除气注液系统及方法

本发明属于散热，具体涉及除气注液系统及方法。

背景技术：

1、随着电子技术的快速发展，当前单个芯片可集成的晶体管数目已经上亿，芯片连线密度越来越高。因此，其功耗在快速增加且散热面积在不断缩小，使得热流密度急剧增大，芯片温度快速上升。此外，消费电子产品(如手机和平板电脑)的厚度不断减小，留给散热元件的空间大大降低。超薄热管(ultrathin heat pipe)和超薄均热板(ultrathinvapor chamber)作为具有高导热率、可靠性高、热响应快、轻薄等优势的被动式散热元件，已成为用于此类电子产品散热的理想选择。

2、在热管或均热板生产中，需要对其进行工质灌注和不可凝气体消除。不可凝气体的存在极大地增加冷凝过程的热阻，因此在注液过程前，必须对热管或均热板除气。目前现有技术是对热管或均热板进行抽真空，然后再进行工质灌注。其缺点是在工质灌注过程中会引入额外的不可凝气体。lin等人[1]发现热管或均热板的最大工作功率qmax是不可凝气体压力的指数函数，

3、

4、其中qmax,0是0压力下(无不可凝气体)的最大工作功率，pncg是不可凝气体的压力，δpc,g是毛细管与重力间的压降差。该等式显示通过降低不可凝气体压力，可提高热管或均热板的最大工作功率。超薄热管或超薄均热板体积较小，额外引入的不可凝气体会大大降低超薄热管或超薄均热板的性能。且由于真空状态下工质快速蒸发，精准工质灌注较为困难。

5、因此，本领域亟需一种除气注液系统及方法。

技术实现思路

1、如前所述，本领域亟需一种除气注液系统及方法。

2、在第一方面，本发明提供了一种除气注液系统，所述系统包括水预处理模块、抽气注液模块和用于连接散热部件的接头；

3、所述水预处理模块包括用于储存水的储水槽；

4、所述储水槽一侧与第一真空泵连通，所述第一真空泵用于去除所述储水槽内水中不可凝气体，所述储水槽该侧的管路上设有可选打开的开路机构；

5、所述储水槽另一侧与蠕动泵一侧相连，所述蠕动泵用于泵出所述储水槽中的水；

6、所述抽气注液模块包括缓冲槽和第二真空泵，所述缓冲槽的一侧连接所述第二真空泵，另一侧连接控制管线开闭的第三阀门，所述缓冲槽用于缓冲压力变化和防止水直接进入第二真空泵；所述抽气注液模块还包括测压装置，用于测量管线内的气体压强；

7、所述接头上设置用于控制管线开闭的第一阀门和第二阀门，所述接头一侧用于连接散热部件，所述第一阀门靠近所述散热部件，所述第二阀门远离所述散热部件，所述第一阀门和所述第二阀门可分离连接；

8、所述蠕动泵、所述第三阀门和所述接头连通。

9、在第二方面，本发明提供了一种除气注液方法，所述方法使用第一方面所述的系统，所述方法包括以下步骤：

10、a)连通所述第一真空泵和所述储水槽，运行所述第一真空泵，对所述储水槽内的水进行除气；

11、b)测量所述散热部件和所述第一阀门的重量为m0，后连接至所述系统；c)打开所述第二真空泵，依次打开所述第三阀门、第二阀门、第一阀门，对所述散热部件除气，当所述系统达到最高真空时，关闭所述第三阀门、第二阀门、第一阀门；

12、d)连通所述水预处理模块和所述抽气注液模块，关闭所述第一真空泵，断开所述第一真空泵和所述储水槽；打开所述第二阀门和第一阀门，运行所述蠕动泵，将所述储水槽内的水泵到所述散热部件中；关闭所述第二阀门和第一阀门，断开所述水预处理模块和所述抽气注液模块；

13、e)对所述散热部件进行除液或双重除气，直至所述散热部件的充水量达到设计值，所述充水量是指将所述散热部件和所述第一阀门从所述系统上拆卸，测量其重量为m1，充水量为(m1-m0)。

14、本发明的有益效果在于：与不除气相比，直接除气注液法大大提高了散热部件的热性能，提升热性能至少50％。此外，直接除气注液法可用已知的抽水速度控制充水量；与直接除气注液法相比，使用双重除气注液法使得散热部件的热性能平均提高8.6％。

技术特征：

1.一种除气注液系统，其特征在于，所述系统包括水预处理模块、抽气注液模块和用于连接散热部件的接头；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述蠕动泵另一侧设置有可拆卸接口。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括水箱，所述水箱与所述蠕动泵可拆卸连接，通过运行所述第一真空泵使得所述水箱中的水注入所述储水槽。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括加热部件，用于对所述散热部件进行加热；优选地，所述加热部件是水浴器。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述加热部件的加热温度范围是60℃-90℃；优选地，所述加热部件的加热温度是80℃。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括称重部件，用于对所述散热部件称重。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其特征在于，所述第二真空泵带有气镇阀。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，其特征在于，所述储水槽充水量为储水槽容积的1/3-2/3。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的系统，其特征在于，所述水是去离子水。

10.一种除气注液方法，其特征在于，所述方法使用权利要求1-9中任一项所述的系统，所述方法包括以下步骤：

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法在步骤a)之前还包括：连通水箱与所述蠕动泵，通过运行所述第一真空泵使得所述水箱中的水注入所述储水槽；断开所述水箱与所述蠕动泵。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，在步骤a)中，所述第一真空泵运行时间≥5小时。

13.根据权利要求10-12中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤d)中，所述储水槽泵出水的量是所述散热部件容积的120％。

14.根据权利要求10-13中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤e)中，所述双重除气具体包括以下步骤：

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在步骤2)中，所述重复次数≥3次。

16.根据权利要求10-13中任一项所述的方法，其特征在于，在步骤e)中，所述除液具体包括：

技术总结本发明公开了一种除气注液系统以及利用该系统对散热部件进行除气注液的方法。所述系统包括水预处理模块、抽气注液模块和用于连接散热部件的接头。利用本发明提供的系统及方法对散热部件除气注液，使得散热部件的热性能显著提高。技术研发人员：杨殷创,邱惠和,李健,吴池力受保护的技术使用者：香港科技大学技术研发日：技术公布日：2024/9/12