[发明专利]一种相变散热装置

说明书

本发明公开一种相变散热装置，包括：下底座、上顶座、毛细芯及导向结构，下底座的底部用于与热源接触；上顶座设置于下底座的顶部，并与下底座围合形成有蒸汽腔；毛细芯设置于下底座的顶部，并位于蒸汽腔内；导向结构设置于蒸汽腔的内壁上，导向结构用于引导毛细芯中的冷却液吸热蒸发后形成的蒸汽在流入蒸汽腔后沿蒸汽腔的内壁流动，以及引导蒸汽腔内的蒸汽在接触蒸汽腔的内壁预冷后形成的冷却液沿蒸汽腔的内壁的流动。该相变散热装置通过导向结构的设置，有效地解决了现有的蒸汽腔存在蒸汽在蒸汽腔的部分区域过度聚集而导致的蒸汽腔的整体均温性差的问题，同时实现冷却液相对毛细芯的回流，有效防止毛细芯在高热负荷作用下发生局部蒸干。

技术领域

本发明涉及电子元器件的散热技术领域，特别涉及一种相变散热装置。

背景技术

传统的单相冷却技术已经难以满足当前高热流密度电子元器件的散热要求。近年来，以热管为代表的高效相变冷却技术进入大规模商业应用中。基于热管原理开发的蒸汽腔散热技术是具有内部空腔的平板式结构，消除了加热面积和冷却面积对热管应用的局限性，将热量传递的维度从传统热管的“一维”拓展到“二维”，大大扩展了散热面积，提高了散热能力，在高热流密度电子元器件的冷却领域应用前景广阔。

现有的相变散热装置的蒸汽腔一般为等截面结构，该等截面结构的蒸汽腔主要存在两个问题：(1)蒸汽在蒸汽腔内的均匀扩散问题，蒸汽从毛细芯溢出后最容易到达蒸汽腔与电子元器件在相变散热装置的高度方向上相对应的区域，使得蒸汽易过度聚集在蒸汽腔的该区域，而难以扩散至蒸汽腔与电子元器件在相变散热装置的高度方向上偏离程度较远的区域，从而影响蒸汽腔的整体均温性；(2)冷却液的回流问题，蒸汽在接触蒸汽腔的内壁预冷后形成的冷却液在钉扎效应作用下不易掉落至毛细芯，需要在蒸汽腔的内壁上额外设置用于实现冷却液相对毛细芯回流的毛细结构才能解决上述冷却液的回流问题，但是毛细结构的设置，一方面增加蒸汽腔的制备难度和成本，同时还会增加蒸汽与外界环境之间的热阻，因此，提供一种能够解决现有的等截面结构的蒸汽腔存在的上述问题的相变散热装置成为一个亟待解决的问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够提高蒸汽在蒸汽腔内的扩散均匀性以及有效实现冷却液相对毛细芯的回流的相变散热装置。

一种相变散热装置，包括：

下底座，所述下底座的底部用于与热源接触；

上顶座，所述上顶座设置于所述下底座的顶部，并与所述下底座围合形成有蒸汽腔；

毛细芯，用于依靠毛细力作用供冷却液的渗透，所述毛细芯设置于所述下底座的顶部，并位于所述蒸汽腔内；以及

导向结构，设置于所述蒸汽腔的内壁上，所述导向结构用于引导所述毛细芯中的冷却液吸热蒸发后形成的蒸汽在流入所述蒸汽腔后沿所述蒸汽腔的内壁流动，以及引导所述蒸汽腔内的蒸汽在接触蒸汽腔的内壁预冷后形成的冷却液沿所述蒸汽腔的内壁的流动。

在其中一个实施例中，所述蒸汽腔呈穹顶状，所述导向结构为设置于所述蒸汽腔的内壁上的圆弧结构。

在其中一个实施例中，所述毛细芯包括毛细芯本体和多个毛细芯柱，多个所述毛细芯柱间隔设置于所述毛细芯本体的顶部。

在其中一个实施例中，所述毛细芯柱相对所述毛细芯本体的第一部位密集排布，且所述毛细芯柱相对所述毛细芯本体的第二部位稀疏排布，所述毛细芯本体的第一部位为所述毛细芯本体与所述热源在所述相变散热装置的高度方向上的位置相对应的部位，所述毛细芯本体的第二部位为所述毛细芯本体与所述热源在所述相变散热装置的高度方向上的位置相偏离的部位。

在其中一个实施例中，所述热源用于与所述下底座的底部中央接触，所述毛细芯本体的第一部位为所述毛细芯本体的顶部中央，所述毛细芯本体的第二部位为所述毛细芯本体的顶部四周。