随着5G时代的到来,人们将享受到8K超高清视频,百兆下载速度,无人驾驶汽车等高质量服务,这也必将带来一波硬件的更新换代,智能化、小型化、高性能已经成为电子设备的发展趋势。然而散热问题逐渐成为微电子技术继续进步的拦路虎,过去的散热方式已经难以迎合当今电子产品的需求。平板热管具有扁平的外形,超高的导热能力,良好均温性已被广泛应用于微电子产品散热领域,如何进一步强化其综合传热性能将是散热领域关注的焦点。本文也将围绕如何通过热管内壁的微结构设计对平板热管进行性能优化而展开,主要研究内容及结论包括:1.基于ANSYS FLUENT商业软件,采用C语言编写自定义函数,对微表面平板热管蒸发腔内传热传质过程进行数值模拟研究。研究表明亲水表面应用于蒸发端能够起到加速气泡脱离和加速工质回流补充的作用。气相均温性能强于液相,所以在设计平板热管时需要合理选择充液率以免降低平板热管的启动速度。随着热管的启动,液相中对流强度越来越高,整个蒸发腔内温度趋于均匀。所模拟的热管在50W的加热功率作用下启动到达到平衡所需时间为602秒,热阻为0.04K/W。2.本文采用十二烃基硬脂酸的醇类溶液浸泡法对铜表面进行超疏水处理,采用过氧化氢氧化法对铜表面进行超亲水处理,所得超疏水表面与超亲水表面接触角分别达到153°与9°,结合微槽道加工技术,制备了一种具有两级微结构表面的平板热管,进行对比实验后得出,这种两级微结构表面能够提高平板热管的导热能力,均温性以及传热极限,实验中其传热极限能够达到80W,总体热阻为0.45K/W。3.为了进一步强化微结构表面平板热管的传热性能,本文对平板热管冷凝段与翅片结合并对三种具有不同翅片阵列的微结构表面平板热管散热过程进行了仿真研究。模拟结果显示,对于方形直翅片,越高的翅片覆盖率往往能带来越高的传热性能。翅片阵列的排布方式会对气流产生导向作用,中心对称的排布方式能够提高散热系统均温性。具有鱼骨型翅片阵列的微结构表面平板热管整体热阻最低,在3m/s的散热风速作用下等效热阻最低为0.0056K/W。