一種金屬基板微熱管不等寬微槽道的激光制備方法與流程

本發明涉及一種激光制備方法，具體是一種金屬基板微熱管不等寬微槽道的激光制備方法。

背景技術：

隨著微電子技術的迅猛發展，集成化、微型化已經成為芯片的主要發展趨勢，由此產生的高熱流密度嚴重影響芯片的正常工作和使用壽命，散熱問題成為嚴重制約微電子工業發展的技術瓶頸。平板微熱管以其體積小、啟動快、等溫性能好、傳熱性能高、可與電子器件直接貼合等特點，成為解決微電子芯片熱積聚問題的關鍵技術，被廣泛應用于航空航天、醫藥、化工、生物等領域。

微熱管的最大傳熱能力主要受限于微槽道毛細壓力的大小。傳統的微槽道在微熱管軸向方向的深度一致，憑借微熱管蒸發端的液體工質受熱蒸發后產生的彎月面半徑變化而產生毛細壓力。大連理工大學的唐吉仁提出一種不等寬微槽道結構，并利用mems工藝，在拋光的硅表面上制作了20槽道不等寬微槽道，槽道內液體工質的彎月面半徑成階梯變化，能明顯地提升毛細壓力。但這種mems工藝需要經過掩膜、曝光、顯影、濕法腐蝕等工藝流程，加工工藝復雜，需要設計專門的掩膜版，成本高昂，化學腐蝕劑會污染環境。更重要的是，成形的微槽道尺寸和數目受限，嚴重制約毛細壓力的進一步增大，從而制約著微熱管的最大傳熱能力。

技術實現要素：

本發明的目的是克服上述現有技術存在的缺陷，提出一種制備工藝簡單、成本低廉、安全環保、微槽道尺寸小、數目多、毛細壓力大的平板微熱管不等寬微槽道的激光制備方法。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種金屬基板微熱管不等寬微槽道的激光制備方法，包括以下步驟：

1)將金屬基板放置在超聲波清洗儀中，先后通過丙酮、無水乙醇和去離子水各清洗3分鐘，烘干后得到干凈的金屬基板；

2)將金屬基板平整放置于工作臺，設定激光加工參數后進行對焦，使激光焦點聚焦于金屬基板表面；

3)在金屬基板一端墊一定厚度的紙板，使金屬基板與工作臺水平面的傾角為1～2°；

4)激光焦點位置固定不變，振鏡沿x/y方向掃描，通過激光刻蝕的方法在金屬基板上制備出不等寬微槽道。

所述激光加工參數為激光波長范圍256～1064nm，激光脈寬范圍50～200ns，激光重復頻率范圍30～60khz，激光掃描速度范圍100～800mm/s。

所述不等寬微槽道的截面形狀可以為三角形、矩形或梯形。

所述金屬基板的長度為100～200mm，厚度為0.5～1mm，材料可以為黃銅、紫銅或鋁。

通過改變金屬基板放置的傾角，可以實現兩端微槽道的寬度變化程度。

本發明的優點和有益效果在于：通過傾斜放置金屬基板，使金屬基板在x方向上每一處的的離焦量不同，因此每一處加工的微槽道尺寸不一樣，由此加工出不等寬微槽道。該發明提供的激光制備方法簡單，成本低廉，安全環保，微槽道尺寸小、數目多，為工質液體回流提供的毛細壓力大，有助于提高平板微熱管的傳熱性能。

附圖說明

圖1為金屬基板微熱管不等寬微槽道的激光制備方法及裝置的示意圖。

圖2為金屬基板微熱管不等寬微槽道的示意圖。

圖中：1、工作臺，2、金屬基板，3、激光焦點，4、激光束，5、振鏡，6、紙板，7、不等寬微槽道。

具體實施方式

實施例：

下面結合附圖對本發明作進一步的說明。

如圖1至圖2所示，一種金屬基板微熱管不等寬微槽道的激光制備方法，包括以下步驟：

1)將金屬基板2放置在超聲波清洗儀中，先后通過丙酮、無水乙醇和去離子水各清洗3分鐘，烘干后得到干凈的金屬基板2；

2)將金屬基板2平整放置于工作臺1，激光波長為1064nm，設定激光加工參數為激光平均功率20w，激光脈寬100ns，激光重復頻率40khz，激光掃描速度200mm/s，激光掃描次數25次，然后進行對焦，使激光焦點3聚焦于金屬基板2表面；

3)在金屬基板2一端墊一張厚度為1.75mm的紙板6，使金屬基板2與工作臺1水平面的傾角為1°；

4)激光焦點3位置固定不變，振鏡6沿x/y方向掃描，通過激光刻蝕的方法在金屬基板2上制備出不等寬微槽道7。

該實施例的不等寬微槽道7的截面形狀為三角形。

該實施例的金屬基板2長度為100mm，厚度為0.5mm，材料為紫銅。

該實施例通過改變金屬基板2放置的傾角，可以實現兩端微槽道7的寬度變化程度。

本發明實現了金屬基板微熱管不等寬微槽道的激光制備，制備工藝簡單，成本低廉，安全環保，微槽道尺寸小、數目多，為工質液體回流提供的毛細壓力大，有助于提高平板微熱管的傳熱性能。

技術特征：

技術總結
本發明公開了一種金屬基板微熱管不等寬微槽道的激光制備方法，包括如下步驟：1)清洗金屬基板，得到干凈的金屬基板；2)將金屬基板平整放置于工作臺，調整激光焦點聚焦于金屬基板表面；3)在金屬基板一端墊一定厚度的紙板，使金屬基板傾斜1～2°；4)激光焦點位置固定不變，振鏡沿X/Y方向掃描，通過激光刻蝕的方法在金屬基板上制備出不等寬微槽道。該發明通過傾斜放置金屬基板，使金屬基板在X方向上每一處的離焦量不同，由此加工出不等寬微槽道。本發明提供的激光制備方法簡單，成本低廉，安全環保，微槽道尺寸小、數目多，為工質液體回流提供的毛細壓力大，有助于提高平板微熱管的傳熱性能。

技術研發人員：楊旸;魏昕;謝小柱;胡偉;李成彬
受保護的技術使用者：廣東工業大學
技術研發日：2017.07.06
技術公布日：2017.10.24