新型平板均热管的制作方法

背景技术：
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随着电子技术的飞速发展，微电子器件的高频、高速，以及集成电路的密集和微型化，使得电子芯片的功耗急剧增大，导致了极高的热流密度。集成电路的热斑效应不仅会缩短电子器件的使用寿命，也会影响其正常工作性能，LED芯片的光电转换效率只有20％-30％，大部分的能量以热量的形式散失，如何快速散热减小热斑效应是制约电子芯片和集成电路发展的重要原因。

通过工质的相变来实现传热的平板热管具有结构紧凑、优良的均温性、极高的导热性和易贴合等优点，很好的满足了芯片对散热装置紧凑、可靠、灵活、高效和不需要维修等要求。所以，平板热管技术将成为未来微电子元器件及其散热系统的主流，而平板热管的进一步强化传热性能则是影响芯片集成度发展的关键技术。

平板热管性能好坏关键在于内部的吸液芯结构，目前平板热管的吸液芯结构主要有烧结式和沟槽式两大类。烧结式吸液芯是在平板热管内壁面烧结一层微纳米级的金属粉，以此提供工质回流的通道和毛细力，但烧结式吸液芯稳定性不够、易脱落、工质回流阻力大以及整体较重。沟槽式吸液芯主要是在热管内壁面加工出一定截面形状的槽道，通过微小沟槽提供液体工质回流的毛细力。但这样的沟槽式吸液芯存在一定的问题，上下两板直接拼接时隔开每个槽道会使得界面剪切力大增影响传热行能；中间垫一个框架后拼接虽能避免较大的界面剪切力，但是会在较大的真空度下压扁；而在上下板之间加支撑柱则会增加繁琐的工艺，加厚管壁则违背了热管轻便的原则。并且这些吸液芯结构的设计主要是考虑提供毛细力，因此根据平板热管工作原理和轻便性要求设计符合上下板工作状态的吸液芯结构是平板热管的发展趋势。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决背景技术中提到的问题，分析热管各段的主要工作原理，在保证强毛细力的同时，提升蒸发段的沸腾性能和热管启动性以及冷凝段的蒸汽冷却性能，针翅结构不但可以起到支撑作用和减小界面剪切力并且有利于上板凝结液快速回流滴落至下板形成循环，使热管的传热性能提到提高。

本实用新型的技术方案以如下方式实现：

一种新型平板均热管，包括一个紫铜上板、一个紫铜下板和一个注液抽气管组成，所述上板为冷凝段、下板为蒸发段，两者之间称为绝热段，所述上下板内壁面加工有沟槽式复合针翅结构，所述沟槽式复合针翅结构是上板冷凝段为沟槽式针翅阵列结构，下板蒸发段为沟槽式针翅结构。

所述沟槽式复合针翅结构通过去除材料的方式在上下板的内壁面得到。

所述沟槽结构的截面形状为三角形、矩形或梯形。

所述沟槽结构为沟槽式复合针翅结构，上板冷凝段为沟槽式针翅阵列结构，下板蒸发段为沟槽式针翅结构。

所述针翅结构的高度不大于所述沟槽结构，且所述针翅结构对顶处可起到支撑作用。

所述沟槽式复合针翅结构的尺寸和截面形状可以由加工方法决定。

本实用新型的有益效果在于：

充分考虑平板均热管的工作原理，在传统的沟槽结构上分别根据上板冷凝段和下板蒸发段设计了针翅阵列结构和针翅结构。在保证传统沟槽结构提供较强毛细力和增大换热表面积的同时，下板沸腾段的针翅结构进一步增大换热面积，且提供了更多的有效汽化核心数使得热管能够更快的启动；上板冷凝段的针翅阵列结构同样可以进一步增大换热面积，并且在减薄液膜厚度减小传热热阻的同时，能够对液体工质起到一个引流的作用，加速液滴的回流；上板和下板针翅结构的对顶又可以起到一个支撑的效果，从而增加管壁强度。通过以上的作用在强化平板热管传热能力的同时，增加其强度，以此满足现代电子散热的要求。

附图说明：

图1为本实用新型平板热管冷凝段结构示意图；

图2为本实用新型平板热管蒸发段结构示意图；

图3为本实用新型平板均热管组装示意图；

图4为本实用新型平板热管横截面示意图。

图中：1、上板冷凝段，2、注液抽气管，3、下板蒸发段，4、沟槽式复合针翅结构，5、小开口，6、沟槽结构。

具体实施方式

如图1至图4所示，一种新型平板均热管，包括一个上板1、一个下板3和注液抽气管2，平板热管的上板1为冷凝段、下板3为蒸发段，上下板内壁面均加工有沟槽结构6，所述沟槽结构6为沟槽式复合针翅结构4，所述蒸发段为沟槽式针翅结构，所述冷凝段为沟槽式针翅阵列结构，沟槽结构提供强毛细力和增大还热表面积，上板针翅阵列结构在进一步增大换热面积时还能通过减薄液膜厚度减小传热热阻，并对液体工质具有引流作用加速工质回流；下板针翅结构同样进一步增大换热面积，且提供更多的有效汽化核心使热管更早启动，并起到均流的作用；上下板针翅的对顶加强了平板热管的强度，通过以上的优势来强化平板热管 的传热性能和强度。

该实施例的沟槽式复合针翅结构4通过去除材料的方式在平板热管上下板内壁面加工得到，并且针翅结构4的高度不大于沟槽结构6的高度，如图4所示。

该实施例的沟槽结构6的截面形状是矩形，也可以为三角形或梯形，如图4所示。

如图1、图2所示，该实施例的沟槽结构6为沟槽式复合针翅结构4，上板1冷凝段为沟槽式针翅阵列结构，下板3蒸发段为沟槽式针翅结构，所以能够在保持强毛细力的同时，提高沸腾蒸发和冷凝性能以及加速工质回流和均流，从而提升热管传热性能，针翅对顶加强热管强度。

该实施例的沟槽式复合针翅结构4的形状和尺寸由激光工艺参数和外部条件确定。依据所需的沟槽宽深尺寸和针翅尺寸，选择合适的工艺参数，先在铜板上加工出针翅结构或者针翅阵列结构，然后在此基础上加工出一条条矩形沟槽，即可得到所需的沟槽式复合结构。

如图3所示，进行拼接焊接密封即可得到新型平板均热管。

尽管本实用新型是参照具体实施例来描述，但这种描述并不意味着对本实用新型构成限制。参照本实用新型的描述，所公开的实施例的其他变化，对于本领域技术人员都是可以预料的，这种变化应属于所属权利要求所限定的范围内。