(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 202211007875.5 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 中国科学院长春光学精密机 械与物 理研究所 地址 130033 吉林省长 春市经济技 术开发 区东南湖大路38 88号 (72)发明人 陈立恒　孟旭　任丽敏　彭熙　 (74)专利代理 机构 深圳市科进知识产权代理事 务所(普通 合伙) 44316 专利代理师 孟洁 (51)Int.Cl. H05K 7/20(2006.01) B22F 10/28(2021.01) B33Y 10/00(2015.01) (54)发明名称 一体化成型的集成均温板的水冷散热器及 其制备方法 (57)摘要 本发明提供了一种一体化成型的集成均温 板的水冷散热器及其制备方法， 属于散热设备制 造技术领域。 本发明的一体化 成型的集成均温板 的水冷散 热器， 包括一体化 成型的均温板和水冷 板； 所述水冷板包括水冷板壳体， 冷却水流道， 进 水接口和出水接口； 所述均温板包括均温板壳 体， 及位于所述均温板壳体内部的蒸发部芯体， 冷凝部芯体和蒸汽腔柱， 所述蒸发部芯体、 冷凝 部芯体和蒸汽腔柱均为多孔毛细结构； 在所述均 温板的两个侧面各设有一个预留封装口。 本发明 还提供了一种采用增材制造工艺制备一体化成 型的集成均温板的水冷散热器的方法， 能够省略 预制均温板壳体、 焊接等大量繁重的工序， 工序 简洁， 节省大量财力物力的同时大大缩短了加工 周期。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115361845 A 2022.11.18 CN 115361845 A 1.一体化成型的集成均温板的水冷散热器， 其特征在于， 包括一体化成型的均温板和 水冷板； 所述水冷板包括水冷板壳体， 冷却水流道， 进水接口和出水接口， 所述冷却水流道位于 所述水冷板壳体的内部， 所述进水接口和出 水接口分别位于所述冷却水流道的两端； 所述均温板包括均温板壳体， 及位于所述均温板壳体内部的蒸发部芯体， 冷凝部芯体 和蒸汽腔柱， 所述蒸汽腔柱位于所述蒸发部 芯体和冷凝部 芯体之间， 所述蒸发部 芯体、 冷凝 部芯体和蒸汽腔柱均为多孔毛细结构； 在所述均温板的两个侧面各设有一个预留封装口， 用于去除制备过程中的废料、 排气、 注液和焊接 。 2.根据权利要求1所述的一体化成型的集成均温板的水冷散热器， 其特征在于， 多孔毛 细结构由毛细结构单元阵列形成， 多孔毛细结构为框架式多孔毛细结构， 其中， 毛细结构单 元为正方体框架， 边长为0.0 5‑0.15mm； 所述均温板壳体的厚度为0.5 ‑1mm， 所述蒸发部芯体 的厚度为0.3 ‑0.6mm， 所述蒸汽腔 柱的高度为0.5 ‑1mm， 所述冷凝 部芯体的厚度为0.2 ‑0.5mm。 3.根据权利要求1所述的一体化成型的集成均温板的水冷散热器， 其特征在于， 所述水 冷板的整体厚度为6 ‑10mm， 其中， 所述冷却水流道的截面 为圆形， 直径为 4‑8mm。 4.根据权利要求1所述的一体化成型的集成均温板的水冷散热器， 其特征在于， 2个预 留封装口 的通孔直径均为2 ‑4mm。 5.一种如权利要求1 ‑4任意一项所述的一体化成型的集成均温板的水冷散热器的制备 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 根据所述 集成均温板的水冷散热器的设计模型建立工艺模型； S2： 采用直接 激光烧结成形工艺进行 所述集成均温板的水冷散热器的增材制造； S3： 进行后处 理。 6.根据权利要求5所述的一体化成型的集成均温板的水冷散热器的制备方法， 其特征 在于， 工艺模型包括沿成形高度方向的收缩量的预先补偿， 后续板壳表面的喷砂工艺的去 除量的预 先补偿， 以及内部多孔毛细结构和 沟槽磨粒流工艺的去除量的预 先补偿。 7.根据权利要求6所述的一体化成型的集成均温板的水冷散热器的制备方法， 其特征 在于， 沿成形高度方向的高度补偿值为设计模型高度的5％， 板壳的厚度补偿值为0.05mm， 内部多孔毛细结构的间隙补偿值 为0.03mm。 8.根据权利要求5所述的一体化成型的集成均温板的水冷散热器的制备方法， 其特征 在于， 所述步骤S2中， 激光能量的工艺窗口范围为90 ‑130W， 扫描间距的工艺窗口在180 ‑ 300um范围内， 能量密度的工艺窗口范围为6 0‑90J/mm3， 光斑0.0 5mm。 9.根据权利要求5所述的一体化成型的集成均温板的水冷散热器的制备方法， 其特征 在于， 所述步骤S3中， 后处理包括热处理， 板壳表面的喷砂工艺处理， 内部多孔毛细结构的 磨粒流工艺处 理， 以及内部腔体中残留粉末颗粒的超声清洗处 理。 10.根据权利要求5所述的一体化成型的集成均温板的水冷散热器的制备方法， 其特征 在于， 还包括步骤S4： 焊接所述均温板一端的预留封装口， 将 配有充液管的封头焊接到另一 端的预留封装口， 除气并充液， 封死充液 管， 对所述均温板壳体进行 无损和检漏测试。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115361845 A 2一体化成型的集成均温板的水 冷散热器及其制备方 法 技术领域 [0001]本发明属于散热设备制造技术领域， 涉及 一体化成型的集成均温板的水冷散热器 及其制备 方法。 背景技术 [0002]近年来微电子集成技术的不断发展使得电子产品的发热量急剧增长， 因此现在电 子产品在运行时会在某一个很小的区域内产生大量的热量形成热量堆积现象， 长时间的热 量堆积会导致电子产品核心设备损伤， 影响电子产品寿命。 集成均温板的水冷散热器 (Water‑cooled radiator)是一种采用热传导和强制水冷的高效散热原件， 可以通过高导 热率基板将热量从小面积热源传递到大面积冷端， 再通过强制水冷来实现快速散热的目 的。 目前， 集成均温板的水冷散热器已经被广泛应用于电子产品散热中。 [0003]现有的集成均温板的水冷散热器结构采用的是预先加工好的实体基板和水冷板 进行组装加工的方法制造得到。 在传统方案中集成均温板的水冷散热器的制造需要耗费大 量人力物力提前制备许多部件， 且需要 大量的焊接组装工作， 生产效率较低； 同时在 减材加 工过程中会出现大量的材料损失； 并且由于传统水冷散热器中热量从热源到冷端表面的传 递过程仅依靠基板的热传导， 这种仅依靠热传导的方法无法满足高热流 导热需求。 [0004]近年来， 金属的增材制造技术快速发展， 其中， 选择性激光熔化SLM(Selective   laser melting)是金属材料增材制造中的一种主要技术途径， 该技术选用激光作为能量 源， 按照三 维CAD切片模 型中规划好的路径在金属粉末床层进 行逐层扫描， 扫描过的金属粉 末通过熔化、 凝固从而达到冶金结合的效果， 最终获得模型所设计的金属零件。 SLM技术克 服了传统技术制造具有复杂形状的金属零件带来的困扰， 它能直接成型出近乎全致密 且力 学性能良好的金属零件。 [0005]因此， 需要研究一种新结构的集成均温板 的水冷散热器， 并能基于增材制造技术 一体化成型， 解决现有集成均温板的水冷散热器制造工序复杂、 制造周期过长、 换热效率较 低以及安装灵活性受限等问题。 发明内容 [0006]有鉴于此， 本发明的目的是提供一种一体化成型的集成均温板的水冷散热器及其 制备方法， 解决现有集成均温板的水冷散热器制造工序复杂、 制造周期过长、 换热效率较低 以及安装灵活性受限等问题。 [0007]为实现上述目的， 本发明提供一体化成型的集成均温板 的水冷散热器， 包括一体 化成型的均温板和水冷板； [0008]所述水冷板包括水冷板壳体， 冷却水流道， 进水接口和出水接口， 所述冷却水流道 位于所述水冷板壳体的内部， 所述进水接口和出 水接口分别位于所述冷却水流道的两端； [0009]所述均温板包括均温板壳体， 及位于所述均温板壳体内部 的蒸发部芯体， 冷凝部 芯体和蒸汽腔柱， 所述蒸汽腔柱位于所述蒸发部芯体和冷凝部 芯体之间， 所述蒸发部 芯体、说　明　书 1/5 页 3 CN 115361845 A 3