热管散热技术应用研究

1、热管技术工程应用热管技术工程应用Contents目 录Part One热管常用知识热管常用知识Part Two电子设备热电子设备热管应用技术管应用技术Part Three其他行业热其他行业热管应用技术管应用技术Part Four手机石墨散热的手机石墨散热的应用应用0104020302电子设备热管应用技术电子设备热管应用技术03其他行业热管应用技术其他行业热管应用技术04手机石墨散热的应用手机石墨散热的应用01热管常用知识热管常用知识热管之芯热管之芯 吸液芯的内部，大多都有一些细小的毛刺和孔洞，利用水的张力和虹吸作用，可以加速液体的回流。 热熔渣结构热熔渣结构看似粗糙的内壁中，遍布各种细小的孔洞

2、。他们就像是人身体上的看似粗糙的内壁中，遍布各种细小的孔洞。他们就像是人身体上的毛细血管一样。热管内的液体会在这些小孔中穿梭，形成强大的虹毛细血管一样。热管内的液体会在这些小孔中穿梭，形成强大的虹吸力量。从制造的角度看，这种制程和结构的热管制造成本较高。吸力量。从制造的角度看，这种制程和结构的热管制造成本较高。“我本将心照明月，奈我本将心照明月，奈何明月照沟渠何明月照沟渠”。它的。它的作用也是像毛细血管一作用也是像毛细血管一样，回流的液体通过这样，回流的液体通过这些沟槽迅速在热管中进些沟槽迅速在热管中进行传导。从生产成本的行传导。从生产成本的角度来看，这种热管的角度来看，这种热管的制造相对简单

3、，更容易制造相对简单，更容易制作，制造成本相对低制作，制造成本相对低廉。但从理论上来说，廉。但从理论上来说，不如前者的散热效率高。不如前者的散热效率高。 沟槽结构沟槽结构 一般这种热管内部使用的是一种由铜线制作的金属织物。细小的铜线之间存在许多空隙，但是织物的结构又不会让织物错位阻塞热管。从成本的角度看，这种热管的内部结构相对简单许多，制作起来也更加简单。仅需一只普通铜管，填充这些多重金属网孔织物即可。从理论上来说散热效果不如前面二者。多重金属网孔多重金属网孔目前散热器产品的主要应用的热管形式，有烧结和沟槽两种。而目前绝对多数的散热器都会采用烧结式热管，但是这并不意味着沟槽式热管的性能要比烧结

4、式热管性能差，而实际则恰恰相反。烧结烧结vsvs沟槽沟槽01热管弯曲度热管弯曲度02传热能力传热能力03对于沟槽热管来说，由于内部结构的限制，在这方面非常敏感。当沟槽管弯曲90度，导热性能大降，甚至只能达到原来性能的1/2两个同尺寸的烧结热管和沟槽热管相比，由于烧结热管内部有大量铜粉进行填充，因此热管的毛细半径小，渗透效率也就变得较低，这也就导致了烧结热管在长度增长时，热管的导热性能会下降很多。而沟槽热管，填充料少，毛细内径大，渗透率也较高，因此在直通状态下，沟槽热管的导热效率要强于烧结热管沟槽热管的内部填充料较少，因此使得热管内部蒸凝过程受重力影响较大，不如烧结热管那样稳定；沟槽热管在水平角

5、度导热率为34，如果倾斜正负20度角时，导热率会在0至86之间变化，受到重力的影响非常大，导热效率极不稳定。而烧结热管在重力影响方面则要好的多，稳定的多。抗重力性抗重力性热管弯曲度热管弯曲度任何结构的热管，对弯折次数，和弯曲角度都是非常敏感的，而每次弯曲都会造成热管导热性能的下降。不过，如果尽量保持弯曲部位直径无变化，或者变化很小，可以把性能下降的程度降到最低。热管折弯工艺热管折弯工艺管径管径(mm)(mm) 最小折弯最小折弯 R(mm) R(mm) 建议建议 R(mm) R(mm)最小折弯角最小折弯角 建议弯角建议弯角 3 9 12 90 120 4 12 16 90 120 5 15 20

6、 90 120 6 18 24 90 120 8 24 32 90 120 9 27 36 90 120 9.35 28 37 90 120 热管压扁热管压扁对于弯曲变化来说，圆柱形的外壁变成扁平形状，也会大幅降低热传导性能，因为过大的形变会导致热管内部的毛细结构部分中断热管的尺寸热管的尺寸目前主流散热器都会采用6mm或者8mm热管 以热管长度均为150mm计算，直径为3mm的热管其热阻值为0.33（测试物体温度变化区间6090度）。而直径为5mm的时候，热阻立刻降到了0.11，已经可以满足绝大部分电子元件的导热要求。而当热管直径扩大到8mm的时候，热阻则骤降到0.0625，起到热效率，是大部

7、分金属材质散热器难以达到的效果。这也就是为什么一个普通热管的直通条件下的导热效率，是铜导热介质的10倍， 换个方式来说，直径为3mm的正品热管，2.8个标准热传递周期中只能传递15W（15焦耳/s）的热量。而直径为5mm的热管，在1.8个热传递周期最大热量传递达到了45W，是3mm热管的3倍。而8mm的热管产品只需0.6个周期就可以传递高达80W的热量，因此8mm热管的导热效率也是最高的。当然成本也是相对较高的。热管尺寸热管尺寸热管直径的增大，带来的是热管毛细内径的增加，而毛细渗透率也会相应提高，也就提高了热管的导热效率。但是需要注意的是，并非热管越多，管径越大越好，因为还需要考虑到芯片顶盖，

8、与热管的接触面积，如果热管受热面积不均匀，或者热管的利用率太低，仍然不能有效提散热效果。所以8mm多热管的散热器并不多见（常见的为4个8mm热管，也有8mm+6mm混合配制）。毛细效应毛细效应热管尺寸热管尺寸直径直径 mm mm长度长度 mm mm 备注备注3 0-280 圆热管 烧结 / 铜网 4 0-280 圆热管 烧结 / 铜网 5 0-280 圆热管 烧结 / 铜网 6 0-280 圆热管 烧结 / 铜网 6.35 0-280 圆热管 烧结 / 铜网 8 0-280 圆热管 烧结 / 铜网 10 圆热管 底座 铜网 25.4 30-100 圆热管 底座 烧结 / 铜网 T=3 0-28

9、0 压扁 烧结 / 铜网 T=4 0-280 压扁 烧结 / 铜网 T=5 0-280 压扁 烧结 / 铜网 01热管常用知识热管常用知识04手机石墨散热的手机石墨散热的应用应用02电子设备热电子设备热管应用技术管应用技术03其他行业热管应用技术其他行业热管应用技术CPUCPU热管散热模组热管散热模组热管散热模组热管散热模组 芯片和热管直接接触时，难以固定，因此通常在芯片上表面与热管蒸发段之间设置有Block这一辅助结构，将热管与芯片之间的热流通道连接起来。 本散热模组采用肋片散热器，采用两根内径6mm的打扁铜水热管并联散热。300W, 总热阻0.24 K/W at 10CFM 本质上是将整块

10、基板做成扁平状的热管，实现基板的良好均温，从而进一步提升散热器的整体性能，采用均温排布及翅片优化技术，热阻0.35/W80W 80W 热管散热器热管散热器笔记本电脑散热笔记本电脑散热 通过热管将热量传导至冷端散发出去相变基板散热器相变基板散热器 1.外形尺寸：800 x200(基板尺寸），芯体尺寸800 x130 x250400mm 2.散热功率：720010000W 3.R接触0.012w/ 4.R散热器： 0.005w/ 5.基板温差：5.0 6.散热器温升：2535 7.压降：120Pa 8.散热器体积减小了约1/3. 9.重量减小约1/3。 10.垂直使用，也可水平使用（重力方向） 1

11、1.可满足更高的IGBT模块集成密度相变基板相变基板 相变基板散热器相变基板散热器 相变基板散热器相变基板散热器 1、基板与复合超导平板热管(FHP）组成3D连通的相变传热体系2、相变基板受热时，工质吸收热量，相变为蒸汽，蒸汽沿蒸汽通道将热量传递至每片热管（FHP）管道，并将热量传递至远端3、FHP散热翅片进行热量交换，释放热量，工质冷凝回流至相变基板区，从而形成热量交换循环用于冷却多芯片模块的脉动热管散热翅和用于cpu散热的无风扇散热器脉动热管无风扇散热器脉动热管无风扇散热器1mm 1mm 厚环路热管厚环路热管 环路热管主要有五部分组成：包括蒸发室（Evaporator）、储液室（Compe

12、nsation Chamber）、蒸汽段（Vapor Line）、冷凝器（Condenser）以及液体段（Liquid Line）等各组件 热管厚度达到1.19mm02电电子设备热管应子设备热管应用技术用技术03其他行业热其他行业热管应用技术管应用技术04手机石墨散热的应手机石墨散热的应用用01热管常用知识热管常用知识新型光伏光热组件新型光伏光热组件u平板热管并排敷设于电池板背部；u平板热管的蒸发端吸收电池板的散热量，在平板热管的冷凝段将热量传递至集热水槽的工质；u光伏电池板与平板热管，及平板热管与集热水槽间为干式接触，中间涂有导热硅胶减少传热热阻。玻 璃EVA硅 电 池 片TPT平 板 热

13、管集 热 水 槽保 温 层LEDLED热管散热热管散热This is a sample text. Insert your desired text here. This is a sample text. Insert your desired text here. 晕厥晕厥分类：分类：脑源性晕厥，心源性晕厥(心律失常性和器质性心血管疾病性)，神经介导的反射性晕厥，直立性低血压特点：特点：发生迅速，过程短暂，有自限性，能完全恢复意识。原因较多，涉及多学科定义：定义：晕厥是由于脑组织缺血缺氧导致的短暂意识丧失新型光伏光热组件新型光伏光热组件空气冷却器空气冷却器 每一排翅片管都用方形管箱将其分为

14、两个管程，再用粗的弯管将各管程连接起来 其中，每个热管为翅片热管This is a sample text. Insert your desired text here. This is a sample text. Insert your desired text here. 青藏公路和青藏铁路两侧树立的热棒青藏公路和青藏铁路两侧树立的热棒This is a sample text. Insert your desired text here. This is a sample text. Insert your desired text here. 青藏公路和青藏铁路两侧树立的热棒青藏公路

15、和青藏铁路两侧树立的热棒This is a sample text. Insert your desired text here. This is a sample text. Insert your desired text here. 青藏公路和青藏铁路两侧树立的热棒青藏公路和青藏铁路两侧树立的热棒热棒，又叫做无芯重力式热管03其他行业热管应用技术其他行业热管应用技术02电子设备热管应电子设备热管应用技术用技术01热管常用知识热管常用知识04手机石墨散热的应手机石墨散热的应用用 我们目前所使用的手机，没有加入特别的散热措施，都是自然散热。就是热源在自然环境条件下，通过传导和辐射散失到大气环

16、境中 因此手机上就需要良好的导热材料以及热散失环境 外部采用金属外壳或散热孔 散热孔是手机散热的重要手段。一般通行的做法是在机器的背部开设大量的散热孔，机器内的热量可通过这些散热孔散布到周围空气中。采用金属外壳同样的道理。手机散热的方法手机散热的方法手机散热的方法手机散热的方法石墨散热片是一种全新的导热散热材料，具有独特的晶粒取向，沿两个方向均匀导热，平面内具有150-1500 W/m-K 范围内的超高导热性能，片层状结构可很好地适应任何表面，屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能各种材料的导热系数各种材料的导热系数采用石墨导热片采用石墨导热片石墨片的散热原理石墨片的散热原理u 石墨散热片就是通过将热量均匀的分布在二维平面从而有效的将热量转移，保证组件在所承受的温度下工作。实例详解实例详解TPLCDTop framemain PCBCase midCase btmGraphite小米小米第一块在CPU芯片与中间层之间的石墨散热片小米小米第二块在屏幕与中间层之间的石墨散热片未来新型散热方式未来新型散热方式NEC公司在其生产的手机中，首次采用了热管散热技术。该手机内部内置了液冷系统：在手机内部封入了一条长约10CM的扁平热管，里面充入纯水。当CPU开始发热的时候，纯水会渐渐变成蒸汽，加快将热量传递到手机外壳再散发的速度。这种散热方案使用扁平