[发明专利]一种两相相变散热器件及终端设备

说明书

本申请公开了一种两相相变散热器件，涉及散热领域。两相相变散热器件包括密封结构、设于密封结构内的毛细结构，以及设于密封结构内的工质。密封结构的中部区域为传递段，其中一端部为蒸发段，另一端部为冷凝段。密封结构的两端为封闭状，且内部具有连通冷凝段、传递段及蒸发段的空腔；毛细结构设于该空腔内，并用于为空腔内的工质提供毛细吸附力，使得工质可沿着毛细结构从冷凝段回到蒸发段。密封结构于蒸发段的内壁开设有可用于容纳液态工质的第一凹槽结构，提升了两相相变散热器件内部工质的储液量，也增加了液态工质与蒸发段的内壁的热交换面积，同时提升了蒸发段的内壁的汽化核心，进而提升了两相相变散热器件吸热散热的能力。

技术领域

本申请涉及相变散热技术领域，尤其涉及一种两相相变散热器件及终端设备。

背景技术

随着手机及平板等终端设备功能的多样性，终端设备内部芯片等模组的运算处理性能也显著提升。芯片处于较佳的工作温度是其保持功能性工作的必备条件，因此为了保证芯片等发热较为严重的模组稳定持续的高性能工作，通常利用热管及VC(均热板，VaporChamber)两相相变散热器件将温度较高的区域的热量传递至其他区域。同时，手持式产品的轻量化和超薄化需求，也进一步压缩了产品的厚度堆叠，需求在极其有限的厚度空间内实现高热量密度的热量传输，对提高传热部件的最大传热量、传输距离等提出要求。

热管、VC等两相相变散热器件结构主要由管壳及工质组成，从功能上分为蒸发段、绝热段、冷凝段三部分，其工作原理为：当两相相变散热器件蒸发段受热时该区域的液体工质蒸发汽化，同时带走大量热量。而相关技术中，在高热流密度的使用环境下，最大传热量和工质储液量及其系统运行阻力有关，由于超薄化需求压缩了两相相变散热器件内部结构空间，其工质的存储仅分布在毛细层孔隙内，如进一步增加毛细层厚度会压缩蒸汽空间体积，导致系统运行阻力增加，使得其传热散热性能较差，无法及时将温度较高的区域的热量传递至其他区域，且存在无法及时补液而使得工质烧干的风险。同时，气液相变在汽化核心上发生更容易，在相变表面增加汽化核心的是影响工质从液态变为气态的转化速率的重要因素，而相关的两相相变散热器件采用平滑表面烧结毛细，其与热源相接触的壁面内外表面汽化核心较少，仅发生在毛细层的毛细孔表面，对于大面积的壁面未充分利用，影响两相相变散热器件的气液循环效率。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种两相相变散热器件，旨在提升两相相变散热器件最大传热量，加强相变散热效率从而解决两相相变散热器件散热性能差的问题。

为达此目的，本申请实施例采用以下技术方案：

一种两相相变散热器件，包括两端封闭且具有空腔的密封结构、设于所述空腔内的毛细结构，以及设于所述空腔内的工质；所述密封结构包括传递段、位于所述传递段的其中一端的蒸发段，以及位于所述传递段的另一端的冷凝段；所述蒸发段的内壁开设有第一凹槽结构。

相关技术中，光滑内壁的两相相变散热器件，最大储液量取决于毛细结构自身的孔隙率，在毛细结构与两相相变散热器件内壁具有间隙的情况下还取决于该间隙。

在密封结构的蒸发段的内壁开设有第一凹槽结构，第一凹槽结构内可容纳液态的工质，进而提升两相相变散热器件内部工质的储液量。因此相对于光滑内壁的两相相变散热器件，可提升两相相变散热器件吸热散热的能力。在增加两相相变散热器件内部工质的情况下，对于高热流密度(例如芯片)处的散热，具有足够的液态工质以供吸热汽化，在冷凝段处液化的工质回流至蒸发段之前，蒸发段处的液态工质不易于烧干。

蒸发段内壁设置有第一凹槽结构的两相相变散热器件，相对于光滑内壁的两相相变散热器件，增加了第一凹槽结构的凹槽的内侧壁与液态工质接触的面积，也即增加了密封结构与液态工质之间的换热面积，提升了密封结构与液态工质之间单位时间内的热传递量，进而提升了两相相变散热器件吸热散热性能。在散热的初始状态下，由于密封结构与液态工质之间单位时间内的热传递量的增加，因此工质可快速受热并汽化吸收热量，加快两相相变散热器件吸热散热的启动速度。有效避免了因两相相变散热器件吸热散热启动慢而导致芯片等部件损坏的情况发生。