转载：热管的灌注抽真空制造技术

2011-07-21 10:23阅读：

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热管是高热流密度光电芯片领域广泛应用的高效热传导元件，抽真空和灌注是其性能的重要影响工序。通过分析目前微热管制造工艺中常用的抽真空灌注技术，提出灌注抽真空微热管制造技术；分析该技术的工作原理和二次除气理论，建立工质额外充液量、微热管工作死区、二次除气集气段长度等数学模型；对比分析抽真空灌注与灌注抽真空两种制造技术的特点；搭建微热管性能测试平台，对采用灌注抽真空技术制造的铜—水沟槽式微热管进行性能测试；对比研究引入额外充液量前后，灌注抽真空技术制造的微热管传热性能的差异，发现引入额外充液量后，微热管性能提高了12 倍。试验结果表明灌注抽真空技术可以很好地满足微热管的制造需求。

0、前言

　　高性能电子设备的热流密度已超常规空气强制对流换热能力极限。SAUCIUC等研究发现通过采用铜材、增加重量、优化翅片结构和提高风速，空气强制对流散热器的传热极限为0.15℃/W。微热管具有热阻低、体积小、重量轻和无需额外动力驱动等优点，VASILIEV研究发现其已成为未来高集成度电子芯片散热的关键元件，其理论被COTTER于1984年提出之后引起广泛关注。SUMAN回顾了20世纪90年代以来微热管的理论模型、性能试验和制造技术，发现大量文献对其传热理论进行了分析。KANG 等研究发现，不同工质充液量的微热管具有很大的差异，真空度和充液量是影响微热管性能的重要因素。已有的微热管制造方面的文献主要集中在毛细吸液芯制造、结构设计等方面，对其中的抽真空和工质灌注技术的研究涉及很少，仅有一些试验性研究。
　　PETERSON指出微热管传统抽真空和灌注技术主要有抽真空灌注技术和灌注工质后蒸发除气技术。微热管工作时，SARRAF 等研究发现，空气等不凝性气体将会在冷凝段积聚，该现象是微热管可靠性下降的主要原因。由于完全蒸发除气技术彻底排除不凝性气体困难且真空度难以控制，在微热管制造中已很少使用；目前使用的主要是抽真空灌注技术：将微热管一端封口且壁壳清洁除气后，用高真空泵将其内部抽真空到10–3 Pa，最低也要达到10–1 Pa。由于液体在高真空环境下因饱和蒸气压下降而易蒸发，高真空泵