CN211012603U - 一种超薄柔性平板热管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超薄柔性平板热管，包括上、下柔性复合盖板、柔性紫铜丝网以及在下柔性盖板上生长的支撑柱结构；上、下盖板由三层材料形成，中间一层为高导热柔性石墨薄膜，在柔性石墨薄膜两侧通过物理气相沉积/电沉积得到超薄的铜箔层；盖板之间通过边缘密封形成密闭的腔体，且抽真空后的密闭腔体内填充有工作液体；下柔性盖板内侧通过电沉积/3D打印/模具挤压形成的圆形微柱，形成柔性平板热管支撑柱。上柔性盖板上热压烧结的柔性紫铜丝网作为热管的毛细芯结构。本实用新型不仅体积小、质量轻，而且热导率很高，柔韧性良好，从而具有很强的表面适应性。

Description

一种超薄柔性平板热管

技术领域

本实用新型涉及一种超薄柔性平板热管，属于传热技术领域。

背景技术

电子工业技术的快速发展，使得电子元器件逐渐向小型化、高集成化、高性能方向发展，使得电子器件运行过程的热流密度越来越高，有效散热变得更加困难，散热问题逐渐成为制约高集成度电子元件发展的瓶颈问题。平板热管是一种潜热交换的相变冷却形式，传热效率高、导热性能强，它可以通过很小的截面积高效吸收高热流密度发热器件散出的热量，并把吸收的热量有效地输运至热沉，最后高效释放出热量。而且平板热管体积小、质量轻、稳定性好、寿命长，在电子工业领域中备受重视、得到广泛使用，并成为一个解决电子设备散热问题的良好选择。

常见的平板热管由上下两块金属盖板组成，在盖板的内表面常铺设丝网、烧结粉末等毛细芯结构。这些虽然有一定的热导率，但是热管本身的柔韧性很差，表面适应性差。而且，对于平板热管，仍存在体积大、重量重、制造工艺复杂等问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种超薄柔性平板热管，具有柔韧性好和热导率高特点，既可以保证平板热管的传热性能又有良好的表面适应性。

技术方案：一种超薄柔性平板热管，包括上柔性盖板、下柔性盖板，在所述下柔性盖板内均匀间隔分布微柱，所述微柱形成热管的导流柱和支撑柱，在所述上柔性盖板内侧设有柔性紫铜丝网，所述柔性紫铜丝网作为毛细芯结构；所述上柔性盖板和下柔性盖板均由三层材料形成，中间一层为柔性石墨薄膜，在所述柔性石墨薄膜两侧分别设有铜箔层；所述上柔性盖板和下柔性盖板之间通过边缘密封形成密闭的腔体，还包括连接所述腔体的充液管，通过所述充液管抽真空后的所述腔体内填充有工作液体。

进一步的，所述柔性紫铜丝网通过热烧压结法生成在所述上柔性盖板内侧，所述铜箔层通过物理气相沉积或电沉积分别生成于所述柔性石墨薄膜的两侧，所述微柱通过电沉积、3D打印或者高温模具挤压形成。

进一步的，所述上柔性盖板和下柔性盖板内侧的铜箔层以及所述柔性紫铜丝网由同一种紫铜材料构成。

进一步的，所述柔性石墨薄膜厚度为0.05mm，所述铜箔层厚度为0.002mm。

进一步的，所述柔性紫铜丝网为200目的紫铜丝网，柔性紫铜丝网的面积和位置与所述微柱所在面积和位置相对应。

进一步的，所述微柱的横截面为圆形，直径为1mm，相邻行的微柱错位排列，相邻微柱的圆心间距为3mm。

有益效果：本实用新型提供的一种超薄柔性平板热管，相对于现有技术，具有以下优点：

(1)高效的传热性能。整个超薄柔性热管由高导热柔性石墨膜和紫铜组成。材料本身都具有超高的热导率，能够实现有效的散热。

(2)良好的结构适应性。超薄柔性平板热管可以弯曲，可以适应多种表面，与热源贴合时面积更大，更易于与电子器件达到良好接触，降低系统的接触热阻。可以根据超频的散热要求改变散热面形状。

(3)热流可变。超薄柔性平板热管的加热面积、冷却面积大小没有绝对的区分和定义，会随着应用场合的改变有所改变，即蒸发端面积和冷凝端面积是可以调整的。例如，在一些散热要求高的场合，可以增大冷凝面积来调整热流密度。

(4)优良的等温性。超薄柔性平板热管和普通平板热管一样，不仅可以在热量传递方向上进行热传导，在垂直于热量传递方向上也会有热传导，使超薄平板热管的整体温度分布更平均，能有效解决散热和减小温度梯度。

(5)相变温度低。由于超薄柔性热管内抽真空后空气含量极少，工质的相变过程只需要很低的温度就能发生，所以平板热管具有高导热性，保证热量及时传递出去；

(6)更小的体积、轻质性、构造简单易于制作。超薄平板热管厚度在0.3mm以内，相比于常见的热管，体积小很多，质量更轻。适用于空间受限的高发热密度电子产品。

附图说明

图1是实施例的爆炸示意图；

图2是实施例支撑柱方向的剖面示意图；

图3是实施例平面方向的剖面示意图；

图4是下盖板以及支撑柱示意图；

图5是上盖板示意图。

图中包括：1、上柔性盖板，2、下柔性盖板，3、微柱，4、柔性紫铜丝网，5、充液管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。

一种超薄柔性平板热管，包括上柔性盖板1、下柔性盖板2。在下柔性盖板2内均匀间隔分布微柱3，微柱3通过电沉积、3D打印或者高温模具挤压形成，微柱的横截面为圆形，直径为1mm，相邻行的微柱错位排列，相邻微柱的圆心间距为3mm。微柱3形成热管内部蒸汽腔室的导流柱和支撑柱。

在上柔性盖板1内侧通过热烧压结法生成柔性紫铜丝网4，柔性紫铜丝网4为200目的紫铜丝网，柔性紫铜丝网的面积和位置与微柱所在面积和位置相对应，微柱顶端与柔性紫铜丝网接触。柔性紫铜丝网4作为毛细芯结构。

上柔性盖板1和下柔性盖板2均由三层材料形成，中间一层为厚度为0.05mm的高导热柔性石墨薄膜，在柔性石墨薄膜两侧通过物理气相沉积或电沉积分别生成厚度为0.002mm的铜箔层。本实施例中，上柔性盖板1和下柔性盖板2内侧的铜箔层以及柔性紫铜丝网4由同一种紫铜材料构成，其尺寸大小根据实际应用选择，同一种铜材质使整个热管内部铜的各种参数一致，在热压烧结时有良好的结合性，并且热管弯曲时，不会破坏任何结构。

上柔性盖板1和下柔性盖板2形成的密闭腔体，腔体一侧连接有充液管5。上柔性盖板1和下柔性盖板2之间通过铜箔层之间热压烧结，使边缘密封形成密闭的腔体，并通过热压烧结封装充液管5。通过充液管5抽真空后的腔体内填充有工作液体，本实施例中采用的工质为水。

本实用新型的工作原理在于：热管是利用内部工作液体的气液相变以及蒸汽流动进行传热，并且依靠毛细芯提供的毛细力作用把工质从冷凝段送回至蒸发段的被动装置。将热管的蒸发段贴近发热体，热量通过平板热管管壁、毛细芯传到工作液体中，并通过毛细芯在其表面迅速铺展开，液体吸收热量后在气液交界面上迅速汽化，蒸发的蒸汽在微小的压差作用下逐渐向热管冷凝端蒸汽压力相对小的一侧流动，当蒸汽到达冷凝段时，会放出潜热，热量通过毛细芯、工质和外壳释放出去，由热沉吸收散失到外部环境中，冷凝液体再通过多孔毛细芯材料提供的毛细力作用重新流回蒸发段，等待下次循环吸收热源热量，热管工作时，内部液体可以一直循环使用，带走热源的热量。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种超薄柔性平板热管，其特征在于，包括上柔性盖板(1)、下柔性盖板(2)，在所述下柔性盖板(2)内均匀间隔分布微柱(3)，所述微柱(3)形成热管的导流柱和支撑柱，在所述上柔性盖板(1)内侧设有柔性紫铜丝网(4)，所述柔性紫铜丝网(4)作为毛细芯结构；所述上柔性盖板(1)和下柔性盖板(2)均由三层材料形成，中间一层为柔性石墨薄膜，在所述柔性石墨薄膜两侧分别设有铜箔层；所述上柔性盖板(1)和下柔性盖板(2)之间通过边缘密封形成密闭的腔体，还包括连接所述腔体的充液管(5)，通过所述充液管(5)抽真空后的所述腔体内填充有工作液体。

2.根据权利要求1所述的超薄柔性平板热管，其特征在于，所述柔性紫铜丝网(4)通过热烧压结法生成在所述上柔性盖板(1)内侧，所述铜箔层通过物理气相沉积或电沉积分别生成于所述柔性石墨薄膜的两侧，所述微柱(3)通过电沉积、3D打印或者高温模具挤压形成。

3.根据权利要求1所述的超薄柔性平板热管，其特征在于，所述上柔性盖板(1)和下柔性盖板(2)内侧的铜箔层以及所述柔性紫铜丝网(4)由同一种紫铜材料构成。

4.根据权利要求1-3任一所述的超薄柔性平板热管，其特征在于，所述柔性石墨薄膜厚度为0.05mm，所述铜箔层厚度为0.002mm。

5.根据权利要求1-3任一所述的超薄柔性平板热管，其特征在于，所述柔性紫铜丝网(4)为200目的紫铜丝网，柔性紫铜丝网的面积和位置与所述微柱所在面积和位置相对应。

6.根据权利要求1-3任一所述的超薄柔性平板热管，其特征在于，所述微柱的横截面为圆形，直径为1mm，相邻行的微柱错位排列，相邻微柱的圆心间距为3mm。

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