1.3 均温板的研究进展

1.3.1 实验研究进展

1.3.2 数值模拟进展

1.4 本文主要研究内容

本文以沟槽式均温板为研究对象，设计并制作均温板，搭建实验测试平台，通过实验获取均温板的性能情况，探究均温板性能的影响因素，这对均温板的深入研究及其在电子设备高热流负荷下的设计应用提供参考。全文主要研究内容如下：

（1）查阅文献了解均温板的研究进展，明确均温板的发展方向，为后续工作奠定理论基础。

（2）设计沟槽式均温板，着重分析沟槽密集度、沟槽深宽比及充液率等因素对均温板散热性能的影响；

（3）完成上下板的清洗，烧结充注管与部分泡沫铜吸液芯，借鉴相关企业先进的制造加工方法，完成均温板的制作；

（4）设计均温板性能测试实验并搭建实验平台，完成对均温板的性能测试，根据实验结果分析均温板性能的影响因素，对后续均温板的设计工作提出建议。

第二章  均温板制作与实验系统建立

本章将制作实验用的沟槽式均温板，设计并搭建均温板性能测试系统。在对均温板进行设计时，明确本文需要着重分析沟槽密集度、沟槽深宽比及充液率等因素对均温板散热性能的影响。在对均温板进行加工时，借鉴相关企业先进的加工方法。设计合理的实验测试系统，实现对均温板散热性能的测试，最后完成实验台的搭建工作。

2.1 均温板的设计

2.1.1 上下板设计

本实验研究的是沟槽式均温板，既以沟槽作为吸液芯的均温板，在径向上挖出微型由中心向外辐射状的沟槽，以此为冷凝回流的工质提供毛细力，将其输送回中心加热区域。沟槽截面的可选择的形状多样：矩形、梯形、燕尾形、椭圆以及变截面形等。沟槽式均温板有其自身的特点，结构可通过一次加工成型，板壁薄、重量轻，其厚度可以根据要求做得更薄。由于吸液芯与板面间无接触热阻，因此热响应相对较快，吸液芯结构也不易损坏。沟槽式均温板的因其特殊的结构，比烧结型均温板和丝网型均温板有更强的毛细力，回流过程中工质所受的阻力也偏小。因此沟槽式均温板能更好的助力于未来电子元件的发展。沟槽式均温板吸液芯的加工方法主要含CNC机械加工、挤压成形以及化学蚀刻。一般采用CNC雕刻机、线切割、化学蚀刻等方式来加工沟槽。我们采用CNC雕刻机方式在均温板上加工出不同规格的矩形槽。

设计沟槽式均温板下板如图2-1所示，为了分析沟槽密集度、沟槽深宽等因素对散热性能的影响，本次实验一共制作4块均温板。槽道的横截面为矩形，下板总厚度为6mm，其中空腔厚度4.6mm，下板壁厚1.4mm。1号下板的总槽数为48，深宽比2，下板中心圆形凹槽的直径为10mm；2号下板的总槽数也为48，深宽比为1.2，圆形凹槽直径为10mm；3号下板的总槽数增加至60，深宽比为2，圆形凹槽直径为10mm；4号下板的总槽数为60，深宽比2，圆形凹槽直径增加为30mm，中心区域烧结泡沫铜，泡沫铜厚度为0.6mm，其孔隙率为80%。槽道具体的参数见表2-1，用CNC加工中心机进行加工。上板均采用烧结泡沫铜的方式，并设置支撑柱。所有上板的总厚度为2mm，其中板厚1.4mm，上板的下表面处还要焊接0.6mm厚的泡沫铜，以完成工质流体的运输。均匀设置25个4mm高的支撑柱，嵌入下板空隙以避免抽真空使平板变形。这样，上下板结合后均温板的总厚度为8mm。

              (a) 1号沟槽下板                             (b) 2号沟槽下板