高功率低熱阻均溫板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及航天器熱控制，具體地，涉及一種高功率低熱阻均溫板。
【背景技術(shù)】
[0002]在目前的航天熱控領(lǐng)域，均溫板(或稱為平板熱管、擴熱板、Vapor Chamber)逐漸應(yīng)用在大功率發(fā)熱單機的點熱源的散熱問題上，能夠?qū)⒓械狞c熱源迅速擴熱或均溫，增大了散熱面散熱面積的同時，也更有利于將點熱源均溫化。
[0003]目前均溫板在航天器上的應(yīng)用越來越廣，例如航天器上大功率高發(fā)熱設(shè)備如固態(tài)放大器(SSPA)、電源控制器(EPC)、行波管放大器(TWTA)等設(shè)備的溫度控制，都在逐漸使用均溫板作為散熱問題的解決方案。隨著電子設(shè)備的集成化程度越來越來高，封裝的空間越來越小，航天器上的集成化單機的熱源功率急劇攀升，散熱要求也隨之苛刻。特別是發(fā)熱功率集中的點熱源的散熱問題，往往因為發(fā)熱功率過大，散熱面積過小，造成發(fā)熱不能及時地帶走，造成單機工作受限或失效。
[0004]均溫板是解決這一熱控技術(shù)難題的常用方案，但目前的均溫板產(chǎn)品的性能無法滿足超大功率點熱源發(fā)熱的散熱需求。主要原因在于均溫板工作過程中的熱阻太大，在大功率的熱源加熱下容易過早燒干，導(dǎo)致均溫板性能衰退或失效，在實際應(yīng)用過程中難以滿足高功率高熱流密度的使用情況。針對此問題，本發(fā)明提出了一種高功率、低熱阻的均溫板產(chǎn)品Ο

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種高功率低熱阻均溫板。
[0006]根據(jù)本發(fā)明提供的高功率低熱阻均溫板，包括上板、下板、毛細(xì)芯與工質(zhì)；
[0007]其中，所述上板的外緣和所述下板的外緣連接形成密封腔；所述毛細(xì)芯設(shè)置在所述上板和所述下板之間；所述工質(zhì)設(shè)置在所述密封腔內(nèi)；所述上板的內(nèi)表面設(shè)置有疏水性薄膜；
[0008]所述毛細(xì)芯設(shè)置有簇形陣列和凸臺；所述上板的下表面貼合所述凸臺和所述簇形陣列的上表面。
[0009]優(yōu)選地，所述簇形陣列包括多個槽道；
[0010]其中，所述槽道沿所述簇形陣列的徑向延伸。
[0011]優(yōu)選地，所述毛細(xì)芯采用多孔泡沫銅加工或銅粉燒結(jié)制成。
[0012]優(yōu)選地，所述銅粉的粒徑在3um至lOum ;所述多孔泡沫銅的孔徑小于lOum，孔隙率大于80%。
[0013]優(yōu)選地，所述簇形陣列的尺寸為20mm乘以20mm ;
[0014]所述槽道的槽寬為1mm至3mm ;所述凸臺的直徑為2mm至5mm，高度為1mm至2mm。
[0015]優(yōu)選地，所述疏水性薄膜(采用控制氧化法與硬脂酸修飾的方式制成；所述疏水性薄膜的接觸角大于150°。
[0016]優(yōu)選地，所述上板與所述下板采用牌號為TU1的無氧銅加工而成。
[0017]優(yōu)選地，所述熱管工質(zhì)采用水、丙酮或甲醇。
[0018]優(yōu)選地，所述上板的下表面與凸臺面、所述上板的下表面與所述簇形陣列的上表面、所述下板的上表面與毛細(xì)芯的下表面以及所述上板的外緣與所述下板的外緣采用氣氛保護(hù)擴散焊的方式焊接。
[0019]優(yōu)選地，所述氣氛保護(hù)擴散焊的方式具體為:保護(hù)氣體使用90%氮氣與10%氫氣的混合氣體；擴散焊溫度600°C至800°C ;施加壓力lOMpa至25Mpa ;維持時間小于60min，保溫時間不小于8小時。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0021]1、本發(fā)明設(shè)置有簇形陣列，所述簇形陣列與熱源位置相對應(yīng)，簇形陣列兼顧了工質(zhì)液體蒸發(fā)所需的氣體通道與液體回流抽吸至熱源位置所需的毛細(xì)力，使其在大功率高熱流密度下，熱源位置的工質(zhì)蒸發(fā)后氣體能夠迅速逸出，防止產(chǎn)生氣體堵塞，同時，冷凝后的液體工質(zhì)通過簇形陣列的毛細(xì)結(jié)構(gòu)能夠迅速補充至熱源位置，防止出現(xiàn)工質(zhì)燒干現(xiàn)象，解決了氣體及時逸出與液體及時補回的問題，極大地減小了均溫板的主要熱阻，即蒸發(fā)熱阻；
[0022]2、本發(fā)明中上板的內(nèi)側(cè)表面設(shè)置有疏水性薄膜，疏水性薄膜能夠?qū)⑸习謇淠墓べ|(zhì)液體迅速回流至凸臺部位的毛細(xì)芯，加速了液體工質(zhì)循環(huán)的速度，及時補給到熱源位置蒸發(fā)的工質(zhì)液體，極大減小了工質(zhì)冷凝后的流動阻力；
[0023]3、本發(fā)明中上板、下板與毛細(xì)芯整體采用擴散焊的方式連接，連接部分包含上板下表面與毛細(xì)芯的凸臺面、上板下表面與毛細(xì)芯簇形陣列的上表面，下板的上表面與毛細(xì)芯的下表面、上板與下板外圍一圈的連接面，使用擴散焊的方式不引入其他釬料，減小了表面的接觸熱阻。
【附圖說明】
[0024]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0025]圖1為本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明中毛細(xì)芯的一個方向的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明中毛細(xì)芯的另一個方向的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5為本發(fā)明的截面示意圖；
[0030]圖6為本發(fā)明中A部分的局部放大示意圖。
[0031]圖中:
[0032]1為上板；
[0033]2為下板；
[0034]3為毛細(xì)芯；
[0035]4為工質(zhì)；
[0036]101為疏水性薄膜；
[0037]301為簇形陣列；
[0038]302 為凸臺。
【具體實施方式】
[0039]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0040]在本實施例中，本發(fā)明提供的高功率低熱阻均溫板，包括上板1、下板2、毛細(xì)芯3與工質(zhì)4 ;其中，所述上板1的外緣和所述下板2的外緣連接形成密封腔；所述毛細(xì)芯3設(shè)置在所述上板1和所述下板2之間；所述工