(高清版)GBT 40677-2021 微型导热管

发布2022-05-01实施国家标准化管理委员会I本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由中华人民共和国工业和信息化部提出。本标准由全国半导体器件标准化技术委员会(SAC/TC78)归口。本标准起草单位：江苏宏力光电科技股份有限公司、宜兴市产品质量和食品安全检验检测中心、联宝(合肥)电子科技有限公司、苏州科勒迪电子有限公司、昆山广兴电子有限公司。1本标准规定了微型导热管的要求、检验方法、检验规则和交货准备。本标准适用于电子工业等领域中使用的长度不大于300mm、直径不大于10mm的常温铜水微型导热管的设计、制造、检验和验收。其他尺寸的导热管可参照执行。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T191包装储运图示标志GB/T2423.10—2019环境试验第2部分：试验方法试验Fc:振动(正弦)GB/T2423.22—2012环境试验第2部分：试验方法试验N:温度变化GB/T2828.1—2012计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划GB/T9082.2—2011有管芯热管GB/T14811—2008热管术语GB/T14812—2008热管传热性能试验方法GB/T14813—2008热管寿命试验方法3术语和定义GB/T14811—2008界定的以及下列术语和定义适用于本文件。在铜管内用铜粉烧结或用铜丝网、沟槽等形式的毛细结构加入一定比例的水作填充而制成的，长度不大于300mm、直径不大于10mm的导热管。热管无效端长度non-effectivelengthofheatpipe由于加工封口造成工作流体在该热管顶端区域(长度)内完全无法流动，也无法有效产生热交换的区域的长度。热管液态工质吸热、汽化成气态的装置(区、段)。[GB/T14811—2008,定义2.1.5]。冷凝器(区、段)condensersection热管气态工质放热、由气态转变为液态的装置(区、段)。2[GB/T14811—2008,定义2.1.6]热管蒸发器与冷凝器之间不与外界换热的段(区域)。注：改写GB/T14811—2008,定义2.1.7。工作温度operatingtemperature热管工作时工质蒸气的温度。4要求4.1材料与结构材料与结构应符合GB/T9082.2—2011中4.1的规定，其中工质采用导电率不大于0.05μS/cm、pH值为6.8～7.0的纯水。热管的尺寸应符合GB/T9082.2—2011中4.2的规定。4.3外观质量热管的外观质量应符合GB/T9082.2—2011中4.3的规定。4.4产品标志产品标志应符合GB/T9082.2—2011中4.4的规定。按5.5.7的方法进行测试，温差△T₄应不大于4℃,如购货方有特殊要求，可与承制方另行协商。4.5.2最大传热热流量在热损失率δ≤10%的条件下，热管在规定的工作条件下，最大传热热流量应满足相关订购文件规定。热管在规定的工作条件下，总热阻应满足相关订购文件规定。热管的耐温性能应符合GB/T9082.2—2011中4.5.6的规定。热管经冷热冲击试验后，外观质量应符合4.3的要求，且等温性能应符合4.5.1的规定。3热管经温度循环试验后，外观质量应符合4.3的要求，且等温性能应符合4.5.1的规定。热管经寿命试验后，外观质量应符合4.3的要求，且等温性能应符合4.5.1的规定。热管经缓慢泄漏试验后，外观质量应符合4.3的要求，且等温性能应符合4.5.1的规定。热管经爆破试验后，外观质量应符合4.3的要求。热管的爆破温度应符合下列规定：——壁厚≥0.4mm:不低于300℃;——壁厚<0.4mm:不低于200℃。热管经振动试验后，外观质量应符合4.3的要求，且等温性能应符合4.5.1的规定。5检验方法5.1材料和结构按所选材料的相关标准规定进行检验。用分度值不大于0.01mm的直尺、游标卡尺、塞尺等工具检查。5.3外观质量用目视方法检查。5.4产品标志用目视方法检查。5.5性能应符合GB/T14812—2008中第6章的规定。如图1所示，以绝热材质(如泡棉、陶瓷等)包覆热管蒸发器(区、段)(含加热装置)、热管绝热器(区、段)及热管冷凝器(区、段)。为确保隔热有效，热管蒸发器(区、段)、绝热器(区、段)及冷凝器(区、段)各区域隔热材质的外表面温度，即T、Tdi.w、T与环境温度之差均应不大于1℃。412——冷凝水套。图1测温部位示意图5.5.3测温要求测温组件的精度及组装应满足如下要求：a)测温组件采用热电耦等温度传感器，温度传感器应经检定并在有效期内，在试验温度范围内其测量不确定度应不大于0.3℃;b)测温组件应与热管壁面直接接触，不应有间隔；c)测温组件的布点位置应便于检测热管性能。5.5.3.2测温点的定位5.5.3.2.1蒸发器(区、段)测温点的位置点的长度为热管总长度，将蒸发器(区、段)长度L。定义为20mm长(除另5有规定外),从B点算起蒸发器(区、段)的1/4长度处作为蒸发器(区、段)测温点，测得温度为T。。无效端长度L。按下列方法计：L——热管总长度；L₀——热管无效端长度；Dnp——热管直径；T。——蒸发器(区、段)测温点测得的温度；T。——冷凝器(区、段)测温点测得的温度；Tdi——绝热器(区、段)测温点测得的温度；T₁——冷却介质的进水口测温点测得的温度；T₂——冷却介质的出水口测温点测得的温度。图2热管测试位置示意图如图2所示，冷凝器(区、段)长度L。(即从D点至E点的长度)定义为60mm,温度测量点位于距热管尾端E点的垂直距离20mm长度处，测得温度为T。冷却水温度测量点分别位于入水口和出水口处，宜分别在距水套入水口和出口处4cm以内，测得温度分别为T,和T2。如图2所示，热管蒸发器(区、段)与冷凝器(区、段)之间为绝热器(区、段),温度测量点位于绝热器(区、段)L(即从C点至D点的长度)的1/2长度处，测得温度为Tadi。65.5.4试验装置和仪器测试仪器准确度应满足如下要求：a)测量加热电功率的仪表采用电流表、电压表或功率表，其测量不确定度应不大于0.5%;b)温度测量仪器准确度在士0.3℃以内，分辨力应不大于0.1℃;c)流量测量仪器准确度在士5%以内。测温组件采用热电耦等温度传感器，其测量不确定度应不大于0.3℃。加热方法如下：a)利用直流电对铜块进行加热，应确保热管蒸发器(区、段)与铜块接触良好，保证其输入电功率等于其加热功率，如果以其他方式加热，应能精准测出其输入功率；b)外部按5.5.2的方法进行隔热。器及测温系统等组成，外部按5.5.2的方法进行隔热。冷凝水套的出口处宜加装扰流装置，以增加出口温度的均匀性，冷却介质的出水口温度T₂的测试位置宜设在水套出口处4cm以内。将热管平置于温差测试机上，蒸发器(区、段)加热方式按5.5.5的规定进行，加热铜块(按实际芯片设计加热源尺寸)以直流电源供应器提供加热功率，热管蒸发器(区、段)温度T。控制在(70±5)℃。其余部分自然冷却。将热管平置于温差测试机上起开始计时，5s后测得冷凝器(区、段)温度T.。等温性试验步骤如下：a)选取热管样品；b)设定工作温度[绝热器(区、段)温度Tdi];c)逐步增加加热功率；d)调整水套水流量或进水水温，使Tdi保持为工作温度；e)记录蒸发器(区、段)温度T。;f)记录输入功率Q₁,计算实际真正输入功率Qm,画出T。与Qm的趋势图，见图3;g)计算最大传热热流量Qmx。5.5.8.2最大传热热流量的计算热管最大传热热流量Qmx按下列方法进行计算：a)如图3a)所示，温度曲线如果没有拐点，当△T₄=T。-T;达到规定的温差4℃时，按该温度7GB/T40677—2021T。所对应的真正输入功率Qm计；b)如图3b)所示，温度曲线如果出现拐点，则以该拐点温度所对应的真正输入功率Qm作为该热管的最大传热热流量。a)部分干化QQb)完全干化图3热管蒸发器(区、段)温度与真正输入功率的性能指标图5.5.8.3总热阻的计算按公式(1)～公式(3)计算热损失率，按公式(4)、公式(5)计算总热阻R:Q₃=G×c(T₂-T₁) (1)Qoss=Q1-Q₃ (2) (3)Qm=Q₁-Ql (5)式中：G—冷凝水套工作流体的质量流率，单位为克每秒(g/s);c——水套工作流体的比热，单位为焦耳每克摄氏度[J/(g·℃)];T₂——水套出水口的温度，单位为摄氏度(℃);T,——水套进水口的温度，单位为摄氏度(℃);Q₁——输入电功率，单位为瓦特(W);Q₃——水冷式水套的热流量，单位为瓦特(W);Qoss——热管的热损失量，单位为瓦特(W);Qm——实际输入热管的功率，单位为瓦特(W);ô——热管的热损失率；R——热管的总热阻，单位为摄氏度每瓦特(℃/W);8T。——蒸发器(区、段)测温点的温度，单位为摄氏度(℃);T。——冷凝器(区、段)测温点的温度，单位为摄氏度(℃)。按GB/T9082.2—2011中5.4.13的规定进行试验，检验性能和条件参见GB/T9082.2—2011中表B.1中第7项。先按GB/T2423.22—2012规定的试验Na进行冷热冲击试验，目测检查热管外观；如外观不符合要求，则为不合格品；外观符合要求的，再按5.5.7的方法进行等温性能测试。先按GB/T2423.22—2012规定的试验Nb进行温度循环试验，目测检查热管外观；如外观不符合要求，则为不合格品；外观符合要求的，再按5.5.7的方法进行等温性能测试。先按GB/T14813—2008的规定进行寿命试验，目测检查热管外观；如外观不符合要求，则为不合格品；外观符合要求的，再按5.5.7的方法进行等温性能测试。将热管放入密封容器，灌入(300±7.5)kPa大气压的氦气并维持2h后取出，目测检查热管外观；如外观不符合要求，则为不合格品；外观符合要求的，再按5.5.7的方法进行等温性能测试。在不外加其他冷却装置的前提下，进行如下操作，并用目视方法检查：a)壁厚≥0.4mm:从200℃开始以每分钟1℃的速率持续加热至300℃,并维持1h;b)壁厚<0.4mm:从100℃开始以每分钟1℃的速率持续加热至200℃,并维持1h。试验步骤如下：a)先将热管按GB/T2423.10—2019的规定进行振动试验，振动条件如下：5)试验时间：每个轴向均为30min。b)再按5.5.7进行等温性能测试。6检验规则6.1检验分类热管的检验分为出厂检验和型式检验。96.2出厂检验6.2.1检验项目按表1规定的出厂检验项目进行。检验类型分为全数检验和抽样检验。表1检验项目序号检验项目型式检验出厂检验要求章条号检验方法章条号1材料与结构●●2尺寸●●3外观质量●●4产品标志●●5等温性能●●6最大传热热流量●—7总热阻● 8耐温性能●●9冷热冲击●温度循环●——寿命●——缓慢泄漏●●爆破温度● 振动●注：“●”为必检项目；“—”为不检项目。产品按以下方法组批：a)除全数检验外，承制方应以相同材料、相同规格和相同工艺、基本在同一时间内制造的产品组批；b)除全数检验外，承制方可按每个订货合同组批，也可按一次交货产品组批。抽样方案如下：b)材料与结构、产品标志按GB/T2828.1—2012规定的正常检验一次抽样方案进行。符合一般检验水平Ⅱ级、接收质量限AQL为0.65。若检验批中不合格数大于允许不合格判定数时，则判定该批不合格。6.2.6样本单位的处理已通过检验合格的试样可按规定出厂，未通过检验合格的试样按规定进行返修或报废处理。6.3型式检验有下列情况之一时，应进行型式检验：a)新产品投产前定型鉴定时；b)如工艺、结构、材料有较大改变，可能影响产品质量时；c)产品停产3个月以上，恢复生产时；d)正常生产时，应每年进行一次。按表1规定的型式检验项目进行。按以下方法抽取检验样品：a)在6.3.1a)～c)情况时，从同批次生产的热管中随机抽取样品，每