CN104713395A - 高耐压性平板热管及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高耐压性平板热管及其加工方法，包括上盖板、下盖板、毛细腔和加强筋；其中，所述上盖板连接所述下盖板形成密闭腔体；所述上盖板上设置有呈点阵状布置的加强筋；所述加强筋设置在所述密闭腔体中且所述上盖板通过所述加强筋连接所述下盖板；所述加强筋外侧设置有连通的蒸汽通道；所述加强筋的外表面设置有所述毛细腔。所述毛细腔设置有多个毛细芯结构，所述毛细芯结构用于吸附液相工质。本发明通过上盖板上内均匀布置立方体加强筋，增强本发明的耐压性能；本发明内表面填充烧结成具有毛细芯结构的毛细腔，使本发明满足反重力性能。

Description

高耐压性平板热管及其加工方法

技术领域

本发明涉及大功率电子元器件的散热，具体地，涉及一种高耐压性平板热管及其加工方法。

背景技术

随着微电子技术的迅速发展，电子元器件的微型化已经成为现代电子设备发展的主流趋势。电子器件特征尺寸不断减小，但芯片的集成度、封装密度以及工作频率不断提高，这些都使功耗密度越来越高。而芯片连线密度大，可用散热面积小，使得热流密度急剧增加，芯片温度显著上升严重影响其工作可靠性和使用寿命芯片耗能和散热问题已成为制约其发展的关键。平板热管具有高的热导率和良好的均温性的特点，被广泛用于冷却航天、航空、军用武器、车辆和计算机等众多领域的电子设备中，是有效冷却高热流密度电子器件的主要途径之一。

目前，平板热管内部结构多数为“扁盒子”状，存在耐压性能极差的问题，因此通常平板热管采用铜作为壳体和毛细芯材料，采用水、酒精等低饱和蒸汽压力的工质。但是采用水、酒精等工质的平板热管，受工质沸点和凝结点的约束，严重限制了平板热管的使用温度范围。如果工质使用氨，则可以有效拓宽平板热管的使用温度范围(-50℃～100℃)，但相对水、酒精甚至丙酮，氨的饱和蒸汽压力提高了几十倍(氨的饱和蒸汽压力是水的60多倍)，将给平板热管带来严重的耐压问题。因此，铝氨平板热管采用氨作为工质，需要解决的主要技术难点是耐压性问题。此外，平板热管在航天领域应用中，因飞行器处于微重力的环境中，这就要求平板热管具有抗重力的性能。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种高耐压性平板热管。

根据本发明的一个方面提供的高耐压性平板热管，包括上盖板、下盖板、毛细腔和加强筋；

其中，所述上盖板连接所述下盖板形成密闭腔体；所述上盖板上设置有呈点阵状布置的加强筋；所述加强筋设置在所述密闭腔体中且所述上盖板通过所述加强筋连接所述下盖板；

所述加强筋外侧设置有连通的蒸汽通道；所述加强筋的外表面设置有所述毛细腔。

优选地，所述毛细腔设置有多个毛细芯结构，所述毛细芯结构用于吸附液相工质。

优选地，所述蒸汽通道沿所述上盖板的长度或宽度方向延伸；

多条沿所述上盖板的长度方向延伸的蒸汽通道相互平行；多条沿所述上盖板的宽度方向延伸的蒸汽通道相互平行；

沿所述上盖板的长度方向延伸的蒸汽通道垂直于沿所述上盖板的宽度方向延伸的蒸汽通道。

优选地，所述加强筋均匀设置在所述上盖板的内表面上。

优选地，所述上盖板和所述下盖板之间以及下盖板与加强筋之间通过扩散焊密封连接。

优选地，所述下盖板的内表面设置有毛细腔。

优选地，所述毛细腔通过金属粉体烧结制成。

优选地，所述密闭腔体在抽真空后填充氨工质。

本发明的另一个方面提供的所述的高耐压性平板热管的加工方法，包括如下步骤：

步骤1：在上盖板的内表面交叉铣削加工出交叉的矩形槽道，形成加强筋；

步骤2：在所述交叉的矩形槽道内填充金属粉体并烧结，以形成毛细芯结构的毛细腔；

步骤3：在交叉的矩形槽道的毛细腔中铣出交叉的蒸汽通道；

步骤4：在下盖板的内表面填充金属粉体并烧结，以形成毛细芯结构的毛细腔，再从毛细腔中铣出所述加强筋的焊接界面。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明通过上盖板上内均匀布置立方体加强筋，增强本发明的耐压性能；

2、本发明通过采用氨作为流体工质，拓宽了本发明的使用温度范围；

3、本发明内表面填充烧结成具有毛细芯结构的毛细腔，使本发明满足反重力性能。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中上盖板的结构示意图；

图3为本发明中上盖板的加工示意图；

图4为本发明中毛细腔的填充示意图；

图5为本发明中蒸汽通道的加工示意图。

图中：

1为上盖板；

2为毛细腔；

3为下盖板；

4为蒸汽通道；

5为加强筋。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

在本实施例中，本发明提供的高耐压性平板热管，包括上盖板1、下盖板3、毛细腔2和加强筋5；

其中，所述上盖板1连接所述下盖板3形成密闭腔体；所述上盖板1上设置有呈点阵状布置的加强筋5；所述加强筋5均匀设置在所述上盖板1的内表面上。所述加强筋5设置在所述密闭腔体中且所述上盖板1通过所述加强筋5连接所述下盖板3；所述加强筋5外侧设置有连通的蒸汽通道4；所述加强筋5的外表面设置有所述毛细腔2。所述上盖板1和所述下盖板3之间以及下盖板3与加强筋5之间通过扩散焊密封连接。所述下盖板3的内表面设置有毛细腔2。所述毛细腔2通过金属粉体烧结制成。

针对饱和氨蒸汽而言，压力比水和丙酮等工质高几十倍，必须设计耐压结构。通过在所述上盖板上均匀布置加强筋，增强本发明的结构强度，解决本发明耐高性能差的问题。

所述毛细腔2设置有多个毛细芯结构，所述毛细芯结构用于吸附液相工质且通过毛细芯的毛细力将底部的液氨抽吸到上部的热源解决液态氨的回流及抗重力问题。

所述蒸汽通道4沿所述上盖板1的长度或宽度方向延伸；多条沿所述上盖板1的长度方向延伸的蒸汽通道4相互平行；多条沿所述上盖板1的宽度方向延伸的蒸汽通道4相互平行；沿所述上盖板1的长度方向延伸的蒸汽通道4垂直于沿所述上盖板1的宽度方向延伸的蒸汽通道4。

本发明提供的高耐压性平板热管的加工方法，包括如下步骤：

步骤1：在上盖板1通过在铝板表面交叉铣削加工出交叉的矩形槽道，形成加强筋5；

步骤2：在所述交叉的矩形槽道内填充金属粉体并烧结，以形成具有毛细芯结构的毛细腔2；

步骤3：在交叉的矩形槽道的毛细腔2中铣出交叉的蒸汽通道4；

步骤4：在下盖板3的内表面填充金属粉体并烧结，以形成具有毛细芯结构的毛细腔2，再从毛细腔2中铣出所述加强筋5的焊接界面。

上盖板1是通过铝板表面交叉铣削加工出矩形槽道，形成加强筋；通过在交叉矩形槽道内填充金属粉体，并烧结，形成毛细芯结构；通过交叉矩形槽道的内部毛细芯结构中机械加工出交叉蒸汽通道4，降低了烧结的复杂度。下盖板3是通过铝板上表面填充金属粉体，并烧结，形成毛细芯结构，再从毛细芯结构中铣出加强筋5的焊接界面。

本发明提供的高耐压性平板热管，与普通平板热管的耐压性能较差的结构相比，可有效解决现有平板热管耐压性和抗重力性的问题，拓宽了平板热管的使用温度范围(-50℃～100℃)，同时，实现点状热源的快速扩热和散热的目的。

当使用本发明提供的高耐压性平板热管时，在密闭腔体抽真空后充入氨工质。高热流密度的热源放在上盖板1和下盖板3表面，当热量由热源传导至蒸发区时，毛细腔2体里内的氨工质受热产生液相气化的现象，此时氨工质吸收热量并且体积迅速膨胀，气相的氨工质很快在整个密闭腔体的交叉蒸汽通道4中迅速扩散；当气相氨工质接触到冷凝区时便会产生凝结的现象，从而释放出在蒸发时累积的热能，凝结后的液相工质由于毛细芯结构的毛细吸附作用再回到蒸发热源处，此过程将在腔体内周而复始进行，如此循环便能带走热源产生的热量。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种高耐压性平板热管，其特征在于，包括上盖板、下盖板、毛细腔和加强筋；

其中，所述上盖板连接所述下盖板形成密闭腔体；所述上盖板上设置有呈点阵状布置的加强筋；所述加强筋设置在所述密闭腔体中且所述上盖板通过所述加强筋连接所述下盖板；

所述加强筋外侧设置有连通的蒸汽通道；所述加强筋的外表面设置有所述毛细腔。

2.根据权利要求1所述的高耐压性平板热管，其特征在于，所述毛细腔设置有多个毛细芯结构，所述毛细芯结构用于吸附液相工质。

3.根据权利要求1所述的高耐压性平板热管，其特征在于，所述蒸汽通道沿所述上盖板的长度或宽度方向延伸；

多条沿所述上盖板的长度方向延伸的蒸汽通道相互平行；多条沿所述上盖板的宽度方向延伸的蒸汽通道相互平行；

沿所述上盖板的长度方向延伸的蒸汽通道垂直于沿所述上盖板的宽度方向延伸的蒸汽通道。

4.根据权利要求1所述的高耐压性平板热管，其特征在于，所述加强筋均匀设置在所述上盖板的内表面上。

5.根据权利要求1所述的高耐压性平板热管，其特征在于，所述上盖板和所述下盖板之间以及下盖板与加强筋之间通过扩散焊密封连接。

6.根据权利要求2所述的高耐压性平板热管，其特征在于，所述下盖板的内表面设置有毛细腔。

7.根据权利要求2或6所述的高耐压性平板热管，其特征在于，所述毛细腔通过金属粉体烧结制成。

8.根据权利要求1所述的高耐压性平板热管，其特征在于，所述密闭腔体在抽真空后填充氨工质。

9.一种权利要求1至7任一项所述的高耐压性平板热管的加工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：在上盖板的内表面交叉铣削加工出交叉的矩形槽道，形成加强筋；

步骤2：在所述交叉的矩形槽道内填充金属粉体并烧结，以形成毛细芯结构的毛细腔；

步骤3：在交叉的矩形槽道的毛细腔中铣出交叉的蒸汽通道；

步骤4：在下盖板的内表面填充金属粉体并烧结，以形成毛细芯结构的毛细腔，再从毛细腔中铣出所述加强筋的焊接界面。