高功率回路热管散热器热设计的研究

杨帆

（深圳市三烨科技有限公司，广东 深圳 518110）

0 引言

回路热管是一种新型热管，具有启动迅速、均温性好、传热性能高的优点，在散热领域已得到广泛应用。但在应用回路热管解决高功率芯片散热问题的时候，面临着制造成本高、加工工艺难度大的问题，因此，探索低成本回路热管散热模组是很有必要的[1]。本文基于单支回路热管的制造和通过多支回路热管组合应用，达到解决高功率散热模组的需求，同时降低了回路热管的制作工艺难度，降低了散热模组的制造成本，对高功率散热模组的研发和产业化应用具有积极的现实意义[2]。

1 基本原理

先把单支回路热管“蒸发管路”内部烧结毛细层，然后与“蒸汽和回液管路、注液管”焊接在一起，通过“注液管”先对整个管路抽真空、再注入适量冷媒，成为独立个体的回路热管；然后再把四支回路热管与散热鳍片、铝块铜块等热沉器件焊接成一个整体，组成散热模组；散热模组安装在应用场景后，热源产生的热使毛细结构内的工质发生相变产生蒸汽，在压力差的驱动下，蒸汽沿管路到冷凝器端，释放潜热，冷却成液态，重新回到蒸发端，如此复循环[3]。

2 散热模组设计

2.1 设计指标

散热模组最高功耗：600W

散热性能：热阻＜0.1℃/W@600W，150CFM，Ta=45℃

使用环境：-10～+55℃

内部填充工质为：R134a

2.2 模组结构方案

采用四根独立回路管路，每根回路热管设计功率约150W，2组鳍片，1个铝挤型材，1块铜块直接与热源接触，散热器总功率约600W。

3 单支回路热管制作

3.1 材料要求

烧结管材质采用无氧铜C1020，管径9mm，壁厚0.5mm。……