一種環(huán)路熱管的蒸發(fā)器和散熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子產(chǎn)品散熱技術(shù)領(lǐng)域，具體為環(huán)路熱管的蒸發(fā)器和散熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]大功率電子芯片的冷卻是電子、計(jì)算機(jī)、通訊和光電設(shè)備中非常重要的一個(gè)技術(shù)環(huán)節(jié)。目前市場上針對大功率電子器件散熱常用的方法包括以下幾種:(I)風(fēng)扇+散熱器；
[2]風(fēng)扇+熱管+散熱器；(3)風(fēng)扇+液冷技術(shù)。雖然這幾種方法在一定程度上可以解決大功率器件的散熱問題，但是仍存在如下缺點(diǎn):(I)風(fēng)扇+散熱器，為了增強(qiáng)散熱裝置的散熱能力，只有通過增大散熱翅片的面積以及提高風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，導(dǎo)致的結(jié)果是噪音大，散熱裝置體積大而且厚重，不利于安裝以及對電子器件會產(chǎn)生很大的壓力；(2)風(fēng)扇+熱管+散熱器，雖可以解決方法I中的缺點(diǎn)，但是其本身會增加機(jī)構(gòu)復(fù)雜度，熱管的設(shè)計(jì)以及安裝常常受到實(shí)際結(jié)構(gòu)的限制，并且在有限根熱管作用下，其散熱能力仍還是有限的；3)液冷技術(shù)，在性能上超越以上兩種方式，并且液冷散熱技術(shù)的潛力是非常高的，一款小型液冷散熱裝置，如果經(jīng)過性能優(yōu)化，在控制噪聲前提下，散發(fā)IkW的熱量已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)(液冷散熱器整體熱阻可以低到0.12°C /W以下)。但是液冷技術(shù)存在機(jī)構(gòu)極其復(fù)雜，其增加的驅(qū)動液體工質(zhì)循環(huán)的泵以及目前還沒有一種能夠完全保證不泄漏的管道連接技術(shù)，都將影響到液冷散熱裝置的實(shí)際使用壽命，還有液冷散熱裝置的造價(jià)最高，是普通熱管散熱器的3倍以上(同樣散熱能力下)。
[0003]亦此，即有了一種可以解決上述諸缺失之環(huán)路熱管技術(shù)的產(chǎn)生。環(huán)路熱管技術(shù)發(fā)明于1974年，并廣范應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，近幾年來環(huán)路熱管技術(shù)逐漸進(jìn)入電子芯片散熱領(lǐng)域。環(huán)路熱管是集合了熱管以及液冷散熱技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)拋棄了各自的缺點(diǎn)的一種散熱方式，散熱潛力同液冷技術(shù)樣，一款緊促型微小環(huán)路熱管，可以輕松實(shí)現(xiàn)500W及以上的散熱(環(huán)路熱管整體熱阻可以低到0.15°C /W以下)，同時(shí)其造價(jià)遠(yuǎn)低于液冷技術(shù)。環(huán)路熱管散熱器還具有以下優(yōu)點(diǎn):α)性能受重力影響小于普通熱管；結(jié)構(gòu)形狀可以多樣化，滿足不同使用需求等。由于環(huán)路熱管制造工藝和普通熱管類似，因此其可靠性和使用壽命和普通熱管一樣可以廣泛使用在一些要求比較苛刻的環(huán)境中。
[0004]傳統(tǒng)的環(huán)路熱管散熱器主要包括帶有毛細(xì)結(jié)構(gòu)的蒸發(fā)器，提供工作介質(zhì)循環(huán)的蒸汽管道和液體管道以及把熱量釋放到環(huán)境的冷凝器。工作時(shí)，蒸發(fā)器底面接收從發(fā)熱器件(例如，電子芯片)傳遞過來的熱量，工作介質(zhì)在毛細(xì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部蒸發(fā)，蒸汽離開蒸發(fā)器，通過蒸汽管道流到帶有翅片的冷凝器，蒸汽在冷凝器通過，把熱量釋放到流過冷凝器的環(huán)境介質(zhì)中(例如空氣)，蒸汽經(jīng)自然冷卻或風(fēng)扇強(qiáng)制冷卻后轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w，液體在毛細(xì)力的作用下經(jīng)由液體管道返回蒸發(fā)器，完成一次熱力學(xué)循環(huán)，據(jù)此循環(huán)往復(fù)，持續(xù)不斷地把熱量從發(fā)熱器件釋放到周圍空氣中。
[0005]目前也有一些環(huán)路熱管使用在電子散熱領(lǐng)域產(chǎn)品的專利，如中國專利申請?zhí)枮?01259718.X,200810028106.7和200910077583.7等專利文獻(xiàn)所公開的?，F(xiàn)有專利涉及蒸發(fā)器的設(shè)計(jì)，其基本結(jié)構(gòu)基本包括以下兩種形式:(I)圓筒形結(jié)構(gòu)(cylindertype) ; (2)平板結(jié)構(gòu)(flatplatetype)。其中，圓筒形結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)環(huán)路熱管的基本結(jié)構(gòu)。平板結(jié)構(gòu)目前有兩種形式:(I)盤狀平板形式(disktype) ;(2)利用微加工技術(shù)制成的平板形式(ZL01259718.X) ； (3)底板加上蓋結(jié)構(gòu)的分體式平板形式(ZL200910077583.7)。
[0006]由于普通電子芯片的形狀基本為四方形(正方體或者長方體)，圓筒形蒸發(fā)器因圓筒管徑不利于和芯片的平表面接觸，傳熱效果差。通過微加工技術(shù)制成的平板形式蒸發(fā)器的環(huán)路熱管的散熱性能都還沒有達(dá)到商業(yè)使用的要求。而現(xiàn)有的盤狀平板形式則因蒸發(fā)器的制作過程復(fù)雜，并且在安裝時(shí)會占用額外的空間。其中底板加上蓋結(jié)構(gòu)的分體式平板結(jié)構(gòu)，不僅對加工精度和安裝要求高，而且氣密性也容易出問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、氣密性好、散熱快的環(huán)路熱管蒸發(fā)器。
[0008]在提供上述環(huán)路熱管蒸發(fā)器的同時(shí)，本發(fā)明還提供一種環(huán)路熱管的散熱裝置。
[0009]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種環(huán)路熱管的蒸發(fā)器，包括取熱體和吸液芯，所述取熱體設(shè)置有兩個(gè)或兩個(gè)以上的容置空間，所述每個(gè)容置空間中單獨(dú)置設(shè)有所述吸液芯，所述取熱體的兩側(cè)設(shè)置有接口，分別用于連接蒸汽管路和液體管路，所述取熱體的外形為方形，所述容置空間的橫截面為圓形或橢圓形。
[0010]可選的，所述取熱體的容置空間壁上或所述吸液芯上設(shè)置有可供蒸汽排泄的通道。
[0011]可選的，所述通道的截面為拱形、矩形、鋸齒形、類圓形、蜂巢形或多角形。
[0012]可選的，所述通道為兩個(gè)或兩個(gè)以上，所述兩個(gè)通道直接設(shè)置有連通的槽道。
[0013]可選的，所述吸液芯的橫截面為圓形或橢圓形，所述吸液芯與所述取熱體的容置空間壁過盈配合。
[0014]可選的，所述吸液芯至少包括兩層，所述吸液芯的最外層相對其它層的毛細(xì)孔徑或通道更致密。
[0015]可選的，所述取熱體的容置空間壁上設(shè)置有鋸齒形或尖刀形蒸汽排泄通道，當(dāng)所述吸液芯裝配到所述取熱體的容置空間時(shí)，所述蒸汽排泄通道的壁槽部分嵌入所述吸液芯的最外層。
[0016]可選的，所述吸液芯的一端設(shè)置有底座，所述底座橫截面周長大于所述吸液芯橫截面周長，所述取熱體一端的容置空間壁上設(shè)置有臺階，所述吸液芯的底座設(shè)置在所述取熱體臺階形成的空腔內(nèi)。
[0017]可選的，所述吸液芯的底座的橫截面為圓形或橢圓形，所述底座與所述取熱體的容置空間壁過盈配合。
[0018]可選的，所述蒸發(fā)器還包括底蓋，所述底蓋設(shè)置在所述取熱體靠近所述吸液芯底座的一端，所述底蓋、吸液芯底座和所述取熱體容置空間壁之間設(shè)置有儲液腔。
[0019]可選的，所述蒸發(fā)器還包括底蓋，所述底蓋設(shè)置在所述取熱體靠近所述吸液芯底座的一端，所述底蓋和吸液芯底座之間設(shè)置有儲液腔。
[0020]可選的，所述蒸發(fā)器還包括底蓋，所述底蓋設(shè)置在所述取熱體靠近所述吸液芯底座的一端，所述底蓋內(nèi)設(shè)置有儲液腔。
[0021]可選的，所述吸液芯底座與所述儲液腔之間還設(shè)置有隔熱塊。
[0022]可選的，所述隔熱塊與所述吸液芯底座之間還設(shè)置有隔熱空腔。
[0023]可選的，所述底蓋上設(shè)置有與所述液體管路連接的接口。
[0024]可選的，所述底蓋通過焊接、螺絲和/或螺紋與所述取熱體固定。
[0025]可選的，所述蒸發(fā)器還包括頂蓋，所述頂蓋設(shè)置在所述取熱體與蒸汽管路連接的一側(cè)，所述頂蓋上設(shè)置有與所述蒸汽管路連接的接口。
[0026]可選的，所述吸液芯由金屬粉末、金屬網(wǎng)或陶瓷粉末制成的多孔材料。
[0027]可選的，所述吸液芯的形狀為回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)體。
[0028]可選的，所述吸液芯靠近其底座一側(cè)設(shè)置有盲孔，所述液體管路的一端設(shè)置在所述盲孔中。
[0029]可選的，所述吸液芯的上部設(shè)置有凹形儲液腔。
[0030]可選的，相鄰的兩個(gè)所述容置空間之間設(shè)置有互連通道。
[0031]本發(fā)明還提供了一種環(huán)路熱管的散熱裝置，包括蒸汽管路、液體管路、冷凝器和上述任一種所述的蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器兩側(cè)分別通過蒸汽管路和液體管路與所述冷凝器相連，形成閉合散熱回路。
[0032]可選的，所述蒸汽管路和液體管路的數(shù)量與所述容置空間的數(shù)量相同，每個(gè)容置空間的兩端分別與獨(dú)自的蒸汽管路和液體管路連接。
[0033]可選的，所述兩個(gè)或兩個(gè)以上的蒸汽管路通過多通接頭連接匯聚傳輸至冷凝器，再通過多通接頭分流到所述兩個(gè)或兩個(gè)以上的液體管路傳輸?shù)秸舭l(fā)器。
[0034]本發(fā)明提供的環(huán)路熱管的蒸發(fā)器，包括取熱體和吸液芯，所述取熱體設(shè)置有兩個(gè)或兩個(gè)以上的容置空間，所述每個(gè)容置空間中單獨(dú)置設(shè)有所述吸液芯，所述取熱體的兩側(cè)設(shè)置有接口，分別用于連接蒸汽管路和液體管路，所述取熱體的外形為方形，所述容置空間的橫截面為圓形或橢圓形。由于所述取熱體的外形采用方形，其能與普通電子芯片的四方形體(正方體或者長方體)緊緊貼合，實(shí)現(xiàn)真正融合。同時(shí)，取熱體容置空間的橫截面采用圓形或橢圓形，容易實(shí)現(xiàn)吸液芯與取熱體間的密封。方便加工，易于產(chǎn)業(yè)化，能夠真正實(shí)現(xiàn)高熱流密度下的安全運(yùn)行。而且所述取熱體可以設(shè)置有兩個(gè)或兩個(gè)以上的容置空間，在每個(gè)容置空間中都可以單獨(dú)置設(shè)有所述吸液芯，這樣在有較大散熱面積需求時(shí)，可以減少吸液芯的體積，降低加工成本和加工難度。
[0035]在進(jìn)一步的技術(shù)方案中，所述吸液芯的橫截面可以為圓形或橢圓形，所述吸液芯與所述取熱體的容置空間壁過盈配合，可以通過機(jī)加工實(shí)現(xiàn)。以實(shí)現(xiàn)吸液芯與取熱體容置空間壁間