(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210572435.8 (22)申请日 2022.05.24 (71)申请人 中国电子科技 集团公司第十 研究所 地址 610000 四川省成 都市金牛区茶店子 东街48号 (72)发明人 熊长武　翁夏　李俞先　雷涛　 胡家渝　赵亮　 (74)专利代理 机构 成都九鼎天元知识产权代理 有限公司 51214 专利代理师 刘世权 (51)Int.Cl. F28D 15/04(2006.01) F28D 15/02(2006.01) H05K 7/20(2006.01) (54)发明名称 一种基于增材制造的一体化成型均温板 (57)摘要 本发明公开了一种基于增材制造的一体化 成型均温板， 该一体化成型均温板包括腔体壁 面、 腔体强化柱和清粉排气灌注口， 腔体壁面内 设有壁面毛细芯、 锥状堆叠强化毛细芯和多孔毛 细环， 锥状堆叠强化毛细芯下设有复合微槽干 道， 腔体壁面内部形成真空气密腔室并灌注低沸 点液态工质， 腔体强化柱设于腔体壁面内， 清粉 排气灌注口设于所述真空气密腔室侧面的腔体 壁面。 本申请通过将均温板所有组成构件以冶金 方式结合， 减小了接触热阻， 在多元化灵活选材 的基础上， 采用了基于增材制造技术的适应性设 计， 可充分利用增材制造的技术优势， 加工工序 少， 工艺流程简单， 加工周期短， 制造成本低， 质 量可靠， 能够满足各种环境 适应性要求。 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 CN 114935272 A 2022.08.23 CN 114935272 A 1.一种基于增材制造的一体化成型均温板， 其特 征在于， 包括： 腔体壁面(1)， 所述腔体壁面(1)内设有壁面毛细芯(2)、 锥状堆叠强化毛细芯(3)和多 孔毛细环(6)， 所述锥状堆叠强化毛细芯(3)下设有复合微槽干道(4)， 所述腔体壁面(1)内 部形成真空气密腔室(8)并灌注低沸点液态工质(9)； 腔体强化柱(5)， 设于所述腔体壁面(1)内， 支撑所述真空气密腔 室(8)的上下两面的腔 体壁面(1)； 清粉排气灌注口(7)， 设于所述真空气密腔室(8)侧面的腔体壁 面(1)。 2.如权利要求1所述的基于增材制造的一体化成型均温板， 其特征在于， 所述腔体壁面 (1)、 壁面毛细芯(2)、 锥状堆叠强化毛细芯(3)、 复合微槽干道(4)、 腔体强化柱(5)、 多孔毛 细环(6)和清粉排气灌注口(7)皆通过选择性激光熔化增材制造技 术一次性、 一体化成型。 3.如权利要求1所述的基于增材制造的一体化成型均温板， 其特征在于， 所述增材制造 所选用材 料为铜粉、 铝粉或不锈钢粉。 4.如权利要求1所述的基于增材制造的一体化成型均温板， 其特征在于， 所述壁面毛细 芯(2)、 锥状堆叠强化毛细芯(3)和多孔毛细环(6)采用多孔毛细结构在腔体实心结构上一 次性、 一体化 成型为一个完整部件， 所述壁面毛细芯(2)、 锥状堆叠强化毛细芯(3)和多孔毛 细环(6)的形状、 尺寸、 布局与孔隙率根据蒸发区、 冷凝区的布局以及工质气、 液相流场特征 进行灵活调整。 5.如权利要求1所述的基于增材制造的一体化成型均温板， 其特征在于， 所述壁面毛细 芯(2)、 锥状堆叠强化毛细芯(3)和多孔毛细环(6)直接与所述真空气密腔室(8)的腔体壁面 (1)以冶金 方式连为 一体。 6.如权利要求1所述的基于增材制造的一体化成型均温板， 其特征在于， 所述锥状堆叠 强化毛细芯(3)设置于用于加热或用于蒸发区的腔 体壁面(1)内， 所述锥状堆叠强化毛细芯 (3)设置为条状或锯齿状沿传热 方向阵列分布。 7.如权利要求1所述的基于增材制造的一体化成型均温板， 其特征在于， 所述复合微槽 干道(4)设置于用于加热或用于蒸发区的腔体壁面(1)与壁面毛细芯(2)之间， 所述复合微 槽干道(4)设置为菱形。 8.如权利要求1所述的基于增材制造的一体化成型均温板， 其特征在于， 所述腔体强化 柱(5)设置为实心结构或网格结构的圆柱形、 方 形或矩形。 9.如权利要求1所述的基于增材制造的一体化成型均温板， 其特征在于， 所述多孔毛细 环(6)设置 于所述腔体强化柱(5)的四周。 10.如权利要求1所述的基于增材制造的一体化成型均温板， 其特征在于， 所述低沸点 液态工质(9)采用酒精、 丙酮、 氨或水。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114935272 A 2一种基于增材制造的一体 化成型均温板 技术领域 [0001]本发明涉及电子设备热控技术领域， 尤其涉及到一种基于增材制造的一体化成型 均温板。 背景技术 [0002]随着芯片运行速度的不断提高， 电子元器件功率的增大， 发热量也越来越大， 热控 设计对保证电子元器件正常工作起着非常重要的作用。 电子设备在工作中面临着诸多限 制,如工作环境非常恶劣、 空间密闭狭小、 无法直接供风供液冷却、 体积重量限制等多种苛 刻条件， 尤其是航空、 航天、 通信等领域电子设备， 其功率高、 热流密度大， 电子元件超过最 高许用温度后就可能会因过热而性能下降甚至失效。 平板热管或均温板(后文仅以均温板 表述)因体积薄、 传热高效， 成为了电子设备中不可或缺的散热装置。 同时因电子设备日趋 轻薄化、 高集成化， 其安装平台、 环境条件也日赵复杂， 热负荷也会不断增大， 这就要求热管 的设计灵活性更强、 厚度更薄、 换 热效率更高、 质量更好。 [0003]传统的均温板采用机械加工制得， 因需留存内部空间进行蒸汽和液体循环流动， 其外壳多采用焊接、 压接方式形成空腔， 而采用焊接或压接法进 行外壳腔 体密封， 受焊接工 艺工装限制， 一方面构件厚度、 边缘面积会大幅增加， 另一方面其形状、 尺寸、 安装接口会受 到很大的约束， 适装性差， 经常无法满足设备研制的要求。 另外均温板内部多孔毛细芯是对 热管的传热性能产生决定性影响的关键部件， 多采用烧结、 压接的方式成型和固定， 一般只 能采用规则的形状和尺寸， 无法进 行异形和局部强化设计， 无法设置高效的汽液分离干道， 同时在加工过程中， 内部多孔毛细芯的破坏程度较大， 质量一致性差， 导热率较低， 无法达 到预期的效果。 最后， 传统的均温板存在加工工艺复杂， 涉及的工序、 流程多， 周期长、 成本 高等限制其广泛应用的瓶颈， 使其只能在高价值的装备或大批量生产的装备中使用， 无法 满足大多数普通、 多样的小批量或定制类军民用电子设备的热控需求。 [0004]要提高均温板综合换热效率的提升， 促进均温板在电子设备热控领域的广泛应 用， 就需要 克服传统均温板受加工制造工艺方法带来的设计局限， 通过采用新的制备工艺， 从而解放设计思想， 产生 新的设计方案 。 [0005]其中中国专利申请 号CN201910808646.5公开了 “一种3D打印多孔毛细芯超 薄平板 热管及打印方法 ”， 提出通过3D打印分步加工平板热管的腔 体及内部多孔毛细芯的方法， 在 平板热管 的设计、 加工上具有一定的灵活性。 但该方法由于没有掌握均温板实心结构与多 孔毛细结构同种材料一体化、 一次性加工成型的关键技术， 3D打印的赋予均温板设计与制 造的技术优势并没有得到充分发挥， 导致并没有根本性地解决均温板广泛应用的瓶颈问 题。 首先平板热管腔体与多孔毛细芯需分步打印， 平板热管腔体内部由于在后期还需要另 外烧结或打印多孔毛细结构， 所以其腔体必须是开放式结构， 需要多次打印并通过焊接、 热 压等方式实现拼接密封， 其 成型质量不可控、 可设计性差。 其次多孔毛细芯为3D打印金属粉 末与造孔剂混合烧结后得到的多孔结构， 工艺工序复杂， 可设计性差， 无法在同一个层面上 既设计实体强化结构， 又设计强化沸腾、 吸附的多孔毛细结构， 无法设计实体结构与多孔毛说　明　书 1/6 页 3 CN 114935272 A 3