超薄平热管的热管理研究
新一代便携式电子设备尺寸的缩小对其合并的热管理设备造成了严重的限制。
例如，更薄、更紧凑的笔记本电脑需要超薄的冷却设备。例如，新开发的BGA软件包中的移动处理器必须足够薄，才能用于只有18毫米厚的笔记本电脑。传统上，扁平热管被用于这类应用。
然而，较小的形式因素带来了一个传热容量的惩罚。图1 [2]显示了使用带槽灯芯的普通热管减少的一个例子。
自然地，当一个热管的横截面为圆形时，它具有最大的传热容量。当设备变平时，其热传输能力下降。
如下图所示，如果厚度从6mm（圆）减小到2mm（平），最大传热容量从超过100 W下降到20 W以下。
如果我们进一步使设备变平，冷却容量变得更低（小于10 W)。显然，这种热管理装置，虽然从形式因素的角度来看，但并不能用于其功能用途。
为了克服这个问题，使用一种特殊的灯芯结构建造了超薄热管。
超薄热管由直径6 mm的普通铜管制成，厚度分别为1 mm和0.7 mm。1 mm和0.7 mm热管的长度分别为150 mm和100 mm。这两个设备都有9毫米宽。
图1最大传热容量与热管厚度的关系
图2超薄热管
背景
在讨论上述超薄热管的细节之前，让我们回顾一下一些有关热管的基本背景信息。热管是一种密封的容器（通常由铜制成），其中含有少量的工作流体，通常是水。
它有三个部分：蒸发部分（此处工作液体变成蒸汽）、绝热部分和冷凝部分（其中蒸汽变成液相）。
为了使该装置正常工作，冷凝液必须及时返回蒸发器。这个功能是由一个必须放置在外壳的墙壁上的芯结构来提供的。
芯使液体通过毛细管作用从冷凝部分返回到蒸发器。
三种最常见的芯结构是：金属烧结粉末芯、槽芯和金属网芯。如果液体没有返回蒸发器，就会出现所谓的“干化”情况，热管停止正常工作。
为了使热管运行，必须满足以下条件：
其中，
∆Pc=毛细管压力（Pa）
∆Pv=蒸汽流压降（Pa）
∆Pi=液体流量压降（Pa）
因此，由芯提供的毛细管压力必须克服由蒸汽和液体流动造成的压降。毛细管压力可以表示为：
其中，
σ=工作液表面张力（N/m）
rc =灯芯有效孔隙半径(m)
θ=网眼墙加工液体接触角（度）
液体流过灯芯引起的压降为：
其中，
μl=工作液的粘度（Pas）
Leff=有效长度(m)
K=灯芯的渗透率（m2）
A=芯截面积（m2）
ρl =工作液密度（kg/m3）
λl =工作液蒸发潜热（J/Kg）
表1总结了最常用类型的灯芯的典型值
表1.三种常用管芯结构的特征
显然，烧结粉末灯芯提供了选择有效孔隙半径的灵活性(小半径产生高毛细管压力，根据方程(2)，然而，减少孔隙半径会对渗透率产生不利影响，因此由于液体流动方程(3)增加压降。因此，必须寻求一个最佳的选择。
超薄热管在水平位置的热性能
回到超薄平热管箱，典型的槽芯将不合适，因为通过扁平过程，管道内的蒸汽空间会狭窄，导致高速蒸汽流，从而高ΔPv。相反的设计了如图3所示的网格灯芯位置。
图3超薄热管结构
为了增加ΔPc值，使用了一种特殊的铜网。这种类型的网提供了比凹槽的更高的毛细管压力。