[發明專利]一種無吸液芯超薄熱管裝置

有效

• 申請號: 201611050154.7
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN106604607B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 李孝軍;屈健
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;F28D15/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種無吸液芯超薄熱管裝置，該熱管適用于高熱流強度微電子器件的散熱冷卻。其技術方案為通過在超薄熱管內壁面上分別制備間隔分布的親水表面和疏水表面，且上壁面和下壁面呈對稱結構，分別組成親水通道區和疏水通道區，并將自潤濕液體作為工質充注到熱管中。其中疏水通道區為工質的氣相運輸通道，親水通道區為工質的液相回流通道。本發明通過熱管內壁面親疏水表面的構建以及自潤濕工質的使用實現了無吸液芯結構超薄熱管的有效運行和高效傳熱，具有結構簡單、厚度薄、傳熱性能和燒干極限高的特點。

技術領域

本發明涉及微電子器件或智能手機的散熱冷卻技術領域，具體為一種無吸液芯超薄熱管裝置。

背景技術

近年來，隨著技術的快速發展，各種信息通訊產品正以前所未有的速度實現高度集成化和微小型化，直接導致其工作熱負荷和單位面積發熱量的顯著增加，嚴重影響整個系統的安全可靠性，縮短產品使用壽命，并成為制約其發展的重要瓶頸。以智能手機為例，相對于電腦散熱而言，其散熱空間尺寸大幅減小，散熱條件更加困難，且對散熱裝置的便攜性也有更大的要求。而超薄熱管具有體積小、重量輕和導熱率高的特點，為現代電子元件設備(特別是空間結構高度緊湊的智能手機)的散熱提供了一種有效的手段。但是，如何在降低熱管厚度的同時維持其高導熱性能，是目前超薄熱管研究中一個亟待解決的難題。在傳統的超薄熱管中，吸液芯結構是其關鍵的組成部分，是實現熱管有效工作的重要前提。如公開號為103940274A的專利提出了一種腔內含有溝槽部和粉末燒結部的超薄熱管，軸向延伸的溝槽與其上附著的金屬網通過燒結結合成一體，不僅熱管尺寸能夠大幅減小，同時亦能夠保證良好的導熱效率及穩定性。但是，該種復合吸液芯結構也將提高超薄熱管制造工藝的復雜性和成本，而且吸液芯結構不允許熱管本身產生一定的形變，因此限制了其應用領域和尺寸的進一步減小。Lewis等在《Science Bulletin》(2015，60(7)∶701-706)上發表的“Microfabricated Ultra-thin All-polymer Thermal Ground Planes”一文提出了一種使用高分子材料制作的柔性超薄熱管，并通過光刻技術在其表面制作出柱狀陣列實現了吸液芯結構的功能，所制作的熱管厚度僅為0.3mm,并具有良好的傳熱性能和燒干特性。但考慮工藝成本和傳熱性能的更大提升，尋找或采用其它更加簡易實用的方法來實現吸液芯結構的功能，在推廣超薄熱管技術方面具有很高的潛在應用價值。

發明內容

針對現有技術中存在的不足，本發明提供了一種無吸液芯超薄熱管裝置，通過自潤濕工質在超薄熱管內獨特的相變循環運動實現熱管的有效運行，克服了傳統超薄熱管需復雜吸液芯結構的限制，使其能更好的應用于對智能手機、智能手表等微電子器件的散熱冷卻。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的。

一種無吸液芯超薄熱管裝置,其特征在于，包括熱管管殼，工質，

所述熱管管殼為封閉殼體，包括蒸發段，絕熱段，冷凝段；

所述熱管管殼在冷凝段的側表面開有抽真空/充注液孔；

所述蒸發段和冷凝段，包括親水通道；所述絕熱段包括親水通道，疏水通道；

所述蒸發段、絕熱段和冷凝段的交界處存在親水表面區域向疏水表面區域的過渡區，過渡區內熱管管殼的內壁面為親疏水梯度能表面，即工質在熱管管殼的內壁面上的接觸角由小變大呈梯度變化，熱管管殼內壁面由親水表面區域變成疏水親水表面區域。

所述絕熱段分為三個通道，左右對稱兩側通道均為親水通道，中間通道為單個疏水通道或為若干個間隔分布的親水通道和疏水通道的組合；

所述絕熱段的親水通道、疏水通道沿長度方向貫穿絕熱段；

所述親水通道通過蒸發段、絕熱段、冷凝段相互連通。

所述熱管管殼的材料為易加工塑形、導熱性能強、耐熱性和氣密性好的金屬材料或高分子材料。