[发明专利]具有多级毛细结构的微热管及其制备方法

说明书

本发明涉及微热管领域，尤其是具有多级毛细结构的微热管及其制备方法。该制备方法的步骤为：A、先用丙酮超声清洗铜板15‑20min，再用乙醇超声清洗8‑10min，除去残留的丙酮，然后用去离子水冲洗干净，最后在40℃的真空烘箱中干燥，完成铜板的清洗；B、将清洗后的铜板固定在超精密飞切机床上，采用90°V形尖铣刀，设定好刀具切削深度并给定进给速度和主轴转速。本发明中的多级毛细结构中金字塔毛细结构阵列的沟槽结构能够减小微热管内工质液体的回流阻力，毛絮结构能够提高毛细吸附力；三角形结构不会对管内壁产生应力，这种多级毛细结构不仅可以提高毛细吸附力，还能有效的提高微热管的散热性能。

技术领域

本发明涉及微热管领域，尤其是具有多级毛细结构的微热管及其制备方法。

背景技术

随着微电子技术的迅速发展，电子器件的密集化、微型化使得电子芯片的功耗越来越大，单位面积的发热量急剧升高。传统风冷、水冷散热已难以满足高效散热要求。因此，从某种意义上说，密集区间内高热通量的散热技术己成为制约电子产品的重要因素之一。为了满足人们的需求，微热管散热技术随之诞生。

微热管是通过管内工质液的相变传热，尺寸小、导热性好是一种高效散热的可靠技术。热管一般由基管、吸液芯和工质液体组成，其中吸液芯是影响热管传热性能的关键。吸液芯的毛细结构加工方法主要有机械沟槽和粉末冶金法两种。机械沟槽加工的毛细结构虽然工质回流快，但是毛细吸附力小，受重力影响较大。粉末冶金的毛细结构孔间隙多，毛细力较强，但是使得热管重量增加了30%，且管内直径变小；并且热管后续的拍平、弯折处理会破坏毛细结构，使得冷凝段的工质无法迅速回流。

发明内容

为了克服现有的热管散热效率低的不足，本发明提供了具有多级毛细结构的微热管及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有多级毛细结构的微热管，包括铜管、金字塔毛细结构和毛絮结构，铜管内壁上阵列分布有金字塔毛细结构，金字塔毛细结构表面及相邻金字塔毛细结构之间的沟槽均分布有毛絮结构。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述金字塔毛细结构的高度为1-5μm，底宽为2-10μm，顶角为30-45°，腰长为20-32μm。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括所述毛絮结构的长度为1.5-3.5μm，密度为0.05-0.08个/μm2。

一种具有多级毛细结构的微热管的制备方法，该制备方法的步骤为：

A、先用丙酮超声清洗铜板15-20min，再用乙醇超声清洗8-10min，除去残留的丙酮，然后用去离子水冲洗干净，最后在40℃的真空烘箱中干燥，完成铜板的清洗；

B、将清洗后的铜板固定在超精密飞切机床上，采用90°V形尖铣刀，设定好刀具切削深度并给定进给速度和主轴转速，沿一个方向切削形成沟槽排列结构，然后工作台变换90°，在另一个方向切出沟槽，在铜板上加工出金字塔毛细结构的阵列；

C、再将加工出金字塔毛细结构的铜板用丙酮、甲醇和异丙醇依次冲洗1min，然后用去离子水冲洗干净去除表面杂质和油污；用盐酸清洗铜板表面30-45s，除去表面的氧化铜膜，将铜板固定在玻璃板上，然后在室温下将铜板浸泡在氢氧化钠和高硫酸钾化学镀混合溶液中5-15min后取出，用去离子水冲洗干净后放入50℃烘箱中烘干，从而在金字塔毛细结构表面形成了一层毛絮结构；

D、接着将铜板切割成所需大小，再将覆有金字塔毛细结构和毛絮结构的一面向内卷曲成圆柱形或折成方形并用夹具夹持住，用精密激光焊接工艺将侧边及一端口封住；

E、将管体从未封口的一端向管内注入工质液体并抽真空，最后将管体内尚存的开口端以精密激光焊接方式封口。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括步骤C中，氢氧化钠和高硫酸钾的配比为0.9-2M：0.1M。