金刚石均温板,高热流密度散热新方案


来源:www.188betkr.com 石语

[导读]杭州电子科技大学金刚石均温板专利

www.188betkr.com 讯随着电子器件逐渐向集成化、小型化发展,芯片内晶体管的集成度不断上升,热流密度急剧增加。传统散热方案如铜基热管等因受限于一维线性传热模式,难以满足三维非均匀热场的均温需求。均温板是一种基于两相流循环的高效散热装置,其核心原理是通过工质的蒸发、扩散、冷凝和毛细回流实现热量的快速传递与均匀分布。均温板通过面接触实现热量均匀分布,可以有效降低局部热点温度。


均温板通常由高导热金属(如无氧铜或铜铝复合材料)制成封闭腔体,内部抽真空后注入少量工质(如水、乙醇、丙酮或氨),并设计有毛细结构(如烧结铜粉、多层铜网或蚀刻微槽)。铜材本身导热性能受限,工质与铜材的兼容性也不足,高温环境下工质饱和蒸汽压过高,会引发腔体变形的风险,需要更加合适的材料来提升均温的导热性能及可靠性能。


近日,国家知识产权局信息显示,杭州电子科技大学申请一项名为“一种新型金刚石均温板及其制作方法”的专利,公开号CN120593539A。该技术针对当前电子设备向微型化、高集成度发展中面临的高热流密度散热问题,依托金刚石材料的优异性能,为散热领域提供高效解决方案



本发明公开了一种新型金刚石均温板及其制作方法,包括以下步骤:1.制备金刚石与铜复合基板;2.在金刚石与铜复合基板上制备金刚石微柱;3.用金刚石微粉填充于上盖板与底板之间,并封闭上盖板与底板的边缘。相比传统铜基均温板,金刚石与铜复合基板提高了底板整体的导热能力,相较于金刚石表面镀铜制备的盖板,其界面剪切强度为30-35Mpa,高于表面镀铜的方案。并且利用MPCVD生长技术制备的金刚石/铜复合材料其热导率能达到1200-1500W/(m·K),使底板在接触热源时,能迅速的将热量传导至内部工质液体,其散热效率较铜基方案提升3倍以上,极大的提高了底板的传热效率以及结构稳定性。



此新型金刚石均温板有广泛的应用前景:可作为手机或者笔记本电脑等电子产品的散热方案,满足电子产品对轻小高效散热的需求;均温板高热稳定性、使用寿命长、抗腐蚀等特性能够为数据中心服务器提供轻量化的散热解决方案;均温板本身还具有一定的抗震性,可以用于新能源汽车电驱系统散热。


参考来源:国家知识产权局


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