專利名稱：熱管散熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電氣技術(shù)領(lǐng)域，具體的特別涉及一種熱管散熱器。
背景技術(shù)：
大功率整流裝置中使用半導(dǎo)體元件作開關(guān)時(shí)，為了減少單個(gè)橋臂元件并聯(lián) 的數(shù)量，均趨向于使用大半導(dǎo)體元件，如電力機(jī)車用整流裝置由原來的一個(gè)橋 臂用六個(gè)兩英寸晶閘管串、并聯(lián)，到現(xiàn)在的一個(gè)橋臂只用一個(gè)五英寸晶閘管。 該單個(gè)半導(dǎo)體元件的發(fā)熱功耗達(dá)數(shù)千瓦，因此，要求配套的散熱器在有限的空
間里具有更高的散熱能力。目前一般使用的熱管散熱器由圓形熱管、散熱翅片 和基板(固定發(fā)熱元件)組成，由于熱管與散熱翅片及基板的連接是一種裝配 結(jié)構(gòu)，因此熱管與基板、熱管與散熱翅片之間會(huì)產(chǎn)生接觸熱阻，在散熱器的熱 阻要求較小的應(yīng)用場合，接觸熱阻的影響較大，受工藝影響也較大，散熱效率
受到限制；此外，通過多根圓形熱管的排列來實(shí)現(xiàn)較大熱功率的傳輸時(shí)，有熱 管排列的地方溫升小，而兩根熱管之間的位置溫升大，導(dǎo)致基板的溫度不均勻， 而這種溫度的不均勻會(huì)隨功率增大而變大，容易對半導(dǎo)體元件產(chǎn)生不利的影 響。
采用板式整體結(jié)構(gòu)的熱管散熱器能夠解決上述一般熱管散熱器的不足，現(xiàn) 有板式結(jié)構(gòu)熱管散熱器的側(cè)視圖如圖l所示，該熱管散熱器包括蒸發(fā)段101、 冷凝段102、以及冷凝段的散熱翅片103,圖1中的蒸發(fā)段部分的圓形區(qū)域?yàn)?半導(dǎo)體發(fā)熱元件所在的區(qū)域。蒸發(fā)段IOI為平板式內(nèi)框結(jié)構(gòu)，在該內(nèi)框內(nèi)底部 充有液態(tài)工質(zhì)，該蒸發(fā)段101的內(nèi)表面上有毛細(xì)吸液芯，這些毛細(xì)吸液芯將液 態(tài)工質(zhì)往上吸，從而^f吏液態(tài)工質(zhì)分布在垂直的內(nèi)框表面上。當(dāng)外部的發(fā)熱元件 ;汰熱時(shí)，毛細(xì)p及液芯吸附的液態(tài)工質(zhì)吸熱后相變成為氣態(tài)工質(zhì)，這些氣態(tài)工質(zhì) /人冷凝^殳入口 104進(jìn)入冷凝l爻102。冷凝段102也為平板式內(nèi)框結(jié)構(gòu)，該內(nèi)框的外側(cè)分布有平行等間隔的散熱翅片103，從冷凝段入口 104進(jìn)入的氣態(tài)工質(zhì) 在冷凝段102的內(nèi)框內(nèi)經(jīng)散熱翅片103冷卻后成為液態(tài)工質(zhì)，這些液態(tài)工質(zhì)又 從冷凝段入口 104流回蒸發(fā)段101的內(nèi)框底部，然后循環(huán)整個(gè)相變過程。由于 散熱翅片103、半導(dǎo)體發(fā)熱元件放置的臺面與內(nèi)框之間連為一體，因此它們之 間不存在接觸熱阻，氣態(tài)工質(zhì)的快速流動(dòng)使得蒸發(fā)段101和冷凝段102之間的 溫差較小，起到均溫的作用，并且由于冷凝段102的每一片散熱翅片103的根 部溫度都一致且接近蒸發(fā)段101的溫度，因此提高了散熱效率。
由上述對現(xiàn)有熱管散熱器的描述可知，現(xiàn)有熱管散熱器通過毛細(xì)吸液芯將 蒸發(fā)區(qū)下部的液態(tài)工質(zhì)吸到整個(gè)蒸發(fā)面，雖然可以實(shí)現(xiàn)高效的相變換熱，但是 由于毛細(xì)吸液芯在向上吸附并傳輸液態(tài)工質(zhì)時(shí)需要克服重力，因此其傳輸?shù)乃?率有限，當(dāng)散熱功率加大時(shí)，由于傳輸速率的限制不能及時(shí)補(bǔ)充蒸發(fā)掉的液態(tài) 工質(zhì)，因此現(xiàn)有板式結(jié)構(gòu)的熱管散熱器僅能滿足小功率散熱的要求，而無法滿 足大功率半導(dǎo)體元件的散熱需求，從而限制了板式整體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種熱管散熱器，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的熱管散熱器 無法滿足大功率半導(dǎo)體元件的散熱要求，從而限制了現(xiàn)有板式整體結(jié)構(gòu)熱管散 熱器應(yīng)用的問題。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案
一種熱管散熱器，包括蒸發(fā)段和冷凝段，所述蒸發(fā)段分為上部儲(chǔ)液區(qū)和下 部蒸發(fā)區(qū)，所述儲(chǔ)液區(qū)和蒸發(fā)區(qū)通過毛細(xì)吸液芯連4妄；
與蒸發(fā)段相連的所述冷凝段內(nèi)連接有分隔體，所述分隔體將該冷凝段分為 內(nèi)框下通道和內(nèi)框上通道，所述內(nèi)框上通道與所述上部儲(chǔ)液區(qū)連通，所述內(nèi)框 下通道與所述下部蒸發(fā)區(qū)連通。
所述蒸發(fā)段和冷凝段的結(jié)構(gòu)為平板式內(nèi)框。
所述分隔體的一端與所述冷凝段的內(nèi)框側(cè)壁相連，所述分隔體的另一端與所述冷凝段的另 一 內(nèi)框側(cè)壁之間留有空隙，連通所述內(nèi)框上通道和內(nèi)框下通 道。
所述分隔體的另一端有突起，所述突起與該分隔體上表面之間形成凹槽。
所述分隔體的上表面向所述蒸發(fā)段的上部儲(chǔ)液區(qū)傾斜。
所述內(nèi)框下通道為與冷凝段下框體平行的水平通道。
所述內(nèi)框下通道為向所述蒸發(fā)段傾斜的平直通道。
所述內(nèi)框下通道為鋸齒形的通道。
所述蒸發(fā)區(qū)內(nèi)充入的液態(tài)工質(zhì)距離該蒸發(fā)區(qū)頂端至少兩毫米。
由以上本發(fā)明提供的技術(shù)方案可見，本發(fā)明的熱管散熱器包括蒸發(fā)段和冷 凝段，其中蒸發(fā)段分為上部儲(chǔ)液區(qū)和下部蒸發(fā)區(qū)，儲(chǔ)液區(qū)和蒸發(fā)區(qū)通過毛細(xì)吸 液芯連接，該毛細(xì)吸液芯能夠?qū)⒁簯B(tài)工質(zhì)從上部儲(chǔ)液區(qū)垂直分布到下部蒸發(fā)
區(qū)；與蒸發(fā)段相連的冷凝段內(nèi)連接有分隔體，該分隔體將該冷凝段分為內(nèi)框下 通道和內(nèi)框上通道，內(nèi)框上通道與上部儲(chǔ)液區(qū)連通，內(nèi)框下通道與下部蒸發(fā)區(qū) 連通，由此形成了工質(zhì)流動(dòng)的通道，在該熱管散熱器工作的過程中實(shí)現(xiàn)工質(zhì)的 循環(huán)。本發(fā)明的熱管散熱器解決了板式整體結(jié)構(gòu)的垂直蒸發(fā)面靠毛細(xì)吸液芯將 液態(tài)工質(zhì)吸過蒸發(fā)面的速度，不能滿足較大散熱功率的要求，通過擴(kuò)大板式整 體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍，滿足了大功率半導(dǎo)體元件的散熱要求。
圖1為現(xiàn)有熱管散熱器的側(cè)視圖； 圖2為本發(fā)明熱管散熱器的第一實(shí)施例側(cè)視圖； 圖3為本發(fā)明熱管散熱器的第一實(shí)施例俯視圖； 圖4為本發(fā)明熱管散熱器的蒸發(fā)段剖^L圖； 圖5為本發(fā)明熱管散熱器的第二實(shí)施例側(cè)視圖； 圖6為本發(fā)明熱管散熱器的第三實(shí)施例側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的核心在于提供一種熱管散熱器，該熱管散熱器包括蒸發(fā)段和冷凝 段，其中蒸發(fā)段分為上部儲(chǔ)液區(qū)和下部蒸發(fā)區(qū)，儲(chǔ)液區(qū)和蒸發(fā)區(qū)通過毛細(xì)吸液
芯連接；與蒸發(fā)段相連的冷凝段內(nèi)連接有分隔體，該分隔體將該冷凝段分為內(nèi) 框下通道和內(nèi)框上通道，內(nèi)框上通道與上部儲(chǔ)液區(qū)連通，內(nèi)框下通道與下部蒸 發(fā)區(qū)連通。
為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，并使本發(fā)明的上述目 的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作
進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
本發(fā)明第一實(shí)施例
本發(fā)明板式結(jié)構(gòu)熱管散熱器的第一實(shí)施例側(cè)視圖如圖2所示，該實(shí)施例示 出的冷凝段分隔體分出的內(nèi)框下通道為一水平通道。
該熱管散熱器包括蒸發(fā)段210和冷凝段220,其中蒸發(fā)段210的下部為 蒸發(fā)區(qū)211、上部為儲(chǔ)液區(qū)212以及毛細(xì)吸液芯213,冷凝,殳220中部為分隔 體222,該分隔體222將冷凝l殳220分隔為內(nèi)框下通道221以及內(nèi)框上通道223, 冷凝段220外部均勻排列散熱翅片224，并且冷凝段入口 225與蒸發(fā)區(qū)211連 通，冷凝l殳出口 226與儲(chǔ)液區(qū)212連通。
圖2中右側(cè)蒸發(fā)段210為平板式內(nèi)框結(jié)構(gòu)，該平板式內(nèi)框分成上、下兩部 分，下部的蒸發(fā)區(qū)211覆蓋》丈熱元件，上部的儲(chǔ)液區(qū)212儲(chǔ)存液態(tài)工質(zhì)，蒸發(fā) 區(qū)211和儲(chǔ)液區(qū)212通過毛細(xì)吸液芯213的燒結(jié)而連4妻在一起。毛細(xì)吸液芯 213能夠?qū)⑸喜績?chǔ)液區(qū)212儲(chǔ)存的液態(tài)工質(zhì)吸入下部蒸發(fā)區(qū)211,同時(shí)阻止下 部蒸發(fā)區(qū)211的氣態(tài)工質(zhì)穿過毛細(xì)吸液芯進(jìn)入上部儲(chǔ)液區(qū)212。
左側(cè)的冷凝段220也為平板式內(nèi)框結(jié)構(gòu)，該平板式內(nèi)框中有一與該內(nèi)框右 側(cè)框壁連體的分隔體222,該分隔體222左側(cè)部分與內(nèi)框左側(cè)框壁之間留有一 定的空隙，并且該分隔體222左側(cè)上部有一小塊突起，使該分隔體222上平面 形成凹槽，該分隔體上表面略向右側(cè)傾斜，使其與水平面之間產(chǎn)生角度。該分隔體222將冷凝,殳220分隔成內(nèi)框下通道221和內(nèi)框上通道223，內(nèi)框下通道 221為與水平方向平4亍的通道，且該內(nèi)框下通道221的左側(cè)出口與內(nèi)框上通道 223連通，其中內(nèi)框下通道221與蒸發(fā)區(qū)211相連，冷凝段220框體連通內(nèi)框 下通道221和蒸發(fā)區(qū)211的通口即為冷凝段入口 225，內(nèi)框上通道223與儲(chǔ)液 區(qū)212連通，冷凝段220框體連通內(nèi)框上通道223和儲(chǔ)液區(qū)212的通口即為冷 凝段出口 226。
蒸發(fā)段充液態(tài)工質(zhì)時(shí)，要保證蒸發(fā)段下部蒸發(fā)區(qū)的液面離蒸發(fā)區(qū)頂端保持 一定的距離，這個(gè)距離至少為兩毫米，通常這個(gè)距離在能保證啟動(dòng)過程中毛細(xì) 吸液芯不干枯的前提下取最大值。在熱啟動(dòng)時(shí)，蒸發(fā)區(qū)液面未及的這一部分毛 細(xì)吸液芯上吸附有一層液態(tài)工質(zhì)，這些液態(tài)工質(zhì)4艮快相變成為氣態(tài)工質(zhì)，氣態(tài) 工質(zhì)產(chǎn)生的蒸汽壓將蒸發(fā)區(qū)的液面降低，由于蒸發(fā)區(qū)與冷凝段的內(nèi)框下通道連 通，因此蒸發(fā)區(qū)的液態(tài)工質(zhì)從冷凝段入口進(jìn)入內(nèi)框下通道，并且由于內(nèi)框下通 道與內(nèi)框上通道之間連通，因此冷凝^R的液面隨之上升，當(dāng)超過分隔體左側(cè)突 起的最高點(diǎn)時(shí)，液態(tài)工質(zhì)就流入分隔體的凹槽內(nèi)，由于分隔體凹槽向右下傾斜， 液態(tài)工質(zhì)沿斜坡從冷凝段出口流入蒸發(fā)段儲(chǔ)液區(qū)中，實(shí)現(xiàn)循環(huán)。當(dāng)蒸發(fā)段下部 蒸發(fā)區(qū)的液面在循環(huán)過程中低于冷凝段入口時(shí)，相變產(chǎn)生的氣態(tài)工質(zhì)就會(huì)沿冷 凝段內(nèi)框下通道流向冷凝段，這些氣態(tài)工質(zhì)由于外部散熱翅片的作用在冷凝段 內(nèi)冷卻成液態(tài)工質(zhì)，完成放熱過程。
特別的，當(dāng)氣態(tài)工質(zhì)的流動(dòng)速度超過攜帶限，即傳遞的散熱功率大時(shí)還能 將內(nèi)框下通道的液態(tài)工質(zhì)攜帶到內(nèi)框上通道并儲(chǔ)存在分隔體的凹槽內(nèi)，使蒸發(fā) 區(qū)底部沒有積留的液態(tài)工質(zhì)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)下部蒸發(fā)區(qū)的散熱表面處于高效的相變 換熱。而且，由于液態(tài)工質(zhì)從上部儲(chǔ)液區(qū)向下傳遞到蒸發(fā)區(qū)，因此在重力和毛 細(xì)吸液芯的雙重作用下，使得液態(tài)工質(zhì)的傳遞速度較大，較好的解決了現(xiàn)有技 術(shù)中從下往上傳遞液態(tài)工質(zhì)無法滿足大功率半導(dǎo)體元件散熱需求的問題。
本發(fā)明板式結(jié)構(gòu)熱管散熱器的第一實(shí)施例俯視圖如圖3所示，從圖3可以 看到該熱管散熱器的右側(cè)蒸發(fā)段210和左側(cè)冷凝段220,以及蒸發(fā)段210外側(cè) 前部的放熱元件放置的臺面230。蒸發(fā)段210和冷凝段220均為內(nèi)框式結(jié)構(gòu)，且蒸發(fā)段210內(nèi)框與冷凝段220內(nèi)框結(jié)構(gòu)之間連通，在冷凝段220內(nèi)框的外側(cè) 均勻分布有散熱翅片224，當(dāng)氣態(tài)工質(zhì)進(jìn)入冷凝段220中時(shí)通過散熱翅片224 散熱使氣態(tài)工質(zhì)冷卻成為液態(tài)工質(zhì)，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)段210與冷凝段220的相變換熱 循環(huán)。
本發(fā)明板式結(jié)構(gòu)熱管散熱器的第一實(shí)施例中蒸發(fā)段的剖視圖如圖4所示 該蒸發(fā)段的平板式內(nèi)框結(jié)構(gòu)分為上、下兩部分，其中下部蒸發(fā)區(qū)211垂直分布， 該蒸發(fā)區(qū)211的剖面形狀為細(xì)長的矩形，毛細(xì)吸液芯213與該蒸發(fā)區(qū)211通過 燒結(jié)連結(jié)在一起，上部儲(chǔ)液區(qū)212的剖面形狀近似半圓形，毛細(xì)吸液芯213 與該儲(chǔ)液區(qū)212的下表面通過燒結(jié)連結(jié)在一起。
本發(fā)明第二實(shí)施例
本發(fā)明板式結(jié)構(gòu)熱管散熱器第二實(shí)施例的側(cè)視圖如圖5所示，該實(shí)施例示 出的冷凝段分隔體分出的內(nèi)框下通道為向右側(cè)傾斜的通道。
該熱管散熱器包括蒸發(fā)段510和冷凝段520，其中蒸發(fā)段510的下部為 蒸發(fā)區(qū)511、上部為儲(chǔ)液區(qū)512以及毛細(xì)吸液芯513,冷凝段520中部為分隔 體522，該分隔體522將冷凝段520分隔為內(nèi)框下通道521以及內(nèi)框上通道523, 冷凝l殳520外部均勻排列散熱翅片524,并且冷凝段入口 525與蒸發(fā)區(qū)511連 通，冷凝,殳出口 526與儲(chǔ)液區(qū)512連通。
圖5中右側(cè)蒸發(fā)段510為平板式內(nèi)框結(jié)構(gòu)，該平板式內(nèi)框分成上、下兩部 分，下部的蒸發(fā)區(qū)511覆蓋放熱元件，上部的儲(chǔ)液區(qū)512儲(chǔ)存液態(tài)工質(zhì)，蒸發(fā) 區(qū)511和4諸液區(qū)512通過毛細(xì)吸液芯513燒結(jié)而連4妄在一起。毛細(xì)吸液芯513 能夠?qū)⑸喜績?chǔ)液區(qū)512儲(chǔ)存的液態(tài)工質(zhì)吸入下部蒸發(fā)區(qū)511,同時(shí)阻止下部蒸 發(fā)區(qū)511的氣態(tài)工質(zhì)穿過毛細(xì)吸液芯進(jìn)入儲(chǔ)液區(qū)512。
左側(cè)的冷凝段520也為平板式內(nèi)框結(jié)構(gòu)，該平板式內(nèi)框中有一與該內(nèi)框右 側(cè)框壁連體的分隔體522，該分隔體522左側(cè)部分與內(nèi)框左側(cè)框壁之間留有一 定的空間，并且該分隔體522左側(cè)上部有一小塊突起，使該分隔體522上平面 形成凹槽，該分隔體上表面略向右側(cè)傾斜，使其與水平面之間產(chǎn)生角度。該分 隔體522將冷凝段520分隔成內(nèi)框下通道521和內(nèi)框上通道523,內(nèi)框下通道521為向右側(cè)傾斜的等橫截面通道，且該內(nèi)框下通道521的左側(cè)出口與內(nèi)框上 通道523連通，這種下通道的形式與本發(fā)明實(shí)施例一中的水平下通道相比，工 質(zhì)的流阻更小，便于工質(zhì)在通道中快速循環(huán)流動(dòng)。其中內(nèi)框下通道521與蒸發(fā) 區(qū)511相連，冷凝l爻520框體連通內(nèi)框下通道521和蒸發(fā)區(qū)511的通口即為冷 凝l殳入口 525,內(nèi)框上通道523與儲(chǔ)液區(qū)512連通，冷凝,殳520框體連通內(nèi)框 上通道523和儲(chǔ)液區(qū)512的通口即為冷凝l殳出口 526。
散熱器內(nèi)沖入液態(tài)工質(zhì)時(shí)，這些液態(tài)工質(zhì)充滿蒸發(fā)區(qū)和內(nèi)框下通道，蒸發(fā) 區(qū)上部與毛細(xì)吸液芯之間留有適量的距離，這個(gè)距離至少為兩毫米，通常這個(gè) 距離在能保證啟動(dòng)過程中毛細(xì)吸液芯不干枯的前提下取最大值。由于蒸發(fā)段和 冷凝段的內(nèi)框分區(qū)形成了液態(tài)工質(zhì)和氣態(tài)工質(zhì)的循環(huán)通路，通過毛細(xì)吸液芯將 液態(tài)工質(zhì)從上部儲(chǔ)液區(qū)持續(xù)地分布到整個(gè)垂直的下部蒸發(fā)區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)大功率 半導(dǎo)體元器件的高效相變換熱過程。
具體的，外部大功率半導(dǎo)體元件開始工作時(shí)產(chǎn)生的熱量通過蒸發(fā)^R外側(cè)臺 面?zhèn)鞯较虏空舭l(fā)區(qū)的內(nèi)框內(nèi)，在蒸發(fā)區(qū)液面以上的部分， 一部分液態(tài)工質(zhì)吸附 在毛細(xì)吸液芯上，這部分液態(tài)工質(zhì)迅速相變產(chǎn)生氣態(tài)工質(zhì)，氣態(tài)工質(zhì)增加了下 部蒸發(fā)區(qū)內(nèi)的氣壓，在蒸汽壓的作用下蒸發(fā)區(qū)內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)液面下降，蒸發(fā)區(qū) 內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)從冷凝段的入口處流入冷凝段的內(nèi)框下通道中，內(nèi)框下通道內(nèi)的 液面隨之上升，當(dāng)液面上升到超過分隔體左側(cè)突起的最高點(diǎn)時(shí)就流入該分隔體 的凹槽內(nèi)，由于分該隔體的凹槽向右下傾斜，液態(tài)工質(zhì)就沿斜坡從冷凝段出口 流入蒸發(fā),殳的上部儲(chǔ)液區(qū)中，流入儲(chǔ)液區(qū)中的液態(tài)工質(zhì)通過毛細(xì)吸液芯吸入到 下部蒸發(fā)區(qū)，補(bǔ)充蒸發(fā)區(qū)內(nèi)已經(jīng)蒸發(fā)成氣態(tài)的液態(tài)工質(zhì)，完成熱管散熱器的啟 動(dòng)過程。
完成相變換熱的啟動(dòng)過程后，當(dāng)蒸發(fā)區(qū)內(nèi)的液面低于冷凝,殳入口時(shí)，氣態(tài) 工質(zhì)就從冷凝段入口流入冷凝段內(nèi)框的下通道中，充滿冷凝l爻的氣態(tài)工質(zhì)在外
部散熱翅片的作用下，冷卻放熱后冷凝成液態(tài)工質(zhì)，這些液態(tài)工質(zhì)在分隔體的 凹槽內(nèi)從冷凝段出口流入蒸發(fā)段的上部儲(chǔ)液區(qū)，實(shí)現(xiàn)了工質(zhì)的相變循環(huán)過程。
進(jìn)一步的，適當(dāng)調(diào)整內(nèi)框下通道的橫截面積，可以調(diào)節(jié)氣態(tài)工質(zhì)在該內(nèi)框下通道內(nèi)的流動(dòng)速度，將積留在冷凝段底部的液態(tài)工質(zhì)攜帶入內(nèi)框上通道中，保證 蒸發(fā)區(qū)完全處于高效的相變換熱，而非沸騰換熱。
本發(fā)明第三實(shí)施例
本發(fā)明板式結(jié)構(gòu)熱管散熱器的第三實(shí)施例的側(cè)視圖如圖6所示，該實(shí)施例
示出的冷凝段分隔體分出的內(nèi)框下通道為鋸齒形的通道。
該熱管散熱器包括蒸發(fā)段610和冷凝段620,其中蒸發(fā)段610的下部為 蒸發(fā)區(qū)611、上部為儲(chǔ)液區(qū)612以及毛細(xì)吸液芯613,冷凝段620中部為分隔 體622，該分隔體622將冷凝段620分隔為內(nèi)框下通道621以及內(nèi)框上通道623, 冷凝段620外部均勻排列散熱翅片624,并且冷凝段入口 625與蒸發(fā)區(qū)611連 通，冷凝^殳出口 626與l渚液區(qū)612連通。
圖6中右側(cè)蒸發(fā)段610為平板式內(nèi)框結(jié)構(gòu)，該平板式內(nèi)框分成上、下兩部 分，下部的蒸發(fā)區(qū)611覆蓋放熱元件，上部的儲(chǔ)液區(qū)612儲(chǔ)存液態(tài)工質(zhì)，蒸發(fā) 區(qū)611和儲(chǔ)液區(qū)612通過毛細(xì)吸液芯613連接在一起。毛細(xì)吸液芯613能夠?qū)?上部儲(chǔ)液區(qū)612儲(chǔ)存的液態(tài)工質(zhì)吸入下部蒸發(fā)區(qū)611，同時(shí)阻止下部蒸發(fā)區(qū)611 的氣態(tài)工質(zhì)穿過毛細(xì)吸液芯進(jìn)入儲(chǔ)液區(qū)612。
左側(cè)的冷凝段620也為平板式內(nèi)框結(jié)構(gòu)，該平板式內(nèi)框中有一與該內(nèi)框右 側(cè)框壁連體的分隔體622,該分隔體622左側(cè)部分與內(nèi)框左側(cè)框壁之間留有一 定的空間，并且該分隔體622左側(cè)上部有一小塊突起，使該分隔體622上平面 形成凹槽，該分隔體上表面略向右側(cè)傾斜，使其與水平面之間產(chǎn)生角度。該分 隔體622將冷凝段620分隔成內(nèi)框下通道621和內(nèi)框上通道623，內(nèi)框下通道 621為等橫截面的鋸齒形通道，且該內(nèi)框下通道621的左側(cè)出口與內(nèi)框上通道 623連通，這種下通道的形式與本發(fā)明實(shí)施例一水平通道和實(shí)施例二中的平直 傾斜通道相比，由于在有限的空間內(nèi)伸長了內(nèi)框下通道的總體長度，因此能夠 增加冷凝段620的散熱效率。其中內(nèi)框下通道621與蒸發(fā)區(qū)611相連，冷凝段 620框體連通內(nèi)框下通道621和蒸發(fā)區(qū)611的通口即為冷凝l殳入口 625，內(nèi)框 上通道623與儲(chǔ)液區(qū)612連通，冷凝^殳620框體連通內(nèi)框上通道623和儲(chǔ)液區(qū) 612的通口即為冷凝段出口 626。蒸發(fā)段和冷凝段的平板式內(nèi)框分區(qū)形成了液態(tài)工質(zhì)和氣態(tài)工質(zhì)的循環(huán)通 路，蒸發(fā)段由與框體材料燒結(jié)成一體的毛細(xì)吸液芯將液態(tài)工質(zhì)從上部儲(chǔ)液區(qū)持 續(xù)地吸入到下部蒸發(fā)區(qū)的整個(gè)垂直蒸發(fā)面，同時(shí)該毛細(xì)吸液芯也阻擋氣態(tài)工質(zhì)
進(jìn)入儲(chǔ)液區(qū)；左側(cè)冷凝段由分隔體分成上、下兩部分，既形成了連接蒸發(fā)段上
部蒸發(fā)區(qū)和下部儲(chǔ)液區(qū)的通道，分隔體的凹槽形狀也能夠儲(chǔ)存足量的液態(tài)工
利用蒸發(fā)區(qū)上部的氣態(tài)工質(zhì)的壓力不斷增加，使冷凝段的液面不斷上升超過分 隔體左側(cè)突起的最高點(diǎn)從而流入分隔體的凹槽內(nèi)，并導(dǎo)入蒸發(fā)段上部儲(chǔ)液區(qū)， 由毛細(xì)吸液芯將液態(tài)工質(zhì)吸入下部蒸發(fā)區(qū)，直至蒸發(fā)區(qū)的液面低于冷凝段入 口，氣態(tài)工質(zhì)沿內(nèi)框下通道進(jìn)入冷凝段，并放熱相變成液態(tài)工質(zhì)經(jīng)分隔體凹槽 收集從冷凝段出口流入儲(chǔ)液區(qū)，實(shí)現(xiàn)相變換熱的循環(huán)。
由以上實(shí)施例可見，本發(fā)明的熱管散熱器包括蒸發(fā)段和冷凝段，其中蒸發(fā)
段分為上部儲(chǔ)液區(qū)和下部蒸發(fā)區(qū)，儲(chǔ)液區(qū)和蒸發(fā)區(qū)通過毛細(xì)吸液芯連接；與蒸 發(fā)段相連的冷凝段內(nèi)連接有分隔體，該分隔體將該冷凝段分為內(nèi)框下通道和內(nèi) 框上通道，內(nèi)框上通道與上部儲(chǔ)液區(qū)連通，內(nèi)框下通道與下部蒸發(fā)區(qū)連通，由 此形成了工質(zhì)流動(dòng)的通道。應(yīng)用本發(fā)明的熱管散熱器解決了板式整體結(jié)構(gòu)的垂 直蒸發(fā)面靠毛細(xì)吸液芯將液態(tài)工質(zhì)吸過蒸發(fā)面的速度，不能滿足較大散熱功率 的要求，通過擴(kuò)大板式整體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍，滿足了大功率半導(dǎo)體元件的散熱 要求。
雖然通過實(shí)施例描繪了本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本發(fā)明有許多 變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化 而不脫離本發(fā)明的精神。
權(quán)利要求
1、一種熱管散熱器，包括蒸發(fā)段和冷凝段，其特征在于，所述蒸發(fā)段分為上部儲(chǔ)液區(qū)和下部蒸發(fā)區(qū)，所述儲(chǔ)液區(qū)和蒸發(fā)區(qū)通過毛細(xì)吸液芯連接；與蒸發(fā)段相連的所述冷凝段內(nèi)連接有分隔體，所述分隔體將該冷凝段分為內(nèi)框下通道和內(nèi)框上通道，所述內(nèi)框上通道與所述上部儲(chǔ)液區(qū)連通，所述內(nèi)框下通道與所述下部蒸發(fā)區(qū)連通。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管散熱器，其特征在于，所述蒸發(fā)段和冷凝 段的結(jié)構(gòu)為平板式內(nèi)框。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的熱管散熱器，其特征在于，所述分隔體的一端 與所述冷凝,殳的內(nèi)框側(cè)壁相連，所述分隔體的另一端與所述冷凝段的另一內(nèi)框 側(cè)壁之間留有空隙，連通所述內(nèi)框上通道和內(nèi)框下通道。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱管散熱器，其特征在于，所述分隔體的另一 端有突起，所述突起與該分隔體上表面之間形成凹槽。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的熱管散熱器，其特征在于，所述分隔體的上表 面向所述蒸發(fā)段的上部儲(chǔ)液區(qū)傾斜。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管散熱器，其特征在于，所述內(nèi)框下通道為 與冷凝段下框體平行的水平通道。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管散熱器，其特征在于，所述內(nèi)框下通道為 向所述蒸發(fā)段傾斜的平直通道。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管散熱器，其特征在于，所述內(nèi)框下通道為 鋸齒形的通道。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱管散熱器，其特征在于，所述蒸發(fā)區(qū)內(nèi)充入 的液態(tài)工質(zhì)距離該蒸發(fā)區(qū)頂端至少兩毫米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熱管散熱器，包括蒸發(fā)段和冷凝段，所述蒸發(fā)段分為上部儲(chǔ)液區(qū)和下部蒸發(fā)區(qū)，所述儲(chǔ)液區(qū)和蒸發(fā)區(qū)通過毛細(xì)吸液芯連接；與蒸發(fā)段相連的所述冷凝段內(nèi)連接有分隔體，所述分隔體將該冷凝段分為內(nèi)框下通道和內(nèi)框上通道，所述內(nèi)框上通道與所述上部儲(chǔ)液區(qū)連通，所述內(nèi)框下通道與所述下部蒸發(fā)區(qū)連通。由于本發(fā)明的熱管散熱器內(nèi)部形成了工質(zhì)流動(dòng)的通道，實(shí)現(xiàn)了工作過程中工質(zhì)的循環(huán)，因此應(yīng)用本發(fā)明的熱管散熱器解決了板式整體結(jié)構(gòu)的垂直蒸發(fā)面靠毛細(xì)吸液芯克服重力將液態(tài)工質(zhì)吸上蒸發(fā)面的速度，不能滿足較大散熱功率的要求，通過擴(kuò)大板式整體結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍，滿足了大功率半導(dǎo)體元件的散熱需求。
文檔編號H01L23/34GK101307997SQ20071010705
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月17日
發(fā)明者付成勇, 徐達(dá)清 申請人:株洲南車時(shí)代電氣股份有限公司