[实用新型]一种柔性微槽群散热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种散热技术，尤其涉及一种柔性微槽群散热装置。

背景技术

随着微电子技术的快速发展，芯片的处理速度越来越快，热流密度急剧增加，芯片级的局部热流密度达到100W/cm²以上，采用三维封装的微系统局部热流密度更是接近1000W/cm²。现今芯片散热方式主要有：翅片散热、液体单相对流冷却、强制气冷、强迫对流沸腾冷却、热管和微槽群等。这些技术的应用特别是微槽群技术的运用在一定程度上解决了高功率密度芯片的散热问题。但随着科技的进步，人类对于电子产品的依赖已经越来越重，为了提升工作效率，希望能实现随处使用的电子产品，而不再局限于空间问题，人类开始致力于研发柔性电子技术，其近年来已成为世界各国的重点研发题材之一。柔性电子产品具有可弯曲、轻薄等特性，将颠覆传统电子产品的形态，这也为芯片的散热问题带来了更高的技术要求。传统的平板热管或微槽群大多以导热金属材料构成，其材质一般比较坚硬，不能弯曲，密度也大，故无法满足柔性电子产品的散热需求。

现在关于柔性散热技术的研究主要集中在一些被动式技术上，如柔性热管和柔性平板热管等。其主要是选用各种聚合物(如聚炳烯，PET，LCP和PDMS等材料)来制备柔性腔体材料，从而解决热管的弯曲问题。虽然这些高分子聚合物解决的散热器件可弯曲的问题，但是其本身较低的导热系数限制了其在电子产品中的应用。为了解决这些问题，有研究者在蒸发端增加了金属块或者金属通道来改善其换热性能，尽管前人做出各种努力，但热管理装置性能的改善仍然有限。除了上述蒸发端和冷凝端的热阻问题外，在狭小空间内蒸汽的流动同样存在问题。针对以上提到的蒸发端，冷凝端热阻问题，以及蒸汽流动问题，准备采用基于柔性导热纳米复合材料的微槽群技术来解决柔性电子产品的散热问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型提出一种柔性微槽群散热装置，以解决现有柔性散热器件蒸发端、冷凝端热阻问题，以及蒸汽流动问题。

(二)技术方案

本实用新型提供一种柔性微槽群散热装置，包括腔体1，肋块支撑结构2，毛细芯3；其特征在于，

腔体1为封闭空腔，腔体1材料为柔性导热纳米复合材料，导热系数高，腔体1内两个相对表面刻有多条微槽道4，组成微槽群，腔体中间为肋块支撑结构2，肋块支撑结构2为柔性材料，用于阻止两个相对表面上微槽群的贴合；

腔体1和肋块支撑结构2结合构建蒸汽通道，用于蒸汽流通；

毛细芯3固定在微槽群和肋块支撑结构2中间，用于回流液体。

其中，所述腔体1材料为柔性导热纳米复合材料，由高分子聚合物混合高导热纳米颗粒材料、碳纤维或碳纳米管等制成，其中高分子聚合物为聚炳烯、PET、PMDS、LCP、聚酰亚胺或FR4。

其中，所述肋块支撑结构2由硅胶或者橡胶制成。

其中，所述毛细芯3由编制的铜丝网或者烧结的铜毛细芯制成。

其中，所述微槽道4尺寸为微米级。

其中，柔性微槽群散热装置工作时的工作介质填充于工作介质流动腔体5中。

其中，所述工作介质为甲醇、无水乙醇、丙酮或者蒸馏水。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供一种柔性微槽群散热装置，结合柔性纳米复合材料和微槽群散热技术，柔性纳米复合材料的导热能力远远高于其他如聚炳烯等材料，降低了蒸发段和冷凝段的热阻，强化了散热装置的换热性能；腔体中间肋块构建了可靠的蒸汽通道，降低了蒸汽的输运阻力；腔体内壁面设置了多个微槽道，在毛细力作用下工质被吸入微槽道，并在微槽道内形成高强度微细尺度蒸发和沸腾复合相变换热的连续液膜分布，这种液膜分布具有超强的取热能力，取热热流密度可达10⁹W/m²量级，并且取热过程无功耗，节能环保。

(2)本实用新型提供一种柔性微槽群散热装置，散热装置由柔性高分子聚合物为基体的纳米复合材料构成，重量轻，体积小，柔性好，可以各种角度的弯曲，适合电子产品的散热需求，同时整个装置简单，工作稳定，可靠性高。

附图说明

图1是本实用新型的一个具体实施例的柔性微槽群散热装置外观图；

图2是本实用新型的一个具体实施例的柔性微槽群散热装置A-A截面图；

图3是本实用新型的一个具体实施例的柔性微槽群散热装置B-B截面图；

图4是为整体腔体的两个组成部分示意图；