VC均溫板研究設(shè)計(jì)與制造.doc

均溫板研究設(shè)計(jì)與制造均溫板(vapor chamber)是依元件主要特征命名的，根據(jù)其利用工作流體在相變化時(shí)所具有的潛熱來輸送大量熱量的原理，可歸屬平板式熱管，同樣依此原理，也有將其稱為均熱板或蒸汽片等。 一 均溫板(vapor chamber)的特性：啟動溫度低；傳熱速度快；均溫性能好；輸出功率大；制造成本低；使用壽命長；重量輕。 二 均溫板(vapor chamber)應(yīng)用范圍：特別適用于高度空間受到嚴(yán)格限制的狹小空間環(huán)境中的散熱需求。如筆記本電腦，電腦工作站和網(wǎng)路服務(wù)器等。非常適用于結(jié)點(diǎn)溫度高，需要迅速分步降溫的工作環(huán)境。如大功率LED的散熱，半導(dǎo)體制冷晶片熱端散熱及熱發(fā)電等。均溫板作為一種傳熱元件，可以提供電子行業(yè)和其他多種行業(yè)的散熱需求。 三 均溫板(vapor chamber)的結(jié)構(gòu)：由底板，邊框和蓋板組成一個(gè)完全封閉的平板型腔體，腔體內(nèi)壁面設(shè)有吸液毛細(xì)芯結(jié)構(gòu)，毛細(xì)芯結(jié)構(gòu)可以是金屬絲網(wǎng)，微型溝槽，纖維絲，也可以是金屬粉末燒結(jié)芯以及幾種結(jié)構(gòu)組合。腔體內(nèi)部必要時(shí)需設(shè)有支撐結(jié)構(gòu)，以克服因抽真空負(fù)壓造成凹陷和受熱外漲的變形。 四 均溫板(vapor chamber)制造：我公司采用燒結(jié)銅粉末作為吸液毛細(xì)芯結(jié)構(gòu)，由于均溫板的腔體面積相對較大，空腔間隙小，同時(shí)在狹小的腔體內(nèi)設(shè)置毛細(xì)吸液芯結(jié)構(gòu)，需要解決適宜的銅粉末定型燒結(jié)，包括真空抽管等所有焊縫的焊接，注入傳熱工作介質(zhì)，真空形成與保持等許多難題，最終保證傳熱性能和板面不變形?？此品浅：唵蔚木鶞匕逯谱麟y度還是相當(dāng)大的。 多年來，美國日本臺灣地區(qū)等許多知名的散熱器模組生產(chǎn)企業(yè)，科研院所都投入巨大的財(cái)力人力資源在研究均溫板，如美國Thermocore,日本Fujilura,臺灣業(yè)強(qiáng)，超眾等，但終因制造工藝難點(diǎn)制約而停滯不前。 在國內(nèi)，均溫板研究和生產(chǎn)基本處于空白階段。我公司自2004年開始為均溫板制程工藝和設(shè)備投入37萬美金研究經(jīng)費(fèi)，組建了一個(gè)由三名博士，一名碩士和多名富有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高級工程師，工程師組成的科研團(tuán)隊(duì)，近五年來先后采用馬口鐵、銅箔、不銹鋼、銅板、鋁型材等多種材料，分別制作網(wǎng)格式、溝槽式、纖維絲式、金屬粉末燒結(jié)式等多種毛細(xì)結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，最終專攻金屬粉末燒結(jié)式均溫板（同時(shí)研究的柱形熱管已經(jīng)形成量產(chǎn)，提供臺灣和歐美地區(qū)）。 我公司目前已掌握了均溫板內(nèi)腔毛細(xì)結(jié)構(gòu)全連通、支撐流道承壓抗拉強(qiáng)度、燒結(jié)與銀焊工藝、工質(zhì)灌裝、真空除氣、性能檢測方面的關(guān)鍵技術(shù)，共申請四項(xiàng)專利，初步具備小批量生產(chǎn)的條件。我們希望與均溫板研究人員進(jìn)行交流，共同提高，也希望均溫板的應(yīng)用市場快速拓展，壯大民族工業(yè)，將科研成果轉(zhuǎn)變成社會生產(chǎn)力。 附圖：5當(dāng)前LED主要散熱技術(shù)其他新型散熱技術(shù)1日期：2011-3-22|來源：中國照明網(wǎng)|訪問：1818次|發(fā)表評論1、 SynJet替代風(fēng)扇應(yīng)用到LED照明散熱上面，SynJet的大致原理是一個(gè)類似振動膜的元件以一定頻率振動壓縮腔內(nèi)的空氣，空氣受壓縮后從細(xì)小的噴嘴高速噴出，形成空氣彈噴向散熱片，同時(shí)空氣彈帶動散熱片周圍的空氣流動帶走熱量。據(jù)介紹，該技術(shù)原先用于芯片的散熱，LED照明興起之后，被用于替代碩大的風(fēng)扇。相對于風(fēng)扇來說，SynJet散熱模組有以下幾個(gè)特點(diǎn)：功耗比風(fēng)扇低：SynJet散熱模組主要的耗能部分是一個(gè)驅(qū)動模塊，振動膜，相對風(fēng)扇的電機(jī)部分功耗要低。據(jù)介紹，以10W MR16為例，長時(shí)間點(diǎn)亮后，LED焊接處溫度約為50;15W Par20，約為55-60。體積小、質(zhì)量輕：由于SynJet散熱模組的特殊結(jié)構(gòu)，所以可以做到比較小的體積，可以用在一些無法安裝風(fēng)扇的筒燈中。小尺寸，良好的散熱可以使小尺寸的LED燈具實(shí)現(xiàn)較大功率和亮度。低噪音：風(fēng)扇的電機(jī)在轉(zhuǎn)動是不可避免的產(chǎn)生噪音，如果是用在室內(nèi)照明，夜深人靜時(shí)這樣的噪音會比較明顯。SynJet散熱模組的振動膜在人耳不敏感的頻率下振動，噪音很小，甚至感覺不到噪音。據(jù)介紹，SynJet散熱模組有三組頻率可調(diào)。壽命長：SynJet散熱模組結(jié)構(gòu)簡單，壽命可達(dá)10萬小時(shí)，而風(fēng)扇通常只有5000小時(shí)，對于長壽命著稱的LED燈來講，5000顯然有點(diǎn)拖后腿。在應(yīng)用SynJet散熱模組時(shí)，有一點(diǎn)要特別注意的就是整個(gè)燈杯要有開口，保障內(nèi)部空氣可與外界交換，否則SynJet的散熱效果會打折扣。2、 均熱板技術(shù)熱能有個(gè)規(guī)律，它會往熱阻值低的地方傳遞。如果熱量無法通過散熱介質(zhì)傳導(dǎo)出去，它就會傳遞到PCB上，長時(shí)間運(yùn)行會導(dǎo)致PCB過熱變形、損壞。因此，滿載做功時(shí)單位面積內(nèi)的巨大熱能是一個(gè)顯卡最難克服的散熱問題。下面是目前幾種傳統(tǒng)散熱方式在熱傳密度上的橫向比較：一個(gè)50cm2， 6mm厚的真空均溫板Heat Flux熱傳密度可達(dá)115W/cm2，是銅熱管的10倍以上，Vapor Chamber真空腔均熱板比純銅基板具有更好的熱擴(kuò)散性能，特別適合于大功率的CPU、GPU的使用。如圖所示，為真空腔均熱板散熱過程示意圖，芯片產(chǎn)生熱能通過大面積均熱板迅速吸收和傳導(dǎo)，使封裝的介質(zhì)開始由液體轉(zhuǎn)化為氣體，通過蒸發(fā)區(qū)將熱能帶出。氣態(tài)介質(zhì)膨脹至整個(gè)真空腔，將帶出的熱能迅速傳導(dǎo)到整個(gè)封裝的銅內(nèi)腔體中并傳導(dǎo)到鋁鰭片上。鋁鰭片的熱能經(jīng)過風(fēng)扇強(qiáng)制對流冷卻后， 使工質(zhì)失去熱能冷卻，變化為液態(tài)通過內(nèi)腔管壁毛細(xì)作用，然后回流到底部蒸發(fā)區(qū)，又吸收到新的熱能，并再度氣化將熱帶出， 形成一個(gè)循環(huán)?？偨Y(jié)起來，真空均熱板優(yōu)勢有：一.均熱板的阻抗為業(yè)界中最低之一 ，將300W應(yīng)用于25mmx25mm時(shí)的測量值為0.05C/W二.尺寸外型非常靈活,均熱板面積可達(dá)200 mm x 200 mm三.克服了方向性限制,全面提升了電子組件/系統(tǒng)的效能Vapor-Chamber目錄技術(shù)簡介： 技術(shù)運(yùn)作原理： 技術(shù)優(yōu)勢： 編輯本段技術(shù)簡介： 真空腔均熱板散熱技術(shù)也叫真空腔均熱板散熱技術(shù)：隨著游戲顯卡功耗和發(fā)熱量的增加，一家名為Celsia的散熱廠商為AMD高端顯卡提供的散熱解決方案。預(yù)計(jì)AMD下一代高端顯卡將搭載該公司的NanoSpreader散熱器，替代目前的熱管散熱系統(tǒng)。 Vapor Chamber真空腔均熱板技術(shù)從原理上類似于熱管，但在傳導(dǎo)方式上有所區(qū)別。熱管為一維線性熱傳導(dǎo)，而真空腔均熱板中的熱量則是在一個(gè)二維的面上傳導(dǎo)，因此效率更高。 具體來說，真空腔底部的液體在吸收芯片熱量后，蒸發(fā)擴(kuò)散至真空腔內(nèi)，將熱量傳導(dǎo)至散熱鰭片上，隨后冷凝為液體回到底部。這種類似冰箱空調(diào)的蒸發(fā)、冷凝過程在真空腔內(nèi)快速循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了相當(dāng)高的散熱效率。 編輯本段技術(shù)運(yùn)作原理：Vapor-chamber運(yùn)作詳解 電子顯微下的真空腔均熱板內(nèi)部構(gòu)造圖1.均熱板底座受熱，熱源加熱銅網(wǎng)微狀蒸發(fā)器吸熱 2.冷卻液( 純凈水)在真空超低壓環(huán)境下