[實用新型]一種平板熱管

有效

• 申請號: 201420407215.0
• 申請日: 2014-07-23
• 公開（公告）號: CN203949540U
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 李驥;呂魯倉
• 申請（專利權）人: 中國科學院大學
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 何自剛

技術領域

本實用新型涉及一種散熱裝置，具體涉及一種用于電子元器件散熱的平板熱管。

背景技術

近年來，隨著微制造技術和封裝技術的不斷革新，電子芯片的集成度按照摩爾定律呈兩年翻一倍的速度增長，電子器件及設備正向著小型化、緊湊化的、高性能的方向飛速發展。自1950年小型集成電路(SSI)問世以來，經過了中規模集成電路(MSI)和大型集成電路(VLSI)，發展到目前的超大型集成電路(ULSI)，每一晶片上由數十個電子元件已經增加到了數百萬個，甚至上億個。雖然單個電子元件所產生的熱量密度比較小，但是上百萬個、上億個電子元件所能產生的熱量密度就相當可觀了。例如計算機的主機芯片所產生的熱流密度，在20世紀70年代約為10w/cm²，在20世紀80年代增加到20-30w/cm²，而在20世紀90年代末則已經超過了100w/cm²。就目前來看，一些高功率密度的電子器件所產生的熱流密度正向著1000w/cm²或者更高的方向發展。如此高的熱流密度會使電子器件局部或整體處于較高溫度下，進而對裝置的安全有效運行產生極大的威脅。據統計，約55％的電子器件的失效都是由溫度過高引起的。電子器件的正常工作溫度范圍一般為-5～65℃，超過這個范圍，電子元件的性能就會顯著下降。研究表明，單個半導體元件的溫度每超過額定工作溫度10℃，系統的可靠性就會降低約50％。另外，電子設備對溫度均勻性也有很高的要求，不均勻的溫度分布可能會使電子器件的內部產生熱變形，造成電子器件疲勞損壞或永久變形。常規散熱措施，如銅或鋁翅片和風扇組合的強迫對流換熱，已經難以滿足此類電子器件的散熱需求，我們必須開發更加高效的熱控制技術來提高電子器件的工作壽命和可靠性。電子芯片的散熱問題已經成為制約電子器件及設備進一步發展的重要因素之一。

就目前情況而言，熱管技術具有緊湊性、等溫性、可靠性、高效性、靈活性以及無需輔助動力等特點，是最能滿足電子芯片散熱要求的手段之一。尤其對于高熱流密度、遠距離散熱的情況，熱管技術具有其他散熱方式無可比擬的優越性。除了以上優勢以外，平板熱管體積小質量輕，而且擁有扁平的蒸發部分，明顯增大熱管與電子芯片的接觸面積，進而有效消除電子芯片所產生的“熱點”問題，從而能使整個芯片的溫度分布更加均勻。所以，平板熱管已經成為熱管技術在電子器件及設備散熱領域的熱點技術。

傳統平板熱管一般尺寸比較大，在設計制作時需要內置支撐結構，其會擾亂熱管內工質的流動，還容易導致熱管殼體變形等問題。另外在傳熱性能方面也不是很理想，容易出現干燒現象。

實用新型內容

為了克服傳統平板熱管存在各種缺陷，本實用新型提出了一種新型平板熱管。其采用燒結銅粉結構作為毛細結構，同時也是支撐結構。燒結的毛細結構一端采用凸臺式毛細結構，另一端采用條狀結構而形成工質流動通道，可以顯著改善其傳熱性能，延緩干燒現象的發生。另外，此平板熱管還可以根據不同的散熱需求采用不同的冷卻方式，非常適合于微小型電子器件的散熱。

本實用新型的平板熱管所采用的技術方案如下：

一種平板熱管，包括上板和下板，上板、下板相對而置，緊密扣合在一起，兩板之間還設有充液管，上板、下板邊縫焊接，所述平板熱管內部空腔部分充以工質，充液管一端密封。

所述上板、下板和充液管由硬質材料制成，并且上板、下板上均有相同或不同的燒結粉末結構作為所述平板熱管毛細結構。

所述上板、下板上的燒結粉末結構由金屬粉末在一定條件下燒結而成，并且此結構由兩部分組成，第一部分是等間距排列的若干條狀結構，第二部分是凸臺狀結構，所述第一部分和第二部分燒結后固定連接。

所述燒結條狀結構橫截面為矩形、梯形三角形、或圓形，所述燒結條狀結構是起支撐殼體作用的結構。

所述燒結條狀結構和上板、下板之間設有若干條狀通道，所述條狀通道為所述平板熱管內部工質流通的通道。

所述上板、下板的緊密扣合方式為二次燒結，在一定條件下將上板、下板燒結在一起。

所述上板、下板上的燒結條狀結構在二次燒結扣合時，其排列方式為等間距相間扣合或非等間距相間扣合。

所述充液管焊接在所述平板熱管的一端，所述端設有條狀燒結結構。

所述焊接為分子焊、釬焊、壓焊、氬弧焊或氣焊。

本實用新型的有益效果：

本實用新型由兩塊表面帶有相同或不同燒結粉末結構的上板、下板緊密扣合而成，具有結構簡易、制作工藝簡單、成本低廉等特點。