分段超薄相变热管及其制备方法与流程

本发明属于热管技术领域，特别是涉及一种分段超薄相变热管及其制备方法。

背景技术：

随着信息产业的飞速发展，电子产品不断朝着高性能化与轻薄化的方向发展，由此造成一系列的散热问题，电子设备产生的高热量若未能及时散去，将严重影响电子设备的稳定性和可靠性，高热流密度问题成为了制约电子行业发展的的关键限制因素。

超薄热管是为了适应轻薄型电子设备狭小散热空间而制造的新型热管。在现有技术中，超薄热管的制造方法存在工艺复杂、生产成本高的缺点。而且，虽然超薄热管的热阻很小，但是热管的界面性质很差，与热源接触时有很大的接触热阻，不能很好的将热量从热源传递到热管，从而影响散热。

另外，现有技术中，相变热管的制作方法一般采用真空充注或先注液再抽真空的方法。采用真空充注的方法为将热管抽真空、再注液，采用这种方法存在接口复杂、成品率低和效率低下的问题；而采用先注液、再抽真空的方法为将热管注液、注液后再抽真空，采用这种方法存在注入的液量控制不准确的问题，从而在生产中会产生大量报废品，增加生产成本。

技术实现要素：

基于此，为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种分段超薄相变热管及其制备方法，该分段超薄相变热管具有厚度薄、接触热阻小、导热性能好的优点。

为了实现上述发明目的，本发明采取了以下技术方案：

一种分段超薄相变热管，所述分段超薄相变热管由至少两层结构相同的超薄相变热管焊接或黏贴而成，所述超薄相变热管包括具有密闭空腔的管壳、黏贴于所述管壳内侧的吸液芯、以及设置于所述管壳内侧和所述吸液芯之间的固态相变工质。

在其中一些实施例中，所述固态相变工质为固态氨、氟利昂、水、酒精、苯、联苯、汞、钾、钠或锂。

在其中一些实施例中，所述具有密闭空腔的管壳的材料为厚度是0.01mm-0.1mm的金属箔片或非金属片。

在其中一些实施例中，所述金属箔片为铜箔、铝箔或不锈钢薄片。

在其中一些实施例中，所述吸液芯为厚度为0.01-0.1mm的金属网或无纺布。

本发明还提供了上述分段超薄相变热管的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，在低于工质凝固温度的恒温工作区，使工质凝固成固态，得到固态相变工质；

步骤二，根据目标热源的尺寸，将两片超薄的金属箔片或非金属薄片裁剪成与所述目标热源充分接触的尺寸，将裁剪好后的两片金属箔片或非金属薄片层叠，在两片金属箔片或非金属薄片中间放置一片吸液芯，并将一侧边封口，留有一侧未封口；

步骤三，在恒温工作区，经未封口的一侧放入固态相变工质；

步骤四，在恒温工作区，进行抽真空处理，再将未封口的一侧封合，形成一层超薄相变热管；

步骤五，重复以上步骤制成多个超薄相变热管，再将多个超薄相变热管通过焊接或贴合粘结在一起，制得分段超薄相变热管。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明的分段超薄相变热管充分利用超薄的金属箔片或非金属薄片的延展性、柔韧性和可伸缩性，当热管受热时，气化的工质增压，使得金属箔片或非金属薄片膨胀，膨胀后的金属箔片或非金属薄片能使得热管更有效地与热源界面紧密接触，从而减小接触热阻，能将热量很好的从热源端传递到热管，具有更优异的导热性能，能够满足电子设备轻薄化的要求；

2、本发明的分段超薄相变热管由于具有至少两层结构，不同层充注不同温度区间的工质，所充工质的工作温度可达-60℃～1800℃，因而能够增大热管的工作温度范围；

3、本发明的分段超薄相变热管的制备方法，工艺简单可靠，相比传统的真空充注或先注液再抽真空的方法，本发明所述方法创造性的将工质冷凝成固态再进行充注，使得抽真空时工质剂量准确，方法简便，大大提高了成品率，减小了生产成本。

附图说明

图1是本发明实施例1的分段超薄相变热管的制备方法的流程图；

图2是本发明实施例1的超薄相变热管(单层)的纵截面示意图；

图3为本发明实施例1的分段超薄相变热管(两层)的纵截面示意图；

附图标记：1——管壳；2——吸液芯；3——固态相变工质；4——上层超薄相变热管；5——下层超薄相变热管；41——上层超薄相变热管管壳；42——上层超薄相变热管吸液芯；43——上层超薄相变热管工质；51——下层超薄相变热管管壳；52——下层超薄相变热管吸液芯；53——下层超薄相变热管工质。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例进一步叙述本发明，本发明未述及之处适用于现有技术。下面给出本发明的具体实施例，但实施例仅是为了进一步详细叙述本说明，并不限制本发明的权利要求。

实施例1 分段超薄相变热管

本实施例的分段超薄相变热管具有两层结构，请参阅图2和图3，分别为分段超薄相变热管的单层和双层的纵截面示意图，所述分段超薄相变热管包括焊接或黏贴而成的上下两层相变热管，上下两层的结构相同，均包括具有密闭空腔的管壳1、黏贴于所述管壳1内侧的吸液芯2、以及设置于所述管壳1内侧和所述吸液芯2之间的固态相变工质3。

上层超薄相变热管4包括具有密闭空腔的上层超薄相变热管管壳41、黏贴于所述上层超薄相变热管管壳41内侧的上层超薄相变热管吸液芯42、以及设置于所述上层超薄相变热管管壳41内侧和所述上层超薄相变热管吸液芯42之间的上层超薄相变热管工质43。

下层超薄相变热管5包括具有密闭空腔的下层超薄相变热管管壳51、黏贴于所述下层超薄相变热管管壳51内侧的下层超薄相变热管吸液芯52、以及设置于所述下层超薄相变热管管壳51内侧和所述下层超薄相变热管吸液芯52之间的下层超薄相变热管工质53。

在该实施例中，所述上下两层超薄相变热管的管壳均为铝箔，其厚度为0.1mm，所述上下两层超薄相变热管的吸液芯均为无纺布。所述上层超薄相变热管固态相变工质为氨，其工作温度为-60℃～100℃；所述下层超薄相变热管的固态相变工质为丙酮，其工作温度为0℃～120℃。

请参阅图1，为本实施例所述的分段超薄相变热管的制备方法，其依次包括以下工艺步骤：

1)制备固态相变工质氨：在恒温工作区称取定量的固态氨工质，恒温工作区的温度≤-77℃；

2)选取两片厚度为0.1mm的铝箔，将其裁剪成50mm×50mm的正方形尺寸，再裁剪出相同尺寸的无纺布，将裁剪好后的两片铝箔层叠，中间叠放无纺布，并将侧边封口，留有一侧未封口；

3)在恒温工作区，将步骤1)中获得的固态氨工质放置于步骤2)得到的叠片中；

4)在恒温工作区，使用抽气泵对叠片进行抽真空，抽真空时要连续抽，不要停顿，抽好后，将具有固态相变工质的真空密闭空腔的出口封合，形成一层超薄相变热管；

5)制备固态相变工质丙酮：在恒温工作区称取定量的固态去离子水，恒温工作区的温度≤-95℃；

6)选取两片厚度为0.1mm的铝箔，将其裁剪成50mm×50mm的正方形尺寸，再裁剪出相同尺寸的无纺布，将裁剪好后的两片铝箔层叠，中间叠放无纺布，并将侧边封口，留有一侧未封口；

7)在恒温工作区，将步骤5)中获得的固态相变工质冰放置于步骤6)得到的叠片中；

8)在恒温工作区，使用抽气泵对叠片进行抽真空，抽真空时要连续抽，不要停顿，抽好后，将具有固态相变工质的真空密闭空腔的出口封合，形成一层超薄相变热管；

9)使用密封性测试仪检查以上获得的两层超薄相变热管的密封性，确保密封性良好；

10)将以上获得的两层超薄相变热管通过焊接粘结在一起，制得氨-丙酮分段超薄相变热管。

实施例2 分段超薄相变热管

本实施例的分段超薄相变热管除了超薄相变热管管壳采用石墨片外，其他均与实施例1相同。

实施例3 分段超薄相变热管

本实施例的分段超薄相变热管除了热管管壳厚度为0.05mm外，其他均与实施例1相同。

实施例4 分段超薄相变热管

本实施例的分段超薄相变热管除了上层热管工质采用氨，下层热管工质采用乙醇外，其他均与实施例1相同。

试验例1 本发明的分段超薄相变热管与普通的扁平热管的散热性能对比

对普通的扁平热管和本发明实施例1的分段超薄相变热管同时进行导热散热测试，散热量为5W时，普通扁平热管两端的散热温差基本在5℃左右，而本发明实施例1的分段超薄相变热管散热温差可以达到3-4℃，导热效果有所提高，从而散热效果好。

试验例2 本发明的分段超薄相变热管与普通的扁平热管的加工性能对比

普通的扁平热管虽然散热效果较好，但是加工工艺复杂，加工时间长，成本高。一般的扁平热管加工废品率高达80％，加工时间流程长达3天。

而本发明实施例1的分段超薄相变热管加工工艺简单，一般废品率只有20％-30％，一条分段超薄相变热管整体加工流程时间仅有几个小时。加工流程缩短，成品率提高，成本大大降低。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。