高热流密度器件热管式散热器的制作方法

本实用新型属于电子器件冷却领域，具体涉及一种高温电子器件的散热装置。

背景技术：

高热流密度器件的特征就在器件内产生高温，计算机CPU芯片可以作为高热流密度发热器件的典型代表。计算机服务器内通常具有几十枚CPU芯片，在高性能的背后，伴随着更高的发热量和热流密度。在计算机主板上已经没有条件增大芯片的散热面积，即使有一定的空间位置仅通过增加面积也不能等比例地达到强化散热的效果。热管具有超强的导热能力，并且在散热面积不变的情况下可有效提高芯片的散热效果。CPU芯片的特点是温度超高但温度分布却非常不均匀，芯片表面的温度差可以达到几百度。热管的工作原理是：液体工质在热管蒸发部位受热后产生相变成为蒸汽，然后在冷凝部位将相变汽化潜热放出。尤其是平面式热管其主要特点是能够产生非常均匀的温度场，这样就可以将温差巨大的CPU芯片的热量均匀散开。目前有很多类型的圆形热管镶嵌于散热器底板上，利用与芯片接触的那部分热管(蒸发段)，将CPU产生的热量以导热的方式扩展至整个底板，最终热量通过翅片以风冷的形式带走。其缺陷是热管蒸发段与散热器底板具有一定的面积比，这样就存在较大的扩散热阻，由于蒸发段与冷凝段之间的温度差较小，所以热管的效能受到很大的制约或影响。本实用新型的提出可以有效改善这一主要缺陷，扩散热阻非常小使翅片能够100％发挥散热效能。

技术实现要素：

为了解决上述圆管镶嵌式热管散热器的技术缺陷，本实用新型的目的是，提出一种能够强化高热流密度器件散热的热管式散热器。

为实现本实用新型的目的而提出的技术结构是：高热流密度器件热管式散热器包括平面热管和翅片，平面式热管作为散热器的底座，平面热管与基板加工为一体。平面热管分为大小两个区域，热管小区域与高热流密度器件贴紧固定；热管大区域的顶面全部设有翅片，热管大区域的面积比热管小区域面积增大1倍。

本实用新型的工作原理是：热管小区域与高热流密度器件贴紧，所以这部分是热管的蒸发段，热管内部的工质吸收高热流密度器件(例如CPU)的热量而产生相变，相变产生的蒸汽传至(大区域)冷凝段，能够很快凝结，工质利用毛细作用回流至蒸发段，以此构成循环。热管小区域的面积与高热流密度器件相等，这样就不会产生扩散热阻，大区域设有翅片所以使器件的热量能够高效散出。翅片与平面热管的顶面相嵌为一体，通过冷风将翅片的热量带走，所以该结构具有较高的散热效率。

本实用新型的特点以及产生的有益效果是，由于热管小区域的面积与高热流密度器件相等，所以可以使CPU表面的温差很小，温度越均匀散热效率越高。平面热管与翅片装配在一起，在强化了热管冷凝段传热的同时，增大了工质的循环效率使得器件冷却换热明显增强。该种散热器与其他散热器相比，结构简单、体积较小，可以作为多种类型的高热流密度器件的冷却，可以有效地降低CPU芯片内部的工作温度。

附图说明

图1是本实用新型的原理与结构立体简图。

图2是本实用新型俯视方向的热管散热器结构立体简图。

具体实施方式

以下结合附图并通过具体实施例对本实用新型的原理与结构作进一步的说明。需要说明的是本实施例是叙述性的，而不是限定性的，不以此实施例限定本实用新型的保护范围。

高热流密度器件热管式散热器，包括平面热管和翅片，其具体结构是：平面式热管1作为散热器的底座，平面热管与基板2加工为一体。平面热管分为大小两个区域，热管小区域1-1与高热流密度器件贴紧固定；热管大区域1-2的顶面全部设有翅片3，热管大区域的面积比热管小区域面积增大1倍。热管小区域是平面热管的蒸发段；热管大区域是平面热管的冷凝段。

在基板上设有螺栓孔3-1，用于与被冷却器件的固定，螺栓孔位于热管小区域的两侧。平面热管连同基板的厚度为4-6mm；翅片的高度是8-10mm，翅片之间的缝隙为0.2mm。平面热管与基板的材质是紫铜材质；翅片的材质是铝材。

作为实施例，平面热管连同基板的厚度为6mm，翅片的高度是9mm，热管小区域面积为50×50mm；热管大区域是50×100mm。平面热管抽真空的接口1-3设在热管大区域的里侧，平面热管内的液体工质是水。高热流密度器件与平面热管(小区域)之间设有高导热率的热结合层材料，利用蒸发段两侧的螺栓孔与服务器主板紧固。

翅片镶嵌基板内，为了减小接触热阻，采用成形轧制和浸锡的方法，使翅片与热管固定为一体。平面热管的结构是一个密封的T形空腔体，空腔的内壁加工为多孔表面，使循环工质产生毛细力。为尽量减轻设备部件的重量，但同时考虑到必须提高CPU(高热流密度器件的典型)散热板的导热能力，所以平面热管采用纯铜材质，翅片采用铝材质。纯铜的导热系数大约比铸铝高1.5倍，但铸铝的质量大约是纯铜的1/3。

相变蒸汽流向冷凝段放热凝结成液体，液体再靠毛细力沿多孔表面流回蒸发段，利用平面热管产生的相变汽化潜热不断地将高热流密度器件的热量散出冷却。