[發(fā)明專利]一種強化傳熱的熱管

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210137669.X
• 申請日: 2022-02-15
• 公開（公告）號: CN114322617A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫帥杰;杜軍紅;葛振綱;程黎輝
• 申請（專利權(quán)）人: 上海豪承信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: F28D15/02
• 分類號: F28D15/02
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 楊芳;劉芳

本申請?zhí)峁┮环N強化傳熱的熱管，涉及半導(dǎo)體器件散熱技術(shù)領(lǐng)域，用于改善溝槽式熱管回流驅(qū)動力差的問題。該熱管包括管體，所述管體包括相互連接的蒸發(fā)段和冷凝段，所述管體具有管腔，所述管腔貫通所述蒸發(fā)段和所述冷凝段；位于所述蒸發(fā)段的所述管腔的內(nèi)壁面具有親水性，在沿遠離所述冷凝段的方向上，位于所述蒸發(fā)段的所述管腔的內(nèi)壁面的粗糙度逐漸增大；位于所述冷凝段的所述管腔的內(nèi)壁面具有疏水性，在遠離所述蒸發(fā)段的方向上，位于所述冷凝段的所述管腔的內(nèi)壁面的粗糙度逐漸增大。本申請一方面能夠提高熱管的回流驅(qū)動力，另一方面強化了冷凝段的冷凝效果以及蒸發(fā)段的沸騰效果，增強了熱管的工作性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及半導(dǎo)體器件散熱技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種強化傳熱的熱管。

背景技術(shù)

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的快速發(fā)展，芯片等電子設(shè)備朝著微型化、集成化、高功率方向發(fā)展。由于電子設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸的減小與功率的增加，對狹小空間內(nèi)高熱流密度進行高效散熱的挑戰(zhàn)日益嚴峻。

熱管因其熱響應(yīng)快，尺寸形狀可定制等優(yōu)點成為高熱流密度微型電子設(shè)備散熱的理想器件。熱管利用工質(zhì)相變傳熱，可以達到高出一般金屬散熱材料一個數(shù)量級的傳熱系數(shù)。其中，傳統(tǒng)溝槽式熱管具有結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，高滲透性等優(yōu)點，是電子設(shè)備微型化、集中化趨勢下的優(yōu)選散熱器件。

然而，上述的溝槽式熱管存在工質(zhì)回流驅(qū)動力差的缺點，影響溝槽式熱管的工作性能。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中提到的至少一個問題，本申請實施例提供一種強化傳熱的熱管，一方面能夠提高熱管的回流驅(qū)動力，另一方面強化了冷凝段的冷凝效果以及蒸發(fā)段的沸騰效果，增強了熱管的工作性能。

為了實現(xiàn)上述目的，本申請實施例提供如下技術(shù)方案：

本申請實施例提供的一種強化傳熱的熱管，應(yīng)用于電子設(shè)備，該熱管包括管體，所述管體包括相互連接的蒸發(fā)段和冷凝段，位于所述蒸發(fā)段的所述管體的外壁面與所述電子設(shè)備抵接；所述管體具有管腔，所述管腔貫通所述蒸發(fā)段和所述冷凝段；

位于所述蒸發(fā)段的所述管腔的內(nèi)壁面具有親水性，在沿遠離所述冷凝段的方向上，位于所述蒸發(fā)段的所述管腔的內(nèi)壁面的粗糙度逐漸增大；

位于所述冷凝段的所述管腔的內(nèi)壁面具有疏水性，在遠離所述蒸發(fā)段的方向上，位于所述冷凝段的所述管腔的內(nèi)壁面的粗糙度逐漸增大。

本申請實施例提供的強化傳熱的熱管，一方面，冷凝段的疏水性內(nèi)壁面可以促進冷凝液滴保持珠狀冷凝，強化了冷凝傳熱。同時，蒸發(fā)段進行粗糙度處理后的表面不平整，存在許多空穴，這些空穴為冷凝液沸騰提供了氣化核心，強化了沸騰傳熱。而且蒸發(fā)段的親水性內(nèi)壁面親水疏氣，可使冷凝液在氣泡脫離后及時補充至親水性內(nèi)壁面，強化了沸騰傳熱。另一方面，通過使蒸發(fā)段的內(nèi)壁面具有親水性，并且蒸發(fā)段的內(nèi)壁面的粗糙度朝遠離冷凝段的方向逐漸增大，這樣，沿親水性內(nèi)壁面粗糙度增大的方向表面自由能逐漸增大，給冷凝液從冷凝段向蒸發(fā)段回流提供了驅(qū)動力。通過使冷凝段的內(nèi)壁面具有疏水性，并且冷凝段的內(nèi)壁面的粗糙度朝遠離蒸發(fā)段的方向逐漸增大，這樣，沿疏水性內(nèi)壁面粗糙度減小的方向表面自由能逐漸增大，同樣給冷凝液從冷凝段向蒸發(fā)段回流提供了驅(qū)動力，從而提高了熱管的回流驅(qū)動力。再一方面，相比于傳統(tǒng)的溝槽式熱管，本申請可以增強熱管在逆重力傾角下的工作性能，有利于增大熱管可工作的逆重力傾角范圍。綜上所述，上述設(shè)置增強了熱管的工作性能。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，所述管體還包括絕熱段，所述絕熱段位于所述蒸發(fā)段和所述冷凝段之間，且連接所述蒸發(fā)段和所述冷凝段，所述管腔貫通所述絕熱段。

所述管腔的內(nèi)壁面設(shè)置有多個溝槽，多個所述溝槽沿所述管腔的內(nèi)周均勻排布，且多個所述溝槽的延伸方向與所述管體的延伸方向相同；多個所述溝槽至少分布于所述絕熱段上。

這樣，可以增強冷凝液在絕熱段的流動能力，從而提高冷凝液的回流能力。

在一種可能的實現(xiàn)方式中，多個所述溝槽分布于所述蒸發(fā)段和所述冷凝段上。