[实用新型]一种具有双尺度表面特征的微通道散热结构

说明书

本实用新型公开一种具有双尺度表面特征的微通道散热结构，包括本体，本体的顶面具有多个微凸台和阵列沟槽，阵列沟槽环绕于多个微凸台外，阵列沟槽和微凸台上分别分布有多个微孔，微凸台上还具有鳞状毛刺，沿沟槽延伸方向的相邻两个微凸台上的鳞状毛刺围设成内凹孔，本体的内部水平贯通设置多条微通道，微通道贯穿阵列沟槽的底部并在阵列沟槽的底部形成互通孔，互通孔与微通道连通。内凹孔作为优异的气体陷阱，增大散热面积与沸腾面积，很好地促进汽化成核，提高核态沸腾稳定性；互通孔进一步增大散热表面积与成核位点，可以很好地解决传统沸腾微通道面临的核态沸腾过热度大、易形成膜态沸腾、流动波动大的问题。

技术领域

本实用新型涉及电子器件散热技术领域，特别涉及一种具有双尺度表面特征的微通道散热结构。

背景技术

随着高功率、高集成度的电子器件技术的飞速发展，电子器件的散热问题越来越引起相关技术人员的关注。电子器件的散热能力关系到电子器件的使用质量与使用寿命。相变沸腾强化传热利用液态工质汽化潜热能带走比自然/强制对流更大热量的优势，已经成为现阶段微电子领域散热的最佳选择。与传统换热方式一样，沸腾传热的传热性能取决于传热壁面的表面结构，因此，强化沸腾主要通过改变沸腾表面的结构组成，以增大沸腾面积和汽化核心，同时应用于流动沸腾时，还需要尽量减少流动阻力。

微通道沸腾强化传热在微尺度热质传送的各个方面具有显著的优势。传统规则形状微通道制造成本高、传热性能易恶化等缺陷。

同时，针对不同微通道的材料和结构特性，微通道的制造方法非常多样化，涌现出了微电子机械加工、激光刻蚀、离子刻蚀等多种先进制造技术。然而，这些技术大多存在成本高昂、工序复杂等缺点，同时由于处在研究阶段，技术仍存在缺陷，难以大规模推广使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种具有双尺度表面特征的微通道散热结构，解决了传统规则形状微通道散热结构制造成本高、传热性能易恶化的问题。

本实用新型的技术方案为：一种具有双尺度表面特征的微通道散热结构，包括本体，所述本体的顶面具有多个微凸台和阵列沟槽，阵列沟槽环绕于多个微凸台外，阵列沟槽和微凸台上分别分布有多个微孔，微凸台上还具有鳞状毛刺，沿沟槽延伸方向的相邻两个微凸台上的鳞状毛刺围设成内凹孔，本体的内部水平贯通设置多条微通道，微通道贯穿阵列沟槽的底部并在阵列沟槽的底部形成互通孔，互通孔与微通道连通。

进一步，所述微通道的截面为矩形。

进一步，所述内凹孔的深度为0.3mm-0.7mm。

进一步，所述互通孔的水平投影呈矩形。

上述具有双尺度表面特征的微通道散热结构的制备方法，包括以下步骤：(1)设计犁切刀具；(2)犁切加工本体顶面的微结构；(3)微通道的加工；(4)本体顶面微孔的加工。

进一步，所述犁切刀具的前角ω为38°-42°，间隙角β为18°-22°，挤压倾斜角θ为58°-62°，成型角α为38°-42°，犁切刀具的宽度B₀为3.5mm-4.5mm，刀具厚度L为15mm-17mm。

进一步，所述本体顶面的微结构的犁切加工步骤如下：(1)一次犁切：犁切刀具的下刀深度为0.3mm-0.5mm，下刀间距为0.5mm-1.0mm，得到浅槽道和翅片，浅槽道的槽深为0.7mm-0.9mm，槽距为0.5mm-1.5mm；(2)二次犁切：将本体旋转，进行二次犁切，犁切刀具的下刀深度为0.6mm-0.7mm，下刀间距为1.25mm-1.5mm，得到阵列沟槽和微凸台，阵列沟槽的槽深为1.0mm-1.5mm，槽距为1.25mm-1.5mm，二次犁切对一次犁切形成的翅片进行挤压，翅片发生金属流动形成鳞状毛刺，相邻两个微凸台上的鳞状毛刺包围浅槽道形成内凹孔。

进一步，所述二次犁切时，本体旋转的角度为90°。