構(gòu)的均熱板蒸發(fā)吸液芯制造方法，如下步驟:
[0011]步驟一:篩選一炔基板，對(duì)其表面進(jìn)行毛刺處理，然后用夾具將其固定在刨床的虎鉗上，利用杠桿百分表對(duì)基板待加工的表面進(jìn)行校平；
[0012]步驟二:在基板的表面用二階復(fù)合分形犁切刀，加工出縱向分布的分形槽陣列；
[0013]步驟三:完成縱向分布的分形槽陣列后，將基板順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，用二階復(fù)合分形刨削刀加工出橫向分布的分形槽陣列；
[0014]步驟四:加工完橫向分布的分形槽陣列后，每個(gè)分形槽的槽頂便形成兩個(gè)翅片，此時(shí)將基板逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，用球頭成形刀將該翅片朝各分形槽的槽口方向擠壓，形成矩形狹縫；
[0015]步驟五:最后去毛刺、清理，得到具有分形槽結(jié)構(gòu)的均熱板蒸發(fā)吸液芯。
[0016]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比之下，至少具有如下優(yōu)點(diǎn)及效果:
[0017](I)蒸發(fā)板的蒸發(fā)面的縱向和橫向陣列分布有分形槽，分形槽的槽頂設(shè)有可強(qiáng)化沸騰的翅片，這種結(jié)構(gòu)極大的增大了均熱板蒸發(fā)面的比表面積；
[0018]分形槽內(nèi)由多個(gè)V字形溝槽組成，有利于成核和提高毛細(xì)吸力，且其較差的潤(rùn)濕性有利于氣泡的逃逸；
[0019]分形槽的槽頂設(shè)有翅片，各翅片之間形成半封閉矩形開口的矩形狹縫，提高了均熱板蒸發(fā)面的孔隙率，提供了更多的氣泡成核條件，能夠進(jìn)一步起到強(qiáng)化沸騰和不易堵塞的多重作用。
[0020]上述結(jié)構(gòu)形成的均熱板可廣泛用于半導(dǎo)體發(fā)光二極管、半導(dǎo)體激光和熱光電轉(zhuǎn)換裝置、計(jì)算機(jī)中央處理器(CPU)、圖形處理器芯片(GPU)和計(jì)算機(jī)高頻率臨時(shí)存儲(chǔ)器(內(nèi)存)的冷卻散熱。
[0021]各翅片之間形成半封閉矩形開口的矩形狹縫，僅需要普通的刨床就能夠完成整個(gè)加工過程，具有技術(shù)手段簡(jiǎn)便易行，設(shè)備成本投入低、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型具有分形槽-孔結(jié)構(gòu)的均熱板蒸發(fā)吸液芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是采用二階復(fù)合分形犁切刀，加工縱向陣列分布的分形槽的過程示意圖。
[0024]圖3是采用二階復(fù)合分形刨削刀，加工橫向陣列分布的分形槽的過程示意圖。
[0025]圖4為采用球頭成形刀將該翅片朝各分形槽的槽口方向擠壓過程示意圖。
[0026]圖5為二階復(fù)合分形刨削刀的頭部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖6為球頭成形刀的頭部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖7為二階復(fù)合分形犁切刀的頭部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。
[0030]實(shí)施例
[0031]如圖1所示。本實(shí)用新型具有分形槽-孔結(jié)構(gòu)的均熱板蒸發(fā)吸液芯，包括蒸發(fā)板3，沿蒸發(fā)板的蒸發(fā)面的縱向和橫向陣列分布有分形槽1，分形槽的槽頂設(shè)有翅片2，各翅片之間形成矩形開口(矩形狹縫1-1)，分形槽I由多個(gè)V字形溝槽組成，。各分形槽I之間的間距為2.96mm?4mm ;分形槽I內(nèi)的兩側(cè)壁的V字形溝槽深為0.26mm?0.49mm,在分形槽I內(nèi)的槽底的V字形溝槽深為0.5mm?1.3mm。[0032]如圖2?圖7所示。上述具有分形槽-孔結(jié)構(gòu)的均熱板蒸發(fā)吸液芯的造方法，可通過下述步驟實(shí)現(xiàn):
[0033]步驟一:篩選一塊基板，對(duì)其表面進(jìn)行毛刺處理，然后用夾具將其固定在刨床的虎鉗上，利用杠桿百分表對(duì)基板待加工的表面進(jìn)行校平；
[0034]步驟二 (如圖2、圖7所示):在基板的表面用二階復(fù)合分形犁切刀4，加工出縱向分布的分形槽陣列；
[0035]步驟三(如圖3、圖5所示):完成縱向分布的分形槽陣列后，將基板順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，用二階復(fù)合分形刨削刀6加工出橫向分布的分形槽陣列；采用手動(dòng)或自動(dòng)的方式控制同陣列分形槽之間的間距。
[0036]步驟四(如圖4、圖6所示):加工完橫向分布的分形槽陣列后，每個(gè)分形槽的槽頂便形成兩個(gè)翅片2，此時(shí)將基板逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，用球頭成形刀5將該翅片朝各分形槽的槽口方向擠壓，形成矩形狹縫1-1 ;采用手動(dòng)或自動(dòng)的方式控制進(jìn)給量。
[0037]步驟五:最后去毛刺、清理，得到具有分形槽-孔結(jié)構(gòu)的均熱板蒸發(fā)吸液芯的。
[0038]如圖5所示的二階復(fù)合分形刨削刀6的兩個(gè)刀頭形狀，如圖6所示的球頭成形刀5的刀頭形狀，如圖7所示二階復(fù)合分形犁切刀4的頭部結(jié)構(gòu)，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的磨削、線切割等慣用技術(shù)手段加工即可制得。
[0039]上述蒸發(fā)板的蒸發(fā)面的縱向和橫向陣列分布有分形槽1，分形槽的槽頂設(shè)有可強(qiáng)化沸騰的翅片2，這種結(jié)構(gòu)極大的增大了均熱板蒸發(fā)面的比表面積。
[0040]分形槽I內(nèi)由多個(gè)V字形溝槽組成，有利于成核和提高毛細(xì)吸力，且其較差的潤(rùn)濕性有利于氣泡的逃逸。
[0041]如圖1。分形槽的槽頂設(shè)有的翅片與翅片間形成矩形狹縫1-1，提高了均熱板蒸發(fā)面的孔隙率，提供了更多的氣泡成核條件，能夠進(jìn)一步起到強(qiáng)化沸騰的作用。
[0042]從圖1(結(jié)合圖3)中可以看出。縱向和橫向陣列分布的分形槽I及槽頂?shù)某崞?，其翅片與翅片之間是形成半封閉的矩形開口形的矩形狹縫1-1，分形槽I也是半開放和全開放結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)不易堵塞，強(qiáng)化沸騰效果更佳，可廣泛用于半導(dǎo)體發(fā)光二極管、半導(dǎo)體激光和熱光電轉(zhuǎn)換裝置、計(jì)算機(jī)中央處理器(CPU)、圖形處理器芯片(GPU)和計(jì)算機(jī)高頻率臨時(shí)存儲(chǔ)器(內(nèi)存)的冷卻散熱。
[0043]如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型。
[0044]本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有分形槽-孔結(jié)構(gòu)的均熱板蒸發(fā)吸液芯，包括蒸發(fā)板，其特征在于:沿蒸發(fā)板的蒸發(fā)面的縱向和橫向陣列分布有分形槽，分形槽的槽頂設(shè)有翅片，各翅片之間形成矩形開口，分形槽由多個(gè)V字形溝槽組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有分形槽-孔結(jié)構(gòu)的均熱板蒸發(fā)吸液芯，其特征在于:各分形槽之間的間距為2.96mnT4mm ;分形槽內(nèi)的兩側(cè)壁的V字形溝槽深為0.26mnT0.49mm,在分形槽內(nèi)的槽底的V字形溝槽深為0.5mnTl.3mm。
【文檔編號(hào)】F28D15/04GK203586895SQ201320323351
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年6月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月5日
【發(fā)明者】彭潔旻, 陳維, 付婷, 湯勇, 袁偉, 萬珍平, 陸龍生 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)