集成熱管技術(shù)方案　破解電子設備發(fā)展瓶頸

    電子散熱關(guān)系到電子設備的可靠性和壽命，是影響當今電子工業(yè)發(fā)展的一個(gè)瓶頸。伴隨著(zhù)電子工業(yè)高性能、微型化、集成化的三大發(fā)展趨勢，電子散熱問(wèn)題越來(lái)越尖銳?！都蔁峁芗捌鋼Q熱方法》專(zhuān)利的問(wèn)世，破解了困擾全球電子和傳熱工程界的一道難題。 

　　這項由大連白云機電設備廠(chǎng)廠(chǎng)長(cháng)楊洪武發(fā)明的專(zhuān)利成果，日前在大連市科技工作暨科技獎勵大會(huì )上獲得金獎。此外，已獲得國家專(zhuān)利的《集成熱管及其換熱方法》，其在電子散熱器領(lǐng)域的子專(zhuān)利---發(fā)熱電子元件的熱管散熱器也同時(shí)獲得國家專(zhuān)利局實(shí)用新型授權。 

　　據楊洪武介紹，現有的電子散熱技術(shù)方案中，包括鋁合金實(shí)體散熱器、鋁合金實(shí)體+熱管散熱器、純銅實(shí)體散熱器、電子半導體致冷散熱器等。這些電子散熱技術(shù)方案都是散熱器在熱源環(huán)境中通過(guò)吸熱、傳熱和散熱三個(gè)環(huán)節完成的，而且所有電子散熱技術(shù)方案都是由金屬板(吸熱)+傳熱結構(傳熱)+金屬散熱片(風(fēng)冷散熱)的結構來(lái)實(shí)現。上述的技術(shù)方案中，液冷、半導體致冷和液氮方案，實(shí)現傳熱需要外部能量和附加設備支持，因此散熱成本高，占用空間大，使用條件局限，散熱效果并不顯著(zhù)，不能成為主流，也不可能形成規?；纳a(chǎn)。 

　　而金屬導熱方案制造成本低，傳熱過(guò)程不消耗能源，但傳熱效率低，比重大，不能滿(mǎn)足集成度提高和電子散熱器件高功率輸出的要求。 

　　相變傳熱是所有技術(shù)方案中效率最高的一種，相變過(guò)程的綜合導熱系數是純金屬的幾百倍到幾千倍。相變結構重量輕，相變過(guò)程自動(dòng)循環(huán)不消耗能源，制造成本也不高。因此，相變傳熱的技術(shù)方案是唯一可以在金屬導熱方案后形成大的生產(chǎn)規模和成長(cháng)為主流的技術(shù)方案。但常規熱管的結構思路還不能使相變技術(shù)成為主流，熱管結構能夠滿(mǎn)足電子散熱要求的關(guān)鍵是如何設計熱管散熱器的傳熱通路，使其通過(guò)傳熱過(guò)程使散熱器能夠獲得與熱源和散熱環(huán)境的最佳匹配。

    而集成熱管傳熱技術(shù)方案的最重要特征是薄板沖壓成型、釬焊連接的熱管殼體結構和以矩形截面為主體并設置內部支撐的熱管工作腔結構(各工作腔既相互連通，又相互獨立且共用同一批熱傳導介質(zhì))。熱管散熱包含了導熱、對流和輻射三種形式，整個(gè)過(guò)程是非常復雜的動(dòng)態(tài)平衡的過(guò)程。其中熱管在散熱環(huán)境中，散熱能力最薄弱的環(huán)節在吸熱端的汽化表面和散熱端的空氣側表面。這是因為熱管的蒸發(fā)端面積很小，蒸發(fā)過(guò)程攜帶的熱量不足和散熱端空氣受迫對流換熱系數太低，不能及時(shí)轉移熱管傳出的熱量的緣故。集成熱管電子散熱方案在現有的熱管方案中可提供最大的汽化表面積并提供最大最有效的空氣側散熱面積。這是集成熱管對熱管技術(shù)最重要的改善。這個(gè)改善帶來(lái)了集成熱管電子散熱器性能的全面提升和重量的大幅度下降。 

　　集成熱管電子散熱器技術(shù)方案的優(yōu)勢表現在它是以相變傳熱為主體的，在散熱器吸熱、傳熱和散熱三個(gè)工作環(huán)節都有重大改善，在熱管結構上有重大創(chuàng )新的技術(shù)方案。 

　　由此看來(lái)，集成熱管電子散熱技術(shù)方案是一套系統、完整、先進(jìn)、實(shí)用的方案。它是以相變傳熱技術(shù)為主的方案，散熱器吸熱端吸收的全部熱量都是通過(guò)相變過(guò)程轉移的；它可以避免金屬導熱大熱阻的局限和高比重的弊端而發(fā)揮其大體表面積和大熱容的優(yōu)勢；它可以有效利用液體相變的高效傳熱過(guò)程全面改善散熱器吸熱、傳熱和散熱三個(gè)方面的能力，并大幅度降低散熱器的重量；它是電子散熱器金屬導熱時(shí)代后的最佳選擇。它的潛質(zhì)足以開(kāi)辟一個(gè)以集成熱管技術(shù)為特征的電子散熱器的相變傳熱時(shí)代。 

　　據了解，楊洪武在近20年的時(shí)間里，共申請專(zhuān)利50多項，如今，他的集成熱管散熱器已完成從概念到結構到工藝定型的準備工作，離最終產(chǎn)品定型及大規模產(chǎn)業(yè)化僅一步之遙。