精品：热管散热技术的工程中的应该详解(图文)

常敏感。当沟槽管弯曲90度， 粉进行填充，因此热管的毛细半径
导热性能大降，甚至只能达 小，渗透效率也就变得较低，这也
到原来性能的1/2
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。
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
管径(mm)
Φ3 Φ4 Φ5 Φ6 Φ8 Φ9 Φ 9.35
最小折弯 R(mm) 建议 R(mm) 最小折弯角θ
➢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 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。
沟槽结构
➢“我本将心照明月，奈 何明月照沟渠”。它的 作用也是像毛细血管一 样，回流的液体通过这 些沟槽迅速在热管中进 行传导。从生产成本的 角度来看，这种热管的 制造相对简单，更容易 制作，制造成本相对低 廉。但从理论上来说， 不如前者的散热效率高。
多重金属网孔
• 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。
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， 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）。
热管技术工程应用
目录
Contents
Biblioteka Baidu
01
02
热管常用知识
电子设备热 管应用技术
03
04
其他行业热 管应用技术
手机石墨散热的 应用
01 热管常用知识
其他行业热管应用技术
手机石墨散热的应用
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
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60～90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 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，
毛细效应
热管尺寸
直径 mm
3 4 5 6 6.35 8 10 25.4 T=3 T=4 T=5
长度 mm
0-280 0-280 0-280 0-280 0-280 0-280
30-100 0-280 0-280 0-280
备注
圆热管 烧结 / 铜网 圆热管 烧结 / 铜网 圆热管 烧结 / 铜网 圆热管 烧结 / 铜网 圆热管 烧结 / 铜网 圆热管 烧结 / 铜网 圆热管 底座 铜网 圆热管 底座 烧结 / 铜网 压扁 烧结 / 铜网 压扁 烧结 / 铜网 压扁 烧结 / 铜网
300W, 总热 阻0.24 K/W at 10CFM
80W 热管散热器
本质上是将整块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℃/W
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
• 1.外形尺寸：800x200(基板尺寸），芯体尺 寸800x130x250～400mm
9
12
> 90 °
12
16
> 90 °
15
20
> 90 °
18
24
> 90 °
24
32
> 90 °
27
36
> 90 °
28
37
> 90 °
建议弯角 θ > 120 ° > 120 ° > 120 ° > 120 ° > 120 ° > 120 ° > 120 °
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
01热管常用知识
02 电子设备热 管应用技术 其他行业热管应用技术
手机石墨散热的应用
CPU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。
常用热管
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 的性能要比烧结式热管性能差，而实际则恰恰相反。
烧结vs沟槽
01 热管弯曲度
02 传热能力
03 抗重力性
对于沟槽热管来说，由于内 两个同尺寸的烧结热管和沟槽热管
部结构的限制，在这方面非 相比，由于烧结热管内部有大量铜