[发明专利]用于超高热流密度下的热沉及其制造方法

摘要

本公开提供一种用于超高热流密度下的热沉及其制造方法，包括：热沉基板，用于为发热器件散热，包括：开放式通道，设置在所述热沉基板的任一板面上，利用毛细现象驱动散热工质沿所述开放式通道流动；以及亲水涂层，设置在所述开放式通道的表面，该亲水涂层表面生成有极性分子基团，所述亲水涂层和所述极性分子基团用于提高所述开放式通道的补液能力。本公开提供的用于超高热流密度下的热沉通过设置亲水涂层以及亲水涂层表面的极性分子基团，大大增加开放式通道内的毛细压力梯度，使得在超高热流密度下热沉具有及时补液能力，保证了超高热流密度下热沉的高换热性能及高可靠性。 1

主权项

1.一种用于超高热流密度下的热沉，包括：

热沉基板，用于为发热器件散热，包括：

开放式通道，设置在所述热沉基板的任一板面上，利用毛细现象驱动散热工质沿所述开放式通道流动；以及

亲水涂层，设置在所述开放式通道的表面，该亲水涂层表面生成有极性分子基团，所述亲水涂层和所述极性分子基团用于提高所述开放式通道的补液能力。

2.根据权利要求1所述的用于超高热流密度下的热沉，所述开放式通道包括N条，N条所述开放式通道并列设置；

其中N≥10。

3.根据权利要求2所述的用于超高热流密度下的热沉，所述开放式通道的排列密度不小于5条/cm。

4.根据权利要求3所述的用于超高热流密度下的热沉，其中：

所述开放式通道的宽度介于10μm至2000μm之间；

所述开放式通道的深度介于10μm至2000μm之间；

两相邻所述开放式通道的间距介于10μm至2000μm之间；

所述亲水涂层的厚度介于20nm至50μm之间。

5.根据权利要求4所述的用于超高热流密度下的热沉，其中：

所述开放式通道的宽度介于200μm至500μm之间；

所述开放式通道的深度介于200μm至1500μm之间；

两相邻所述开放式通道的间距介于200μm至500μm之间。

6.根据权利要求1所述的用于超高热流密度下的热沉，所述开放式通道的横截面为矩形、梯形、三角形、圆弧形或不规则图形。

7.根据权利要求1所述的用于超高热流密度下的热沉，其中：

所述亲水涂层包含：多孔氧化铝、多孔氧化铌、氧化锌钠、氧化钛、氧化锌、氧化锡、五氧化二钒、氧化铜、氧化亚铜、氢氧化铜中的至少一种；

所述极性分子基团包含：羧酸基、磺酸基、磷酸基、氨基、季铵基、羟基、羧酸酯、嵌段聚醚中的至少一种；

所述热沉基板包含：金属、合金、半导体、陶瓷、氧化物中的至少一种；

其中所述热沉基板的导热系数不小于20W/m·K。

8.一种用于超高热流密度下的热沉的制造方法，包括：

步骤A：在热沉基板的一面上生成开放式通道；

步骤B：在所述开放式通道的表面生成亲水涂层；

步骤C：在所述亲水涂层的表面生成极性分子基团，得到如上述权利要求1至7中任一项所述的用于超高热流密度下的热沉。

9.根据权利要求8所述的用于超高热流密度下的热沉的制造方法，其中，所述步骤A中，通过线切割方法或激光加工方法在所述热沉基板上生成所述开放式通道。

10.根据权利要求8所述的用于超高热流密度下的热沉的制造方法，其中：

所述步骤B中，通过物理气相沉积、化学气相沉积、电化学或氧化还原法在所述开放式通道的表面生成所述亲水涂层；

所述步骤C中，通过化学溶液浸泡法或紫外辐照法在所述亲水涂层的表面生成所述极性分子基团。