×

关注微信公众号

热管技术及应用[12]:复合芯超薄热管构造

[复制链接]
发表于 2021-5-13 10:50:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
    伴随便携式电子设备向超薄化方向发展,电子器件内部受限空间高效散热面临重要挑战。目前可行的解决方案为超薄热管技术。超薄热管通常特指厚度小于2mm的平板热管(图1)。由于其较薄的厚度和较高的当量导热系数,并可紧密贴合电子元件表面,能高效带走发热面热量,有利于提高电子器件均温性。
图1.png
图1 超薄热管实物图
    值得注意的是,在超薄热管的实际运行过程中,内部足够大的毛细力和较高的液体渗透性是保证其良好热性能的重要前提。然而烧结芯结构虽然能够产生较大的毛细驱动力,但液相工质较低的渗透率,成为制约热性能的不利因素。因此,包含一种或多种芯结构的烧结芯复合槽道被提出能够很好解决上述毛细力和液相渗透率之间的矛盾。超薄热管复合芯结构主要有带凹槽的多孔结构和带有烧结粉末/网/纤维的组合凹槽两种,如图2中所示。
图2.png
(a) 沟槽多孔结构           (b) 烧结网组合凹槽          (c) 烧结粉末组合凹槽
图2 热管芯结构

1 凹槽多孔复合吸液芯
对于凹槽多孔复合吸液芯,最直接的做法就是借助线切割工艺在比如图3(a)中的铜粉烧结吸液芯结构和图3(b)中交错超亲水铜网被烧结在一起所形成的吸液芯结构表面加工出多个通道作为蒸汽流道。已有文献验证,凹槽多孔结构吸液芯超薄热管的有效导热系数约为同等条件下纯铜的四倍多,相比原本的单一槽道或者吸液芯结构热输运能力得到了显著改善。               
图3a.jpg 图3b.jpg
(a)条状烧结芯通道                                                  (b) 烧结铜网筛扫描电镜图像
图3 凹槽多孔芯结构

2烧结凹槽复合吸液芯
对于烧结粉末/网/纤维凹槽的复合吸液芯,典型做法是将铜纤维和沿热管内壁的轴向凹槽进行复合得到毛细纤维沟槽结构。与传统吸液芯结构相比,这种新型结构可以提供更佳的毛细管头和渗透性,以获得更好的传热能力和更小的温度梯度。在超薄平板热管中,通常有三种复合吸液芯结构(图4),包括单拱形烧结槽吸液芯、双拱形烧结槽吸液芯和网状槽吸液芯,这些毛细芯结构在面对不同倾角和加速度环境时存在显著的技术优势。
图4.jpg
(a) 单拱形烧结槽吸液芯;             (b) 双拱形烧结槽吸液芯;             (c) 网状槽吸液芯
图4 槽道复合芯结构
    需指出的是,复杂的制造工艺、较低的生产效率和较高的制造成本限制了具有复合吸液芯在超薄电子器件热管理中的广泛应用。因此,复合芯超薄热管技术仍有诸多问题有待进一步探索。




回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

快速回复 返回顶部 返回列表