热管散热技术制造工艺 热管散热技术制造工艺的核心在于通过一系列精密加工步骤，将热管的核心部件——管壳、吸液芯和工质——可靠地结合成一个高效、密封的真空系统。其目标是实现高导热性、长寿命和稳定的热性能。 第一步：管壳准备与清洗 管壳是热管的外部结构，通常由铜、铝或其合金制成，因为这些材料导热性好且易于加工。首先，通过挤压、拉拔或焊接等工艺将金属材料制成中空的管状。然后，必须对管壳的内外表面进行彻底的化学清洗和脱脂，以去除油污、氧化物和其他杂质。任何残留的污染物都会在后续步骤中影响吸液芯的附着质量、工质的纯度以及最终的真空度，从而严重降低热管的导热效率和可靠性。清洗后，管壳需立即进入下一工序或保存在无尘环境中，防止再次污染。 第二步：吸液芯的制造与安装 吸液芯是附着在管壳内壁的多孔毛细结构，其作用是产生毛细力，驱动冷凝后的液态工质从冷凝端回流到蒸发端。常见的制造工艺包括： 烧结： 将金属粉末（如铜粉）填入管壳内，利用模具定位，然后在高温保护性气氛（如氢气或氮气）炉中进行烧结。粉末颗粒在高温下熔融连接，形成牢固附着于管壁的多孔结构。烧结吸液芯的毛细力强，性能可靠，是高性能热管的主流工艺。 丝网： 将金属丝网（通常是铜网或不锈钢网）卷成多层圆筒状，直接压入管壳内部。这种工艺相对简单，成本较低，但毛细性能和与管壁的接触热阻通常不如烧结吸液芯。 沟槽： 通过机械拉拔或挤压，直接在管壳内壁形成轴向的微细沟槽。这种结构没有额外的附着物，但其毛细力通常弱于多孔材料。 安装完成的吸液芯必须与管壳内壁保持紧密且均匀的接触，以确保热量能从管壁高效地传递到吸液芯和工质。 第三步：工质灌注与抽真空 这是决定热管内部工作环境的关键步骤。首先，将一端封口并安装了吸液芯的管壳通过开口端连接到真空系统。系统启动，将管壳内部抽至高真空（例如，达到10⁻³ Pa量级），以彻底去除内部的气体和水分。这些不凝性气体会在热管工作时聚集在冷凝端，形成“气塞”，阻碍蒸汽流动，导致热管失效。在维持高真空的条件下，通过精密的计量装置注入预定量的高纯度工质（如水、丙酮、氨等，选择取决于工作温度范围）。工质注入量需精确计算，以确保在工作状态下管内能形成稳定的汽液循环。 第四步：密封 在工质灌注完成后，必须在维持真空的条件下迅速对管壳的开口端进行永久性密封。常用的密封技术包括： 冷焊： 在真空环境中直接用液压钳将管口压扁并焊死。这种方法密封可靠，但对设备和工艺要求高。 充氩保护焊： 在密封瞬间向管内充入少量惰性气体（如氩气），然后在非真空环境中进行焊接。氩气能防止内部金属在焊接高温下氧化，是一种兼顾成本和可靠性的工艺。 密封完成后，需要采用氦质谱检漏仪等设备对成品热管进行严格的检漏测试，确保其真空密封性在长期使用中不会失效。 第五步：弯曲与成型 为了适应最终散热器在电子设备中的有限安装空间，密封后的热管通常需要进行弯曲和压扁等二次加工。这些操作必须严格控制工艺参数（如弯曲半径、压扁力度和速度），以避免吸液芯结构发生坍塌、撕裂或与管壁脱离。任何内部结构的损坏都会显著增加热阻，甚至阻断工质的回流通道，导致热管性能急剧下降甚至完全失效。经过成型后，热管便可以与鳍片、均温板等其它部件组装成完整的散热模组。