[实用新型]翅片内置多通道热管的一体化相变散热装置

说明书

技术领域

本实用新型属于利用相变散热的技术领域，特别涉及一种翅片内置多通道热管的一体化相变散热装置，实现散热翅片和众多热管的一体化设计。

背景技术

随着科学技术的发展，大功率激光器、大功率LED、红外探测阵列、大功率和高性能微处理器等光电子/微电子芯片（简称“光电芯片”）及其应用系统的微型化和高度集成化，单位容积内的发热量急剧增大，导致电子设备局部温度过高，热流密度值飙升等问题。这些问题已成为制约光电芯片产业发展的重要瓶颈。

热管作为一种利用工质相变传递热量的装置，具有传热温差小、导热性高、以及优良等温性等优点，是电子设备冷却的理想装置。但目前热管与传统散热翅片的结合方式存在很大问题，大大限制了热管优越性能的发挥，而且成本较高。目前热管与散热翅片的连接一般有两种，一种通过在接触面涂抹导热硅脂的方式，直接把散热翅片粘附在热管上；另一种把散热片直接穿插在热管上，或者通过焊接的方式把散热翅片接在热管的表面。这些连接方式会产生较大的接触热阻，极大影响了其散热效率。另外，散热器的热量最终通过散热翅片将其传递到环境中的，因翅片末端与周围空气的接触最为充分，因此具有最大的散热潜能，而传统的装配方式使散热翅片基部温度较高，末端温度较低，两者间存在较大的温度差，因此一定程度上降低了散热翅片末端的散热优势，进而降低了散热效率。为保证较好的散热效率，翅片的高度受到了严格的控制（当翅片高时，翅片末端的温度与环境温度相差不大，散热较差，而且还浪费了金属材料）。

发明内容

本实用新型旨在提供一种翅片内置多通道热管的一体化相变散热装置，以解决现有散热翅片和热管间的接触热阻较大、散热翅片末端和基部温差较大、散热翅片的热效率不高以及翅片高度受到限制致使散热面积不能得到充分扩展等问题。

本实用新型采用的技术方案为：

在散热主体的各散热翅片内部构造了若干条通道，在各个通道内分别设置毛细吸液芯；散热主体安装在盖板上，并在散热主体与盖板之间设置多孔材料层或机刻微槽道；所述毛细吸液芯的底端与多孔材料层或机刻微槽道连通；作为冷凝段的散热翅片、翅片中的通道和毛细吸液芯以及作为蒸发段的多孔材料层或机刻微槽道共同组成了热管。

所述散热翅片靠近基部的位置设置若干个通风孔。

所述散热主体与盖板通过焊接或金属密封的方式连接，散热主体与盖板组成密封的壳体，在盖板的侧边设置与多孔材料层或机刻微槽道连通的充液管。

所述散热翅片内部的通道，其截面形状为圆形、矩形或者梯形；每条通道配置的翅片采用单向、双向或者多个方向的对称、非对称布置；一条通道配置一个翅片或多个翅片。

所述毛细吸液芯的具体形式为设置在通道中间的毛细吸芯、或者是设置在通道边壁刻有微结构的沟槽、或者是前面二种形式的组合。

所述多孔材料层或机刻微槽道上通过烧结或机刻工艺制备成带有矩形、三角形或者梯形截面形状的槽道。

所述散热主体内通道中填充工作介质，工作介质为水、丙酮、酒精、氨水或者上述几种介质的混合物。

所述散热翅片基部的通风孔为单个或连续布置的若干个。

本实用新型的有益效果为：

（1）在散热翅片内部构造了许多通道，相当于许多并行的微型热管，实现了散热片与热管的一体化设计，消除了传统热管与散热翅片间的接触热阻。

（2）多个冷凝通道的存在，一方面扩展了热管冷凝面积，另一方面在于热量是通过蒸汽从蒸发段到达冷凝段的，这种传热方式比热传导高效而迅速，因此减小了对散热翅片高度的限制，提高了散热翅片末端的温度，翅片高度越大，其内置热管的冷凝段越长，与外界交换热量的冷凝面积越大，充分发挥了散热翅片末端与外界环境接触比较充分的优势，同时使整个散热片均处于均温状态，与传统的均温板相比，实现了立体的均温，从而大大提高了散热器的散热效率，减小了风扇等被动散热的功耗率。

（3）冷凝通道内的毛细吸液结构可为冷凝液体的回流提供毛细力及通道，即使反重力条件下也能正常运行。

（4）内置热管的布置较为灵活，热管配置的翅片在方向、数量、对称性等方面可根据实际情况进行改变，在实际生产中可根据加工条件、发热源布置等灵活变换。

（5）散热翅片与热管通过模具一次成型，消除了热管与散热翅片间的接触热阻，同时实现了散热翅片的均温性，显著提高了散热装置的散热效率。