[发明专利]双向互补电子器件基板防失效热管均温散热装置及其方法

说明书

本发明公开了一种双向互补电子器件基板防失效热管均温散热装置及其方法。它包括冷凝段散热翅片、散热基板实体、一号热管组、二号热管组。本发明使用散热基板的上下两散热面布置区可承载均布或非均布的面热源，利用双向互补结构的热管组，在非均匀热流和基板与重力成不同夹角的变工况条件下可防止散热失效，实现对整个散热基板的均温控制；冷凝段连接散热翅片，可通过对流换热进行散热，防止超温，保证电子器件的正常工作。

技术领域

本发明涉及一种双向互补电子器件基板防失效热管均温散热装置，属于特殊条件下电子器件散热技术领域。

背景技术

电子器件的高频、高速以及集成电路的体积越来越小，使得单位容积的电子元件发热量急剧增大，而电子器件的故障发生率是随工作温度的提高而呈指数关系增长的，电子器件运行出错55％都是由于过热造成的，为保证工作稳定性和延长使用寿命，芯片的最高温度不得超过85℃。

目前电子器件散热存在诸多特点，其在热源附近缺乏足够散热空间；热源分布不均匀，需要从多个热源处进行有效地散热；为防止外界环境中的灰尘、腐蚀性气体、雨水等对电子器件的侵害，需在密闭的空间内进行散热；要求体积小且质量轻。

此外，为保持发热功率不同的电子器件均处在一个合适的温度范围内，有时需要采用不同的温控措施，利用热管优良的导热特性可有效保持电子器件的均温性，以简化热控制系统提高该系统水平和可靠性。

电子器件在变工况条件下的散热是目前制约信息、电子以及航空航天技术发展的因素之一。传统的单一热管及平板热管结构不能很好地适应变工况条件下的散热，需要通过其他合理的散热手段保证电子器件正常运行不超温。

发明内容

本发明目的是保证正常运行条件下电子器件正常工作，防止变工况条件电子器件基板内热管出现失效等问题导致基板温度分布明显不均，局部温度过高并危及电子器件正常工作。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种双向互补电子器件基板防失效热管均温散热装置包括冷凝段散热翅片、散热基板实体、一号热管组、二号热管组；一号热管组、二号热管组部分插入散热基板实体中，所述的一号热管组、二号热管组均包括冷凝段、绝热段和蒸发段，其中蒸发段为插入散热基板实体中的部分，绝热段上设置有绝热涂层，冷凝段散热翅片焊接在冷凝段上，散热基板实体的侧表面进行绝热处理，散热基板下表面与上表面承载面热源，面热源贴在散热基板表面热源布置区。

散热基板采用铝合金等密度较小的金属材料，基板正反面的形状可为矩形、正六边形、正八边形等中心对称结构，基板相对的双侧面开孔，开孔深度可根据插入热管蒸发段的需要选择,板材采用20℃下导热系数在150W/(m*K)以上的材料。

所述的一号热管组、二号热管组关于散热基板实体重心成中心对称，一号热管组、二号热管组与散热基板实体的空隙填充导热胶。所述的一号热管组、二号热管组内工质为丙酮、乙醇或庚烷，工作范围在0℃～150℃，充液量5％～15％，充满吸液芯。

所述的一号热管组或二号热管组中热管数量为一根或多根。所述的散热基板实体上可以开设有小孔、圆角、凹槽。

所述散热基板正反两面区域作为面热源的布置区域，可布置均布或非均布的面热源。散热基板侧面及伸出的两侧为绝热段，较远距离为冷凝段，为提高对流换热系数，采用翅片扩展表面。

蒸发段利用高导热材料与散热基板内壁面紧密贴合，以减少接触热阻。热管需选用具有较高毛细吸力和较低流动阻力的吸液芯结构或复合结构，具体可根据热负荷及变工况情况择优选取。面热源施加于散热基板的热量通过热管向两侧传递至冷凝段，冷凝段采用对流换热方式带走热量，管壁上设置复数个扩展翅片表面。考虑到启动过程防止冷凝段液体凝固，热管工质选用丙酮、乙醇、庚烷,工作范围在0℃～150℃，且与热管材料相容的液体，工作液体充满吸液芯。