專利名稱：用于電子器件冷卻的循環(huán)流動(dòng)型脈動(dòng)熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子冷卻技術(shù)領(lǐng)域，涉及便于冷卻半導(dǎo)體或其他固體器件的零部件。
背景技術(shù)：
隨著電子組裝技術(shù)的不斷發(fā)展，組件的物理尺寸愈來(lái)愈小，組裝密度增加；芯片性能的提高，其產(chǎn)熱量也相應(yīng)增加，導(dǎo)致電子器件的高熱密度形成。因此尋找電子器件的有效的散熱方法顯得越來(lái)越重要。
常規(guī)的散熱方式主要是依靠散熱器上的散熱片通過(guò)熱傳導(dǎo)來(lái)散熱，這種方式已經(jīng)無(wú)法滿足高熱流密度的散熱要求。
圖4所示循環(huán)型熱管是一根蛇形管，它的兩端密封連接形成一個(gè)回路。該熱管流動(dòng)的管路中，至少需要一個(gè)浮子式單向閥19來(lái)限制蒸氣和液體的單向流動(dòng)，在加熱段蒸發(fā)，在冷卻段凝結(jié)，在傳熱量大或傳熱量不穩(wěn)定的情況下，浮子閥19的運(yùn)動(dòng)受到限制，會(huì)產(chǎn)生脈動(dòng)，不但影響熱管的穩(wěn)定可靠性，還難于實(shí)現(xiàn)熱管微型化。
如圖5所示回路型熱管是將液體的通道和氣體的通道分開(kāi)而形成循環(huán)回路。流體的返回使管道內(nèi)形成流阻及導(dǎo)引冷凝液體返回蒸發(fā)部的毛細(xì)組織。導(dǎo)致當(dāng)吸熱段的吸熱量很大時(shí)，受毛細(xì)力極限的限制，加熱段會(huì)得不到充分的供液。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適合于現(xiàn)代高能耗電子設(shè)備冷卻的脈動(dòng)熱管，它體積小、重量輕、成本低、加工方便、傳熱能力強(qiáng)，運(yùn)行穩(wěn)定可靠且無(wú)噪聲。
本發(fā)明的技術(shù)方案是I.脈動(dòng)熱管由鋁單元板1和平板2構(gòu)成；在鋁單元板1的一側(cè)銑有包括相互平行排列的一組粗直管3，一組細(xì)直管4和一組連接彎通道5，從而構(gòu)成毛細(xì)管槽；平板2覆蓋著單元板1，由此毛細(xì)管槽成了一個(gè)封閉腔；封閉腔內(nèi)充填30％～70％的工作流體；其一端的彎通道5作為熱管的加熱段6，另一端的彎通道5作為熱管的散熱段7；加熱段6和散熱段7之間的通道作為熱管的絕熱段。
II.脈動(dòng)熱管由相互平行排列的一組粗直管道14和細(xì)直管道15連接組成，每相鄰的兩個(gè)管道用彎管16連接起來(lái)；傳熱工作液在熱作用產(chǎn)生的壓力下在管道中形成單向塞狀流動(dòng)，在加熱段17吸熱蒸發(fā)，在散熱段18放熱冷凝。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是脈動(dòng)熱管具有高的傳熱極限和低的熱阻，并具有重量輕、成本低、加工方便、運(yùn)行可靠和無(wú)噪聲等優(yōu)點(diǎn)，適合于現(xiàn)代高能耗電子設(shè)備的冷卻。


圖1是本發(fā)明脈動(dòng)熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的剖視圖。
圖3是本發(fā)明脈動(dòng)熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是循環(huán)型熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是回路型熱管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1、圖2描述了本發(fā)明脈動(dòng)熱管的結(jié)構(gòu)。脈動(dòng)熱管由鋁單元板1和平板2構(gòu)成；在鋁單元板1的一側(cè)銑有包括相互平行排列的一組粗直管3，一組細(xì)直管4和一組連接彎通道5而構(gòu)成的毛細(xì)管槽；平板2覆蓋著單元板1，由此毛細(xì)管槽構(gòu)成了一個(gè)封閉腔；封閉腔內(nèi)充填30％～70％的工作流體；其一端的彎通道5作為熱管的加熱段6，另一端的彎通道5作為熱管的散熱段7；加熱段6和散熱段6之間的通道作為熱管的絕熱段。
本發(fā)明脈動(dòng)熱管運(yùn)行時(shí)，脈動(dòng)熱管的加熱端被加熱，散熱端被冷卻，由于管道有粗細(xì)之分，而形成不同的流動(dòng)阻力，工作液在蒸發(fā)端氣化形成的氣液混合物(氣體為主)選擇粗通道向上呈塞狀流動(dòng)，而經(jīng)過(guò)冷凝段部分冷凝后的混合物(液體為主)選擇細(xì)通道向下呈塞狀流動(dòng)，形成連續(xù)的循環(huán)流動(dòng)；脈動(dòng)熱管量工作液的蒸發(fā)和冷凝將熱量從加熱端傳遞到冷卻端；整個(gè)封閉腔內(nèi)的工作液在表面張力的作用下形成液塞和氣塞，在加熱段6吸熱蒸發(fā)，長(zhǎng)成大氣泡8，液塞9逐漸變短；在加熱段6和散熱段8的壓差作用下，大氣泡8夾帶著短液塞9沿著粗通道3向散熱段7流動(dòng)當(dāng)它們到達(dá)散熱段7時(shí)，蒸汽放熱冷凝，氣泡8變小，液塞9變長(zhǎng)。在慣性力和重力的作用下，變長(zhǎng)的液塞12和變小的氣泡11沿著細(xì)通道4向加熱段6流動(dòng)；當(dāng)氣泡8和液塞9到達(dá)加熱段6時(shí)就完成了一個(gè)循環(huán)。在循環(huán)中，所有的氣泡8和液塞9都是沿著一個(gè)方向流動(dòng)。工作液體在加熱段繼續(xù)受熱蒸發(fā)開(kāi)始下一個(gè)循環(huán)。在工作液的循環(huán)流通中完成熱量的傳遞。
圖3展示了本發(fā)明脈動(dòng)熱管結(jié)構(gòu)方式。脈動(dòng)熱管由相互平行排列的一組粗直管道14和細(xì)直管道15連接組成，每相鄰的兩個(gè)管道用彎管16連接起來(lái)；傳熱工作液在熱作用產(chǎn)生的壓力下在管道中形成單向塞狀流動(dòng)，在加熱段17吸熱蒸發(fā)，在散熱段18放熱冷凝。
本發(fā)明脈動(dòng)熱管，工作液通過(guò)交互排列粗管道和細(xì)管道來(lái)限制的流動(dòng)方向，靠熱作用下的壓差在管道中作連續(xù)的單向循環(huán)流動(dòng)，其氣塞8和液塞9的流動(dòng)方向均相同，流動(dòng)阻力很小。因此，傳熱量很高，熱管能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離傳熱。
在熱管的運(yùn)行中，沒(méi)有止回閥之類的運(yùn)動(dòng)部件，只有工作液穩(wěn)定的單向循環(huán)流動(dòng)，保證了它的長(zhǎng)期可靠性能。
它易于實(shí)現(xiàn)小型化，易于生產(chǎn)加工，只需在一塊平板上形成一毛細(xì)管槽，或者把一組粗管道和細(xì)管道交替的連接在一起，熱管就成形了。
權(quán)利要求1.用于電子器件冷卻的循環(huán)流動(dòng)型脈動(dòng)熱管，其特征在于脈動(dòng)熱管由鋁單元板(1)和平板(2)構(gòu)成；在鋁單元板(1)的一側(cè)銑有包括相互平行排列的一組粗直管(3)，一組細(xì)直管(4)和一組連接彎通道(5)，平板(2)覆蓋著單元板(1)，構(gòu)成一個(gè)封閉腔；封閉腔內(nèi)充填30％～70％的工作流體。
2.用于電子器件冷卻的循環(huán)流動(dòng)型脈動(dòng)熱管，其特征在于脈動(dòng)熱管由相互平行排列的一組粗直管道(14)和細(xì)直管道(15)連接組成，每相鄰的兩個(gè)管道用彎管(16)連接起來(lái)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于電子冷卻技術(shù)領(lǐng)域，涉及便于冷卻半導(dǎo)體或其他固體器件的零部件，脈動(dòng)熱管由相互平行排列的一組粗直管道14和細(xì)直管道15連接組成，每相鄰的兩個(gè)管道用彎管16連接起來(lái)；傳熱工作液在熱作用產(chǎn)生的壓力下在管道中形成單向塞狀流動(dòng)，在加熱段17吸熱蒸發(fā)，在散熱段18放熱冷凝。本實(shí)用新型脈動(dòng)熱管具有高的傳熱極限和低的熱阻，并具有重量輕、成本低、加工方便、運(yùn)行可靠和無(wú)噪聲等優(yōu)點(diǎn)，適合于現(xiàn)代高能耗電子設(shè)備的冷卻。
文檔編號(hào)H01L23/34GK2741187SQ20042006806
公開(kāi)日2005年11月16日 申請(qǐng)日期2004年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月6日
發(fā)明者曹小林, 鄭平, 晏剛 申請(qǐng)人:中南大學(xué)