VC均温板研究设计与制造.doc

均温板研究设计与制造均温板(vapor chamber)是依元件主要特征命名的，根据其利用工作流体在相变化时所具有的潜热来输送大量热量的原理，可归属平板式热管，同样依此原理，也有将其称为均热板或蒸汽片等。 一 均温板(vapor chamber)的特性：启动温度低；传热速度快；均温性能好；输出功率大；制造成本低；使用寿命长；重量轻。 二 均温板(vapor chamber)应用范围：特别适用于高度空间受到严格限制的狭小空间环境中的散热需求。如笔记本电脑，电脑工作站和网路服务器等。非常适用于结点温度高，需要迅速分步降温的工作环境。如大功率LED的散热，半导体制冷晶片热端散热及热发电等。均温板作为一种传热元件，可以提供电子行业和其他多种行业的散热需求。 三 均温板(vapor chamber)的结构：由底板，边框和盖板组成一个完全封闭的平板型腔体，腔体内壁面设有吸液毛细芯结构，毛细芯结构可以是金属丝网，微型沟槽，纤维丝，也可以是金属粉末烧结芯以及几种结构组合。腔体内部必要时需设有支撑结构，以克服因抽真空负压造成凹陷和受热外涨的变形。 四 均温板(vapor chamber)制造：我公司采用烧结铜粉末作为吸液毛细芯结构，由于均温板的腔体面积相对较大，空腔间隙小，同时在狭小的腔体内设置毛细吸液芯结构，需要解决适宜的铜粉末定型烧结，包括真空抽管等所有焊缝的焊接，注入传热工作介质，真空形成与保持等许多难题，最终保证传热性能和板面不变形。看似非常简单的均温板制作难度还是相当大的。 多年来，美国日本台湾地区等许多知名的散热器模组生产企业，科研院所都投入巨大的财力人力资源在研究均温板，如美国Thermocore,日本Fujilura,台湾业强，超众等，但终因制造工艺难点制约而停滞不前。 在国内，均温板研究和生产基本处于空白阶段。我公司自2004年开始为均温板制程工艺和设备投入37万美金研究经费，组建了一个由三名博士，一名硕士和多名富有丰富实践经验的高级工程师，工程师组成的科研团队，近五年来先后采用马口铁、铜箔、不锈钢、铜板、铝型材等多种材料，分别制作网格式、沟槽式、纤维丝式、金属粉末烧结式等多种毛细结构形式，进行反复试验，最终专攻金属粉末烧结式均温板（同时研究的柱形热管已经形成量产，提供台湾和欧美地区）。 我公司目前已掌握了均温板内腔毛细结构全连通、支撑流道承压抗拉强度、烧结与银焊工艺、工质灌装、真空除气、性能检测方面的关键技术，共申请四项专利，初步具备小批量生产的条件。我们希望与均温板研究人员进行交流，共同提高，也希望均温板的应用市场快速拓展，壮大民族工业，将科研成果转变成社会生产力。 附图：5当前LED主要散热技术其他新型散热技术1日期：2011-3-22|来源：中国照明网|访问：1818次|发表评论1、 SynJet替代风扇应用到LED照明散热上面，SynJet的大致原理是一个类似振动膜的元件以一定频率振动压缩腔内的空气，空气受压缩后从细小的喷嘴高速喷出，形成空气弹喷向散热片，同时空气弹带动散热片周围的空气流动带走热量。据介绍，该技术原先用于芯片的散热，LED照明兴起之后，被用于替代硕大的风扇。相对于风扇来说，SynJet散热模组有以下几个特点：功耗比风扇低：SynJet散热模组主要的耗能部分是一个驱动模块，振动膜，相对风扇的电机部分功耗要低。据介绍，以10W MR16为例，长时间点亮后，LED焊接处温度约为50;15W Par20，约为55-60。体积小、质量轻：由于SynJet散热模组的特殊结构，所以可以做到比较小的体积，可以用在一些无法安装风扇的筒灯中。小尺寸，良好的散热可以使小尺寸的LED灯具实现较大功率和亮度。低噪音：风扇的电机在转动是不可避免的产生噪音，如果是用在室内照明，夜深人静时这样的噪音会比较明显。SynJet散热模组的振动膜在人耳不敏感的频率下振动，噪音很小，甚至感觉不到噪音。据介绍，SynJet散热模组有三组频率可调。寿命长：SynJet散热模组结构简单，寿命可达10万小时，而风扇通常只有5000小时，对于长寿命著称的LED灯来讲，5000显然有点拖后腿。在应用SynJet散热模组时，有一点要特别注意的就是整个灯杯要有开口，保障内部空气可与外界交换，否则SynJet的散热效果会打折扣。2、 均热板技术热能有个规律，它会往热阻值低的地方传递。如果热量无法通过散热介质传导出去，它就会传递到PCB上，长时间运行会导致PCB过热变形、损坏。因此，满载做功时单位面积内的巨大热能是一个显卡最难克服的散热问题。下面是目前几种传统散热方式在热传密度上的横向比较：一个50cm2， 6mm厚的真空均温板Heat Flux热传密度可达115W/cm2，是铜热管的10倍以上，Vapor Chamber真空腔均热板比纯铜基板具有更好的热扩散性能，特别适合于大功率的CPU、GPU的使用。如图所示，为真空腔均热板散热过程示意图，芯片产生热能通过大面积均热板迅速吸收和传导，使封装的介质开始由液体转化为气体，通过蒸发区将热能带出。气态介质膨胀至整个真空腔，将带出的热能迅速传导到整个封装的铜内腔体中并传导到铝鳍片上。铝鳍片的热能经过风扇强制对流冷却后， 使工质失去热能冷却，变化为液态通过内腔管壁毛细作用，然后回流到底部蒸发区，又吸收到新的热能，并再度气化将热带出， 形成一个循环。总结起来，真空均热板优势有：一.均热板的阻抗为业界中最低之一 ，将300W应用于25mmx25mm时的测量值为0.05C/W二.尺寸外型非常灵活,均热板面积可达200 mm x 200 mm三.克服了方向性限制,全面提升了电子组件/系统的效能Vapor-Chamber目录技术简介： 技术运作原理： 技术优势： 编辑本段技术简介： 真空腔均热板散热技术也叫真空腔均热板散热技术：随着游戏显卡功耗和发热量的增加，一家名为Celsia的散热厂商为AMD高端显卡提供的散热解决方案。预计AMD下一代高端显卡将搭载该公司的NanoSpreader散热器，替代目前的热管散热系统。 Vapor Chamber真空腔均热板技术从原理上类似于热管，但在传导方式上有所区别。热管为一维线性热传导，而真空腔均热板中的热量则是在一个二维的面上传导，因此效率更高。 具体来说，真空腔底部的液体在吸收芯片热量后，蒸发扩散至真空腔内，将热量传导至散热鳍片上，随后冷凝为液体回到底部。这种类似冰箱空调的蒸发、冷凝过程在真空腔内快速循环，实现了相当高的散热效率。 编辑本段技术运作原理：Vapor-chamber运作详解 电子显微下的真空腔均热板内部构造图1.均热板底座受热，热源加热铜网微状蒸发器吸热 2.冷却液( 纯净水)在真空超低压环境下