均热板散热性能实验研究.pdf

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机械工程师
MECHANICAL ENGINEER
均热板散熱性能实验研究
赵亮,田沣,杨龙
(西安航空计算技术研究所:西安710065)
摘要:均热板作为一种新型的高效散热技术,具有热导率高、均温性良好等优点,越来越多地应用于机载电子设
备。文中介绍了均热板散热原理,针对均热板和相同尺す电子设备模块売体在不同工况下进行散热性能实验研
究,对比测试了两者均温效果和散热效果。测试结果表明,均熬板的均温效果优于同尺寸常规铝材模块壳体;物耗
及热流密度越大,均热板散热优勢越明显;采用不同散热方式,均热板内芯片与模块壳体内芯片的温差相同;多芯
片时,总功耗越高芯片表面温度越高,芯片热流密度越集中,片表面温度越高。当达到散热极限时,应设计为多
芯片,低热流密度的形式,均热板可以达到好的散热效果
关键词;机载电子设备均热板;散热;热流密度
中图分类号:v243
文献标志码A文章编号:102-22016)02-0023-03
Experimental Research on Heat Dissipation Performance of Vapor Chamber
ZHAO Liang, TIAN Feng, YANG Long
(Aeronautical Computing Technique Research Institute, Xi'an 710065, China
Abstract: As a new type high-efficiency heat dissipation technique, vapor chamber are increasingly applied to airborne
electronic equipments because of its high heat conductivity and well temperature uniformity. This paper introduces heat
dissipation principle of vapor chamber. Experimental research of heal dissipation performance aimming at vapor chamber
and the same size module shell of electronic equipment is carried out under different work condition. Temperature
uniformity and heat dissipation effect is contrastively tested. The results show that uniform temperature effect of vapor
chamber is excelled to the same size normal module shell with aluminium material. The bigger power consumption and heat
flux density, the more advantage heat dissipation of vapor chamber. The temperature difference is the same belween chip in
vapor chamber and chip in module shell when adopting different heat dissipation mode. The higher total power consumption
the higher surface temperature and the more concentrative of heat flux density, the higher surface temperature on multi
chips. Multi-chips and low heat flux density should be designed to realize better heat dissipation effect of vapor chamber
when it reaches heat dissipation limit
Key words: airhorne electronic equipment: vapor chamber; heat dissipation performance; heat flux density
0引言
壁具有吸液芯结构,当加热均热板时,其蒸发面工作液体
机载电子设备对性能及小型化的要求越来越高,使蒸发变成蒸汽,蒸汽在冷凝面凝结成液体,液体在毛细作
得电子设备更多地采用高性能、微型化的电子器件。然而用下通过吸液芯结构又回到蒸发面,形成循环。
微型化电子器件的集成度、封装密度以及工作频率的不2均热板散热性能实验测试
断提高,导致电子器件的热流密度迅速升高。电子器件
针对均热板与相同尺寸电子设备模块壳体在不同工
的性能对温度非常敏感,温度过高或过低,元件性能将显况下进行散热性能对比实验测试,对比两者均温效果和
著下降,不能稳定工作,从而也将影响到整个电子设备的散热效果的差别。
可靠运行,因此迫切需要采用高效散热技术来解决电子2.1实验测试原理
器件散热问题。均热板由于其热导率高、均温性良好,成
实验测试时,将均热板和模块壳体插入电子设备机
为解决高热流密度电子器件散热问题很有前途的技术之箱插槽,通过锁紧条锁紧,均热板和模块壳体内布置模拟
一。本文针对均热板与相同尺寸电子设备模块壳体在不发热芯片,自然散热时,芯片热量主要通过均热板和模块
同工况下进行了对比实验测试,研究了均热板的散热性壳体传导到机箱,最终散失到空气中,如图1所示。强迫
能,为后续均热板的使用提供指导。
对流散热时,芯片热量主要通过均热板表面和模块壳体
1均热板原理及结构
表面散失到冷风中
均热板是一种内部具有毛细结构的真空双相流体装
通过压板将模拟发热芯片R1、R3固定在均热板表
置,其腔内注入有特殊工作液体。均热板在工作时,利用内面,以相同方式将R2、R4固定在模块壳体表面。RI、R2
部工质受热或冷却时发生液相到气相或气相到液相的相变电阻相同,R3、R4电阻相同。在均热板、模块壳体与模拟
过程,吸收或释放大量的热来进行热量的快速传递。其结发热芯片之间垫入1mm导热垫,导热系数5W/(K?m)在
构形式如图1中的均热板,内部真空具有工作介质,同时内模拟发热芯片与导热垫之间设置3个T型热电偶测试点
网址:www.xgcs.com电邮:hrbengineera163com2016年第2期123