[发明专利]一种毛细芯毛细力变化的平板式微型环路热管

说明书

技术领域

本发明属于换热器领域，尤其涉及平板式微型环路热管系统。

背景技术

随着微电子和信息技术的飞速发展，器件与电路的高度集成化和小型化成为重要的发展趋势，但集成度提高所带来的芯片单位面积发热强度攀升和温度升高将严重威胁装置和设备的可靠性。已有研究发现微电子芯片具有表面发热分布不均匀的特点，某些局部热点处的热流强度甚至可高达1000w/cm2，其被认为是造成芯片失效乃至损坏的关键原因。为此，开发直接给芯片降温并提高其整体均温性的微型冷却器已成为近年来热控制研究关注的热点。

微型环路热管就是近年来为了适应这种需要而开发的一种重要的微型冷却器。作为气液两相相变换热器件，微型热管具有结构小巧和在较小的温度梯度内可以进行较大热量传输的特点。

目前现有技术的微型平板热管，在蒸发端设置毛细芯多孔介质后，蒸汽通道内的流体分布不均匀，其中下部分布流体多，上部分布流体少，因此造成局部换热不均匀，同时造成不同位置蒸汽管道的温度不均匀，从而造成局部温度过高或者过低，容易造成热管的损坏。针对上述的情况，本发明进行了改进，使其达到流体分布均匀，温度分布均匀。

发明内容

本发明旨在提供一种高效且结构微小的平板式微型环路热管系统，提高对微型芯片的散热能力和使用寿命。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种平板式微型环路热管，包括主板和上盖板，所述上盖板与主板封装在一起，所述主板包括蒸发室、冷凝室，蒸发室和冷凝室之间连接蒸汽管道和液体管道，所述蒸发室与液体管道通过毛细力通道连通；所述蒸发室内设置多孔介质薄片，多孔介质薄片毛细力沿着液体管道向蒸汽管道方向，沿着多孔介质毛细芯毛细力的方向，不同位置的所述多孔介质薄片的毛细力逐渐增强。

作为优选，沿着多孔介质毛细芯毛细力的方向，毛细芯的毛细力逐渐增强的幅度越来越大。

作为优选，多孔介质薄片11的长度为L_总，在多孔介质薄片11毛细力最大的一端的毛细力是F_上，则多孔介质薄片11的毛细力分布如下：F＝F_上*(L/L_总)^a，其中a是系数，1.24<a<1.33；L是多孔介质薄片11距离多孔介质薄片11毛细力最小的一端的距离。

作为优选，1.27<a<1.29。

作为优选，随着L/L_总增加，a逐渐增加。

作为优选，多孔介质薄片11以镍粉为基，经过冲压烧结形成。

作为优选，镍基多孔介质薄片的尺寸为，长度5.15mm，宽度为3.8mm，厚度为150μm，所述的长度是沿着垂至于蒸汽管道7和液体管道的方向。

作为优选，蒸汽管道宽度为液体管道宽度的2－5倍。

作为优选，蒸汽管道宽度为液体管道宽度的3倍。

作为优选，还包括液体补偿室，所述液体补偿室与蒸发室和液体管道接合处连通。

与现有技术相比较，本发明具有如下的优点：

1)本发明通过多孔介质薄片的不同位置的毛细芯的毛细力逐渐增强，使得上部能够快速的将液体吸上去，增加上部的流体的数量，从而在上部蒸发后进入上部的蒸汽管道，从而达到流体分布均匀，温度分布均匀的目的。

2)通过在上盖板上设置空腔，便于毛细芯多孔介质中工作液遇热蒸发的蒸汽快速溢出，避免蒸汽滞留在毛细芯处，从而阻塞整个多孔介质结构，导致毛细芯蒸干，使整个微型环路热管系统陷入瘫痪。同时蒸汽的快速排出可以加快整个装置内部的循环，提高传热散热效率。

3)通过设置隔热通道，将气液分开传输，避免了汽液流动过程中的换热现象发生，从而影响气体和液体的传输，减少流动阻力，避免通道的阻塞，增大热流传输距离。

4)将环路热管结构小型化，能够直接贴合到微型芯片表面，将热量直接带走，散热效率高。

5)毛细芯采用镍基多孔介质结构，能够提供较大的毛细力，能够维持整个装置的快速运转，并利用工作液的潜热带走大量的热量。

6)本发明通过多次试验，得到一个最优的平板型微型环路热管优化结果，并且通过试验进行了验证，从而证明了结果的准确性。

附图说明

图1是本发明平板型微型环路热管主板的示意图；

图2是本发明平板型微型环路热管盖板示意图；

图3是本发明平板型微型环路热管蒸发室A-A截面示意图；