[发明专利]一种散热元件的毛细结构、散热元件及其制备方法

说明书

本发明涉及散热技术领域，具体提供了一种散热元件的毛细结构元件，其特征在于，所述毛细结构由铜金属浆料制备形成，所述铜金属浆料包括铜粉、粘结剂、溶剂、造孔剂、分散剂、稳定剂、表面活性剂、抗氧化剂。本发明还提供了一种包含上述毛细结构元件的散热元件以及其制备方法。本发明提供的毛细结构元件制备工艺简单，操作方便，其厚度可控、尺寸以及孔径可控、毛细效果极佳等特性，尤其适合制备超薄厚度的散热元件。

【技术领域】

本发明属于散热技术领域，尤其涉及一种散热元件的毛细结构、散热元件及其制备方法。

【背景技术】

电子元器件及集成电路技术的高频、高速发展，导致电子元件在运行过程中产生大量的热量，如计算机CPU运行过程中的热流密度已经达到60-100W/cm²，半导体激光器中甚至高达103W/cm²。电子设备工作的可靠性对温度极其敏感，器件温度在70-80℃水平上每增加1℃，可靠性就会下降5％。高热流对元件正常工作的可靠性造成了极大的威胁，因此散热成了电子产品小型化发展的关键问题。为了保证电子元件正常运行，通常在电子元件上加装散热元件为其散热，其通过将发热电子元件的热量先均匀分布，然后再通过散热器散发出去。

散热元件包括金属壳体，封装于金属壳体内的散热工质以及吸附散热工质的毛细结构元件，其依靠散热工质的相变而实现快速传热。其中，散热元件的毛细结构直接影响到散热元件的性能，毛细结构要求毛细力强且水流阻力小，现有技术的散热元件中的毛细结构的吸液芯的种类繁多，如泡沫铜、铜网、复合铜网、蚀刻毛细结构，但这些毛细结构的制作成本均较高、制作工艺较为复杂，市售价格也较高，如泡沫铜或者复合铜网等，而且由于泡沫铜、铜网/复合铜网等毛细结构元件自身带有较大的厚度，无法使得散热元件向更薄的方向发展。

由于电子产品往小型化的不断发展，要求其他组成的元器件的尺寸越来越小、越来越薄，这就使得散热元件在厚度上提出更加苛刻的要求，如280μm以下(如240μm)厚度的超薄散热元件应运而生，超薄的散热元件在保证传热性能的同时要求要有更薄的厚度，如厚度为80μm甚至50μm的毛细结构元件就提上日程。

本发明提供的散热元件的毛细结构以及散热元件，其通过刮涂法或者丝网印刷法将铜金属浆料负载在上盖板中，经过烘干、高温烧结后得到遍布连通孔的毛细结构元件，所述毛细结构元件的孔径较小，分布较均匀，不仅能适应超薄的散热元件的尺寸，操作简易，还具有较强的毛细效果，使之具有优异的吸附能力，同时能更大限度降低制作成本。

【发明内容】

本发明的目的在于制备具有优异吸附性能、并可调节厚度以适用超薄散热元件的毛细结构元件以及散热元件。

为实现上述技术目标，本发明实施例采用的技术方案如下：

一种散热元件的毛细结构元件，所述毛细结构由铜金属浆料制备形成，所述铜金属浆料包括铜粉、粘结剂、溶剂、造孔剂、分散剂、稳定剂、表面活性剂、抗氧化剂。

进一步的，所述毛细结构元件为三维互相贯通的开孔空间结构，其孔径为10～100μm、孔隙率为30～80％。

进一步的，所述铜粉的微观形态为类球形，所述铜粉的粒径为0.1～100μm。

进一步的，所述粘结剂为PVA、环氧树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、改性酚醛树脂、羟甲基纤维素以及乙基纤维素中的一种或多种；所述溶剂为乙醇、丙醇、异丙醇、丙酮、甲苯、二甲苯、松油醇、三乙醇胺、异佛尔酮、二价酸酯以及水其中的一种或多种；所述造孔剂为氯化铵、尿素、硫酸铵、柠檬酸以及苯甲酸中的一种或多种；所述分散剂为甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺以及脂肪酸聚乙二醇酯中的一种或多种；所述稳定剂为亚磷酸酯类、环氧化合物类以及多元醇类中的一种或多种；所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十四烷基磺酸钠、十六烷基磺酸钠、卵磷脂、三乙醇胺、KH550、聚乙二醇以及三乙醇胺中的一种或多种；所述抗氧化剂为柠檬酸、植酸、维生素、草酸、抗坏血酸以及葡萄糖中的一种或多种。