一种大面积膜基热沉散热器的制作方法

本发明属于热管理设备，更具体地说，本发明涉及一种大面积膜基热沉散热器。

背景技术：

1、随着现代电子装备向小型化、高集成度和高功率密度方向的快速发展，芯片及电子模块的局部热流密度已由传统的10-100w/cm2显著提升至1kw/cm2甚至更高。大量研究表明，超过55%的电子设备失效直接源于过热问题；根据arrhenius失效模型，器件工作温度每升高10-15℃，其失效率将增加约50%。因此，在高功率电子系统中，温度控制与温度分布均匀性成为决定器件性能、可靠性与寿命的关键因素。

2、现有单相冷却技术（如强制风冷、液冷微通道）受限于工质比热和对流换热能力，在高于200w/cm²的非均匀热流条件下，普遍存在散热能力不足、温度梯度大、泵功消耗高等问题。

3、基于相变换热的两相冷却技术能够利用工质潜热实现高效传热，因而具有优异的散热潜力。由于两相流的不稳定性导致传统两相流技术的工程应用受到极大限制，因此，两相流膜基热沉技术应运而生。膜基热沉通过在沸腾区上方设置具有选择性透过能力的疏液蒸汽渗透膜，使用蒸汽优先透过膜排出、液体保留在沸腾区内，从而实现气液两相在物理空间上的主动分离，极大地解决了两相流沸腾传热中的不稳定性问题。现有膜基热沉技术主要基于毫米级或亚厘米级分离膜，针对工程化应用中大面积换热面面临的流体场不均匀以及分离膜机械稳定性不足等问题，有必要构建一种不同框架的大面积膜基热沉。

技术实现思路

1、本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

2、为了实现根据本发明的这些目的和其他优点，提供了一种大面积膜基热沉散热器，其特征在于，包括。

3、基底层，其上表面为加热面，所述基底层的侧面设置有进液口和多个加热棒孔；

4、歧管结构，其设置在所述加热面上，所述歧管结构包括多个与所述进液口连通的歧管通道，所述歧管通道位于所述加热棒孔的上方，所述歧管结构的中部设置有歧管腔体；

5、吸液芯，其填充于所述歧管腔体内部，所述吸液芯与所述加热面紧密接触；

6、蒸汽渗透膜，其设置在所述吸液芯的上方，所述蒸汽渗透膜覆盖所述歧管腔体；

7、内嵌板，其内部嵌设有网孔支撑板，所述网孔支撑板设置在所述蒸汽渗透膜的上方，所述内嵌板的上方设置有盖板，所述盖板上设置有蒸汽出口。

8、优选的是，其中，所述基底层的材质为铝合金。

9、优选的是，其中，所述吸液芯的材质为泡沫铜。

10、优选的是，其中，所述吸液芯为多孔结构，所述吸液芯的孔隙沿面内方向及厚度方向呈均匀或梯度分布。

11、优选的是，其中，所述歧管通道包括环形通道和多个水平通道，所述水平通道将环形通道与歧管腔体连通；所述基底层靠近进液口一侧设置有第一沟槽，所述基底层远离进液口一侧设置有第二沟槽，所述第一沟槽、第二沟槽分别与进液口和环形通道连通。

12、优选的是，其中，所述蒸汽渗透膜为ptfe多孔疏液膜，所述蒸汽渗透膜包括疏水侧和亲水侧，所述疏水侧朝向吸液芯；所述蒸汽渗透膜的平均孔径为0.40~0.50μm。

13、优选的是，其中，所述基底层进液口的一侧设置有第一压力传感器，所述基底层上与所述第一压力传感器相对的另一侧设置有第二压力传感器，所述盖板上设置有第三压力传感器。

14、优选的是，其中，所述盖板上设置有温度传感器。

15、本发明至少包括以下有益效果：

16、1、本发明显著降低了大面积膜基热沉中的液体流动压降；

17、2、有效抑制了大面积膜基热沉温度分布的面不均匀性；

18、3、通过气液分通道输运机制，减弱了冷却性能对冷板的方向依赖性，实现了蒸汽在膜界面的均匀排出；

19、4、本发明适用于芯片级、封装级及模块级高功率电子器件的工程化应用。

20、本发明的其他优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

1.一种大面积膜基热沉散热器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的大面积膜基热沉散热器，其特征在于，所述基底层的材质为铝合金。

3.如权利要求1所述的大面积膜基热沉散热器，其特征在于，所述吸液芯的材质为泡沫铜。

4.如权利要求1所述的大面积膜基热沉散热器，其特征在于，所述吸液芯为多孔结构，所述吸液芯的孔隙沿面内方向及厚度方向呈均匀或梯度分布。

5.如权利要求1所述的大面积膜基热沉散热器，其特征在于，所述蒸汽渗透膜为ptfe多孔疏液膜，所述蒸汽渗透膜包括疏水侧和亲水侧，所述疏水侧朝向吸液芯；所述蒸汽渗透膜的平均孔径为0.40~0.50μm。

6.如权利要求1所述的大面积膜基热沉散热器，其特征在于，所述歧管通道包括环形通道和多个水平通道，所述水平通道将环形通道与歧管腔体连通；所述基底层靠近进液口一侧设置有第一沟槽，所述基底层远离进液口一侧设置有第二沟槽，所述第一沟槽、第二沟槽分别与进液口和环形通道连通。

7.如权利要求1所述的大面积膜基热沉散热器，其特征在于，所述基底层进液口的一侧设置有第一压力传感器，所述基底层上与所述第一压力传感器相对的另一侧设置有第二压力传感器，所述盖板上设置有第三压力传感器。

8.如权利要求1所述的大面积膜基热沉散热器，其特征在于，所述盖板上设置有温度传感器。