[實用新型]一種基于內脹外壓的方形銅熱管

有效

• 申請號: 201520695798.6
• 申請日: 2015-09-09
• 公開（公告）號: CN204987988U
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 湯勇;劉彬;周波;袁偉;閆志國
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F28D15/04
• 分類號: F28D15/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本實用新型涉及電子元器件冷卻的散熱裝置，尤其涉及一種基于內脹外壓的方形銅熱管。

背景技術

隨著電力電子技術的飛速發展,電子設備的功能和復雜性日益增長，電子元器件的集成度不斷提高，而物理尺寸卻越來越小，單位體積電子器件的發熱量快速增加，散熱問題變得越來越突出，目前發熱芯片的高熱流密度散熱問題已成為微電子工業發展的最大瓶頸之一。熱管被稱為熱的“超導體”，由于其利用內部工質的相變潛熱進行熱傳遞，導熱率為同種金屬材料的幾十到上百倍，在傳熱換熱領域（如航天航空、大功率LED、太陽能光熱板等）上具有極大的應用價值。傳統的熱管外形多為圓柱形，在實際應用中須與同等尺寸的溝槽匹配裝配，安裝精度要求較高，且容易與外圍零部件間產生間隙，增大了傳熱熱阻，影響熱管傳熱效果。

實用新型內容

為了克服現有技術存在的缺點和不足，本實用新型提供了一種基于內脹外壓的方形銅熱管，結構簡單，加工方便，解決了傳統熱管由于圓形外形帶來的裝配精度較差、熱阻較大等問題。

本實用新型采用如下技術方案：

一種基于內脹外壓的方形銅熱管，所述方形銅熱管橫向截面的外壁輪廓形狀為方形，外壁輪廓的相鄰兩平面間的圓角半徑小于0.3mm。

本方案提供的方形銅熱管能很好的與同等尺寸的溝槽匹配安裝，減少安裝空隙，減少傳熱熱阻，提高傳熱效率。

進一步地，所述方形銅熱管的內壁設置有微溝槽或燒結有吸液芯毛細結構，進一步提高熱管的換熱效率。

相比現有技術，本實用新型的有益效果如下：

(1)基于內脹外壓的方形銅熱管，管徑向截面的外圍輪廓形狀為方形，每個側面均為方形平面，易于與電子元器件發熱面和散熱器冷凝面的貼合，且在實際應用中的安裝更為便捷。

(2)本實用新型技術手段簡便易行，成本低廉，在電子元器件散熱領域具有廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1為一種基于內脹外壓的方形銅熱管橫截面結構示意圖。

圖2為方形銅熱管制造工藝流程的示意圖，其中，圖2a為通過相變壓扁模具對圓柱形熱管加熱示意圖；圖2b為相變壓扁模具緩慢擠壓熱管示意圖；圖2c為將相變壓扁后的熱管置于模壓成型模具的凹模內并合上模壓成型模具的凸模的示意圖；圖2d為熱管在高度方向上被壓扁至設定高度的示意圖。

圖中，1.上模具，2.下模具，3.加熱棒孔，4.圓柱形熱管，5.凸模，6.凹模。

具體實施方式

下面結合實施例及附圖，對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。

實施例一

如圖1所示，一種基于內脹外壓的方形銅熱管，所述方形銅熱管橫向截面的外壁輪廓形狀為方形，其厚度為4mm，高度為5mm，長度為280mm，外壁輪廓的相鄰兩平面間的圓角半徑為0.2mm，所述方形銅熱管的內壁設置有微溝槽，可進一步提高熱管的換熱效率。

本實施例提供的方形銅熱管在安裝使用時能很好的與同等尺寸的溝槽匹配安裝，減少安裝空隙，減少傳熱熱阻，提高傳熱效率。

實施例二

如圖2所示，一種如所述方形銅熱管的制造方法，包括步驟：

（1）相變壓扁

通過相變壓扁模具對長度為280mm、直徑為φ5.4mm、內部填充有去離子水的圓柱形熱管4加熱至180℃，使熱管內部液體工質汽化，對管壁產生壓力，防止管體中軸線上屈曲現象的產生，然后相變壓扁模具緩慢擠壓熱管，使熱管厚度大小壓扁至3.9mm，相變壓扁模具包括上模具1與下模具2，所述上模具1和下模具2上開設若干個加熱棒孔，并在所述加熱棒孔內插入用以加熱上模具和下模具的加熱棒，通過加熱棒加熱上模具1、下模具2及圓柱形熱管，使熱管內部液體工質汽化，對管壁產生壓力，防止管體中軸線上屈曲現象的產生；

（2）相變厚度成型

將相變壓扁后的熱管置于模壓成型模具的凹模6內，合上模壓成型模具的凸模5，然后整體置于退火爐中升溫至320℃，保溫20min；升溫和保溫過程可將爐膛內部抽真空或充入氫氣作為保護性氣體，所述凹模6的槽腔寬度值及凸模5的凸臺寬度值與方形熱管的厚度均為4mm，高溫加熱使扁平熱管內部液體工質蒸發汽化，相變形成蒸汽，蒸汽的壓力迫使銅管膨脹產生塑性變形，從而與模壓成型模具的凹模6內壁緊密結合，從而使熱管厚度恢復至設定的4mm；

（3）模壓高度成型