[实用新型]一种脉动热管扩热板

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种脉动热管扩热板，制备的脉动热管扩热板是一种高效导热元件，能广泛应用于电子元器件的冷却领域。 

技术背景

目前，电子产品广泛应用于计算机、航空航天、通信、军工、民用电子设备等领域。而电子元器件可靠性的改善、功率容量的增加以及结构的微小型化等都直接取决于器件本身热控制的完善程度，因此散热问题已成为电子产品稳定运行、研制与发展的关键问题。 

电子元器件的正常工作温度范围一般为-5～+65℃，超过这个温度范围，元件的性能明显下降，不能稳定工作，这将影响系统运行的可靠性。研究和实际应用表明，单个半导体元件的温度每升高10℃，系统的可靠性将降低50%，温度每下降10℃，其寿命会延长一倍。尤其是随着电子技术的迅速发展，电子器件的高频、高速以及集成电路的密集和小型化，使得单位容积电子器件的发热量快速增大。以微电子芯片为例，目前其散热量一般已达60～90W/cm²，最高已达200W/cm²。由此可见，电子设备的散热在多个领域都备受关注，成为急需解决的关键技术问题。脉动热管作为一种新型、高效的传热元件，结构简单、成本低、可实现高热流、安装方便等特点，在微电子元器件的冷却以及航空航天领域的热控制技术中极具应用和发展潜力。 

脉动热管的运行原理和传热特性与传统热管有很大的区别。脉动热管工作时，一般可分为三部分，管的两端分别为加热段和冷却段，管的中部为绝热段，绝热段也可省略。如图1所示，为脉动热管的基本原理示意图，其运 行原理为：当管径足够小时，管内将形成串联的汽塞和液塞；在加热段，汽泡或汽柱与管壁之间的液膜将不断受热蒸发，导致汽泡膨胀，压力升高；同时在冷却段，汽泡将冷凝缩小并破裂，压力下降，致使加热段和冷凝段之间产生了驱动压力差，推动汽、液段塞在加热段和冷却段之间往复运动，热量从一端传向了另一端，从而实现热的传递或温度控制。可见，在脉动热管中，工质的相变主要是为工质提供动力，相变换热在脉动热管的总传递热流中所占的比重较小，热管主要依靠工质的显热变化实现热量传递。 

发明内容

本实用新型的目的在于针对电子元器件现有散热技术的缺点和不足，提供一种脉动热管扩热板，以提高电子元器件的散热效率，简化散热部件的结构，利用脉动热管的特性和微尺度强化换热方法增大换热量，使得电子元器件的工作性能更加可靠。 

为实现上述目标，本实用新型提供了一种脉动热管扩热板，所述脉动热管扩热板（1）包括基板（9），前、后堵头（11、12），脉动热管（2）和盖板（4、5、6），其特征在于，所述基板（9）上设置若干个平行的毛细管槽道（7），相邻两毛细管槽道（7）之间的基板（9）上设置深度不超过基板厚度的狭缝（8）；在与前、后堵头（11、12）连接的基板两端面上设置有若干个凸起部（10），每个凸起部（10）位于相邻两毛细管槽道（7）之间的基板（9）上，且每个凸起部（10）的两侧壁与毛细管槽道（7）的侧壁相切；基板（9）开有毛细管槽道（7）和狭缝（8）的一面焊接有盖板（6）；在形成有凸起部（10）的基板（9）的两端面上分别焊接前、后堵头（11、12）,每个堵头（11、12）上设置若干个凹槽（11-2、12-1）,凹槽（11-2、12-1）的数量和对应的凸起部（10）的数量相同,凹槽（11-2、12-1）和凸起部（10）相互配合形成脉动热管（2）的弯头,其中一个堵头（11、12）上还设置连通环路（11-1）和充液管（3），所述 脉动热管（2）中填充有工质。 

优选地，所述基板（9）为无氧铜板或L2铝板。 

优选地，所述工质为R113、R124、R134a、水、氨、乙醇、丙酮或乙二醇。 

优选地，所述毛细管槽道（7）的横截面为角管或圆管。 

优选地，在基板上加工毛细管槽道的方式为机械雕刻、电火花线切割、振动切削或铸造。 

采用线切割的方式在基板上毛细管槽道的加工方式为机械雕刻、电火花线切割、振动切削或铸造。机械雕刻由于采用的是纯机械刀具雕刻方式，基板表面的毛刺较大。电火花线切割可加工窄缝达0.07mm，内孔圆角小于0.035mm。振动切削不适用于切入薄板后对槽道的加工，但是振荡切削对于板表面上的加工时可以提高加工精度和表面质量，提高已加工表面的耐磨性和耐蚀性，保证其加工表面完整性。铸造工艺较为传统，铸造出的元件一般较为粗糙，不适于铸造尺寸较小的元件。对于堵头可在加工板直接铣出槽道，这样方法简便；为了进一步提高堵头结构的质量，可以采用振动切削。