[实用新型]一种仿生均热板吸液芯

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种仿生均热板吸液芯结构，有效地克服了流阻大、传输慢、局部微通道堵塞、均温性低、强度低等现有均热板吸液芯技术存在的缺陷，能够高效地解决电子器件局部散热问题。

背景技术

随着电子技术的发展，电路集成技术不断地推动着电子产品日益精密化。与此同时，高度集成的电子器件造成热流密度的急剧增加，散热已经成为电子技术发展中不可逾越的瓶颈问题。均热板作为一种高效的传热装置已广泛运用于电子设备散热当中。吸液芯作为均热板的核心结构，对均热板的传热性能起着至关重要的作用。

由于均热板采用了面传热的方式，相比于传统的热管散热，效率更高，已广泛应用于电子器件的散热当中。均热板与传统的热管相比，工作原理相同。其主要有蒸发端、冷凝端、吸液芯、工质组成。其工作原理为：电子器件将热传递到均热板蒸发端基板，基板再将热传递到工质，工质受热后蒸发，并到达冷凝端凝结成液体放出热量。液态工质在吸液芯毛细压力的作用下回流至蒸发端形成一个循环，如此反复。为了使工质能在较低的温度下产生凝结，所以均热板内需要抽真空。

吸液芯作为均热板最重要部件，已发展成各种形式。其结构主要包括烧结多孔型、沟槽型、丝网型和纤维型吸液芯结构。沟槽型吸液芯具有很大的渗透率，但是毛细吸力最小；烧结多孔型刚好与沟槽型吸液芯性能相反；丝网和纤维型吸液芯处于两者之间，但是占用相对较大的空间。

均热板的传热性能主要取决于吸液芯结构，而吸液芯的渗透率和毛细吸力又是一对矛盾的关系。同时，日益精细化的电子设备对均热板的空间尺寸要求越来越严苛。同时，均热板由于高度方向厚度较小，而且随着电子技术的发展，要求均热板越来越薄，因此均热板的壁壳会变得更薄以增加均热板空腔的体积，但是这会造成均热板强度降低，在抽真空后会造成均热板变形或产生塌陷。因此为了增加强度，在均热板中增加了支撑柱，但支撑柱的增加会极大地减小蒸发面积，同时会造成均热板腔内流场的变化，不利于散热效率的提高。

植物叶片经过亿万年的发展进化，已经形成了一种优化的工质输运体系。研究发现植物叶脉的中轴对称结构具有最短的运输路径。基于植物叶脉多边形分形结构具有防止叶脉堵塞或断裂而对植物叶片造成毁灭性的损害。基于植物叶片的叶脉及叶肉组织结构能够将营养物质快速从点运输到植物叶片的各个部位，该组织结构具有最短的运输路径。

受此启发，本实用新型提供了一种基于植物叶片组织结构仿生均热板吸液芯。该吸液芯充分考虑了现阶段已有均热板技术存在的不足，并汲取了植物叶片高效运输系统结构，设计了一种新型的仿生均热板吸液芯结构。

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，提供一种毛细压力大、流动阻力小、均温性好、散热性能高、避免局部出现干涸以及堵塞的新型仿植物叶片优化运输结构的吸液芯结构。

本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种仿生均热板吸液芯，包括用于容纳液态工质的中央冷凝区、主运输通道、支撑柱、连接通道、环形凸缘、冷凝基板、微细通道，所述冷凝基板上设置有凸台区域，所述中央冷凝区呈槽状设置于冷凝基板的凸台区域中部，该中央冷凝区形成蓄液池，搜集冷凝后的液态工质向主运输通道内运输。

所述主运输通道与中央冷凝区相连通且以中央冷凝区为共同出发点朝冷凝基板的边缘呈二叉树状结构的叶脉状均匀辐射地分布在冷凝基板上，所述的主运输通道之间通过连接通道横向连接，使所有主运输通道形成相互贯通的网络通道，在相邻主运输通道所围成的多边形凸台区域上加工有微细通道，各微细通道之间形成用于对均热板起到支撑、增加均热板强度的立方体支撑柱，所述冷凝基板的边缘设置有凸缘以与蒸发端焊接形成完整的均热板整体结构。

通过在冷凝基板上加工出基于植物叶脉分形结构与分型尺寸的主运输通道，且每一主运输通道由中心向外辐射，形成冷凝工质流动的主要通道。冷凝基板中部开有圆形凹槽，形成冷凝端的中央冷凝区。工质在中央冷凝区1冷凝后在毛细压力的作用下迅速进入主运输通道，并在主运输通道内由中心向外流动。由于主运输通道2尺度相对较大，工质流动较快，且该形式的主运输通道布置有利于吸液芯整体流动阻力的减小。

每一向外辐射的主运输通道通过连接通道相连，当发生堵塞、局部干涸等意外情况时，将会由相邻主运输通道的工质在毛细压力驱动下进行补充，由此增加了均热板适应不同功率环境的能力。同时由于主运输通道在连接通道的连接作用下，相互连通形成封闭循环的回路结构，大大增强了均热板的均温性和使用性能。