[发明专利]利用厚过烧镀层和沸腾的具有薄腔的散热器

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2012年11月23日申请的、第2012－0133802号韩国专利申请的权益，其全文通过参考整体并入在此。

技术领域

本发明涉及平散热器，更具体地涉及利用厚过烧镀层和沸腾（boiling）的具有薄腔的散热器，由此，蒸发器电镀有用于加强沸腾的厚过烧镀层，从而阻止蒸发的工作流体或冷却剂与用于加强沸腾的涂层物质反应，冷凝器设置有利用厚过烧镀层以粗糙结构镀覆有铜的毛细管结构（wick structure），以使蒸发的工作流体或冷却剂在蒸发器中均匀地扩散，形成线状支架从而使所述腔结构稳固，从而不容易被外部力弯曲，并且显著提高散热和冷却性能。

背景技术

通常，电子产品设计为在室温下运行其功能。当使用电子产品时，如果没有适当散热，电子产品会过热并且其性能会显著下降。在这些电子产品中使用的用于冷却CPU和电子发热组件（例如，半导体芯片）的方法，包括使用散热器的热传导方法，使用对流和辐射的方法，使用风扇的强对流方法，使用液体循环的方法等。然而，随着电子产品变得越来越轻薄，电子发热组件之间的距离变窄，因此当使用的电子产品产生热时，难以合适地散热。此外，由于电子发热组件的高密度集成和高性能，电子发热组件的热载是逐渐增加的，这样存在一个问题，即通过现有的冷却方法不能够有效地冷却电子产品（电子设备）。

就已出现的在电子发热组件中处理增加的热载的技术而言，存在一种利用已知为平热管的蒸发腔（vapor chamber）的技术，该技术在名称为“利用带有由金属粉末涂覆和烧结的金属板的毛细管制造热管的方法”的、注册号为394309的韩国专利中公开，以及另一种利用基于沸腾的散热腔（液体腔）的技术，该技术在名称为“利用沸腾和冷凝制冷剂的冷却设备”的、注册号为330398的韩国专利中公开。

蒸发腔是利用液体的蒸发现象而不是通过沸腾的散热类型。为了使冷却剂易于蒸发，由冷却剂自身形成的薄膜应该非常薄，为了平稳蒸发，冷却剂的量应最小化。在这种情况中，即使少量的热提供到蒸发器，在腔内的冷却剂容易蒸发。蒸发的冷却剂在冷凝器中冷凝为水珠。因为冷却剂的绝对量不够，对于冷凝的冷却剂滴的尺寸来说，其难以长大（增加）从而依靠其重力向下流动。因此，存在一个问题，即对于冷凝的冷却剂来说，其很难返回到蒸发器中。

为了解决该问题，在腔内形成利用毛细管现象的毛细管结构。该毛细管结构用来吸在冷凝器中冷凝的冷却剂并将其转移回蒸发器中。然而，该毛细管结构具有致命的缺点。因为大多数毛细管结构由金属粉末烧结或由利用细线编织的线织物形成，其难以制造，并且多故障是导致出现频繁缺陷的原因。在该毛细管结构中，因为通过利用毛细管现象来产生冷却剂的运动，冷却剂的移动力非常小。因此，存在即使在毛细管结构中出现很小的问题，也导致毛细管结构不能适当运行的多种情况。此外，为了不阻止轻微地移动的冷却剂的流动，以圆点形式而不是线状形式在腔的上板和下板之间形成维持空间的结构。也就是，当该结构以线状形式形成时，其具有阻止冷却剂流动的障碍线的作用，因此冷却剂不能在合适的时间返回到蒸发器。当以圆点形式形成该结构时，其具有通过从外部施加的力易于弯曲的结构缺陷。

液体腔通过利用沸腾现象散热。因为其利用沸腾现象而不是蒸发现象，与蒸发腔相比，其能够在腔内填充更多的冷却剂。因为蒸发器形成有利用粘性介质（例如金属粉末以及焊料、环氧树脂等）的沸腾加强涂层，所以腔内的冷却剂由蒸发器内产生的热而沸腾，从而使热扩散到整个腔。冷却剂大多数使用水，腔本身是由铜制造的。当蒸发的冷却剂接触其他内壁时，其他内壁称为冷凝器，而不是腔内的蒸发器，其冷凝并通过壁的而不是蒸发器的低温在壁上变成液珠。通过气体的连续液化现象，液珠的形状在尺寸上增大，并且最后通过液滴重力向下流动。以这种方式再次收集的液体，通过与蒸发器连接而再次沸腾，从而蒸发。

与蒸发腔不同，在这种液体腔中，在上板和下板之间的支架以线状形成。由于在液体腔内冷却剂的总量远远大于在蒸发腔中的量，在蒸发腔中冷凝的冷却剂不会返回到蒸发器，而在液体腔中，沸腾继续发生。然而，液体腔具有一个问题，即用于加强沸腾的涂层的材料会与水和铜作用从而产生气体，进而降低了散热性能。此外，在蒸发的冷却剂扩散到很远之前，其易于与液体冷却剂相遇，从而易于液化并影响了将热散至整个腔的作用。

发明内容