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随着互联网技术和微电子技术的高速发展,具有高性能、低延迟和高容量特性的5G通信技术也得到了快速发展。然而随着5G实时数据吞吐量的增大,特别是在电子设备整体结构轻薄化、紧凑化的发展趋势下,其处理芯片的热流密度不断增大,由此,作为其电气连接载体的印刷电路板(PCB)散热问题日益凸显。微热管作为一种高效相变传热元件,已被广泛应用于解决众多领域的热问题,效果显著。但要在厚度不超过3.5 mm的PCB上利用微热管散热,必须开发出直径更小、传热性能良好的微细直径微热管,即直径为2 mm的微热管。吸液芯结构是影响微热管传热性能的关键因素之一,在研究工作中探究了5种适用于微细直径热管的吸液芯结构及其成形方法,包括了折叠丝网吸液芯(FSM)、单目数双层丝网吸液芯(SSM)、双目数双层吸液芯(DSM)、粉末烧结式泡沫铜复合丝网吸液芯(PSSM)和电解沉积式泡沫铜复合丝网吸液芯(EDSM)。制定了微细直径热管的制造工艺路线,并确定了各工艺参数。实验中制作了5种不同吸液芯结构的微细直径热管样品;利用扫描电子显微镜(SEM)对样品的横截面进行观测,观察不同吸液芯结构的烧结状态与挤压状态,探索不同结构吸液芯的成形工艺以及形态特点,并结合传热性能实验结果分析吸液芯成形状态对微细直径热管传热性能的影响。基于微热管毛细传热极限理论,推导并计算了5种吸液芯结构微细直径热管的传热极限理论值,FSM热管、SSM热管、DSM热管、PSSM热管和EDSSM热管的理论极限传热功率分别为7.1 W、5.7 W、6.0 W、8.5 W和7.8 W。搭建了微细直径热管传热性能测试平台,并对5种不同吸液芯结构微细直径热管进行传热性能测试,包括不同充液率和不同加热功率下,5种不同吸液芯结构微细直径热管轴向温度分布、蒸发和冷凝热阻特性;以及最佳充液率下,5种不同吸液芯结构微细直径热管极限传热功率;恒定加热功率(3 W)下,5种不同吸液芯结构微细直径热管从启动到其稳定的时间。同时选取5种微细直径热管,制作PCB热管散热模组,并测试其在不同冷却方式下的散热性能。结果表明:FSM热管、SSM热管、DSM热管、PSSM热管和EDSSM热管的最佳充液率分别为160%、120%、120%、130%和90%,此时其传热功率为最大,分别为7 W、4 W、5 W、8 W和7 W,与理论计算接近;随着加热功率的增大,蒸发热阻呈现先增加后减小的趋势,而冷凝热阻逐渐减小至0.1 K/W;加热功率为3 W时,5种吸液芯微细直径热管从启动到其稳定的时间分别是220 s、230 s、215 s、224 s和210 s。自然对流散热条件下,SSM热管模组的散热效果最佳,热阻值为1.73 K/W;而在强迫对流(风速为2.0 m/s)散热条件下,FSM热管模组的散热效果最佳,热阻值为1.24 K/W。