专利名称：一种脉冲热管式电子元器件散热冷却器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及可用于对各种元器件散热冷却的装置。
背景技术：
就发明者所知，对于电子元件散热，共有三种类型。第一种类型为热沉(普通翅片)加风扇。这种类型的传热方式应用历史悠久，但仍被大量采用，其优点是技术成熟，适用面广，缺点是仅适用于发热量较小的场合，包括普通的电脑CPU散热就采用这种方式。
第二种方式为采用普通热管加散热片的方法，这种方法也已经获得广泛的应用。热量由热管传递给翅片，由翅片直接释放到大气环境。该种方法属于非能动式冷却方法，其缺点是需消耗较多的翅片金属，由于温度分布从翅片根部很快衰减，因而大部分金属所起的作用并不大。
第三种冷却方法为液体强制循环冷却，如某些激光器就采用这种方法。其优点是所能去除的热流密度较高，适合于发热量大的模块，缺点是需要复杂的泵、阀门及管路连接件等。对外部电源和水源的依赖性大。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单且传热效率与散热能力较高的脉冲热管式电子元器件散热冷却器。
脉冲热管之所以被称为热管，是因为它也属于非能动式冷却技术的一种，具有普通热管所具有的一切优点。但其原理与与普通热管具有本质的区别。
脉冲热管的工作原理如图1所示，将毛细金属管弯制成首尾相连的回路式结构，并将毛细金属管抽真空，将抽真空端口封死，注入部分液体，然后将注液端口封死。由于液体表面张力的作用，毛细金属管内形成交替的汽弹及液弹，在相邻的汽弹和液弹间存在着压力差。由于汽弹和液弹在毛细金属管内的随机分布，在加热段加热毛细金属管，管间的压力不均导致平行管间的流体脉动，这种管间脉动将热量从加热段传递到冷凝段。在管内形成的自维持的脉动过程，大大强化了换热过程。
基于该脉冲热管的工作原理，本实用新型提出的脉冲热管式电子元器件散热冷却器采用以下结构方案所说的脉冲热管式电子元器件散热冷却器具有一块金属散热接触板块，用于与需冷却散热的电子元器件接触连接，在该金属散热接触板上设置有由多圈毛细金属管构成的脉冲热管框体，所说的多圈毛细金属管首尾连接形成一回路，各圈毛细金属管的底端按顺序穿过金属散热接触板块并与金属散热接触板块紧密接触，在所说的多圈毛细金属管中有液体于抽真空状态下封装入毛细金属管中的部分空间，这些液体能在毛细金属管内形成交替的汽弹及液弹，从而构成所述的脉冲热管。
本实用新型中的由多圈毛细金属管构成的脉冲热管框体可采用各种形状，包括矩形、梯形、圆环形或其他曲折环形。
本实用新型的脉冲热管式电子元器件散热冷却器可按以下方法制作采用黄铜、紫铜等导热率高的金属板块，在金属板块内加工一排小孔，小孔的直径与毛细金属管的外径相等，将毛细金属管一圈一圈反复顺序穿过金属板块，在空间发展成一个“框体”结构。当以上绕制工序完成以后，将毛细金属管首尾相连，并留出抽真空端口和注液端口，在将毛细金属管抽真空及注液，并进行封装之后，形成一个脉冲热管。其工作原理如下当金属板块的下平面与电子元器件发热模块的平面紧密接触时，铜块吸收电子元件的热量，该热量足以使毛细金属管内的汽液介质形成自激振震，该脉动过程将发热块的热量传递到毛细金属管暴露在空气中的部分，封闭在金属块内的毛细金属管与暴露在空气中的毛细金属管部分具有较低的温差，如金属块温度为80℃，毛细金属管裸露在空气部分的温度为70℃，热量在70℃的条件下由毛细金属管的外表面按照纯自然对流的方式释放到大气环境。在稳定的脉动条件下，金属块吸收的热量等于毛细金属管通过外表面释放到大气环境中的热量。由于整个毛细金属管的温差较小，金属表面被充分利用，因而可省去翅片热沉。
与传统热管加散热片的技术相比，该种脉冲热管的优点是充分利用了金属，也就是说，毛细金属管各处的温差远远小于散热片随着翅片高度温差的衰减，因而脉冲热管具有高的传热效率。
脉冲热管可以工作在无风扇的条件下，当然，增加风扇可以进一步提高其散热能力。
本实用新型适用于冷却电子元件发热模块，如晶体管、半导体、可控硅整流器、功率模块等。
图1为本实用新型的原理结构图；图2、图3、图4和图5分别为脉冲热管框体为不同形状的本实用新型实施例的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型具体实施方式
的结构细节作进一步的详细说明图2为本实用新型脉冲热管式电子元器件散热冷却器的常用结构，6为金属散热接触板块，3为由毛细金属管绕成的矩形脉冲热管框体，该脉冲热管框体的各圈毛细金属管均穿过金属散热接触板块6，绕制脉冲热管框体3的毛细金属管首尾连接形成一回路，在脉冲热管框体3的毛细金属管上留有抽真空端口1的注液端口2，在通过抽真空端口1和注液端口2对毛细金属管抽真空及注液并封装之后形成一个脉冲热管。该脉冲热管的工作原理如图1所示，图中4、5分别为注入毛细金属管中的工作液体所形成的汽弹和液弹。
图3、图4和图5分别为将毛细金属管绕制成倒梯形脉冲热管框体、正梯形脉冲热管框体和曲折环形脉冲热管框体的本实用新型脉冲热管式电子元器件散热冷却器的3种结构方案，其基本结构与上述图2实施例是相同的。
权利要求1.一种脉冲热管式电子元器件散热冷却器，包括一块金属散热接触板(6)，其特征在于所说的金属散热接触板(6)上设置有由多圈毛细金属管(3)构成的脉冲热管框体，所说的多圈毛细金属管(3)首尾连接形成一回路，各圈毛细金属管的底端按顺序穿过金属散热接触板(6)并与金属散热接触板紧密接触，在所说的多圈毛细金属管(3)中有液体于抽真空状态下封装入毛细金属管中的部分空间。
2.根据权利要求1所述的脉冲热管式电子元器件散热冷却器，其特征在于所述的脉冲热管框体为矩形、梯形、圆环形或曲折环形。
专利摘要本实用新型提供一种可用于对各种元器件散热冷却的脉冲热管式电子元器件散热冷却器。其结构包括一块金属散热接触板块，用于与需冷却散热的电子元器件接触连接，在该金属散热接触板上设置有由多圈毛细金属管构成的脉冲热管框体，在所说的多圈毛细金属管中有液体于抽真空状态下封装入毛细金属管中的部分空间，这些液体能在毛细金属管内形成交替的汽弹及液弹，从而构成所述的脉冲热管。本实用新型具有高的传热效率和散热能力，适用于冷却电子元件发热模块，如晶体管、半导体、可控硅整流器、功率模块等。
文档编号H01L23/427GK2636418SQ0324719
公开日2004年8月25日 申请日期2003年6月16日 优先权日2003年6月16日
发明者徐进良, 施慧烈 申请人:中国科学院广州能源研究所