随着电子元器件日益微型化与高性能化，高热流密度导致的散热瓶颈日益突出，高效相变传热技术因此得到广泛重视。均热板（Vapor Chamber）作为一种基于相变传热的二维平面散热元件，已广泛应用于高性能电子器件散热领域。

图 VC均热板主要应用领域

同时，为适应电子设备内部空间高度集约化的发展趋势，厚度更薄、传热性能更优的超薄均热板需求迫切，以满足下一代电子设备对散热效率与结构紧凑性的双重需求。

图超薄均温板(VC)，图源苏州天脉

1. 均热板的结构

均热板主要由外壳板、吸液芯、支撑柱、真空腔体（蒸汽腔）以及相变传热工质五个部分组成：

（1）外壳板。均热板中与热源直接接触的部分就是外壳板，同时外壳板也占据均热板制造的绝大部分用料，所以对于均热板壳板的选择需要综合考虑壳板的导热性能和材料成本，常用的壳板材料包括铜、铝等。

（2）吸液芯。吸液芯的孔隙结构可以进行液态工质的储存以及毛细力的提供；吸液芯的毛细压力使均热板能够在不需外部提供循环动力的情况下完成相变循环过程，保证均热板的正常工作。

（3）支撑柱。支撑柱主要的作用是减小外壳形变量以及提供液态工质额外的回流通道。通过给均热板壳体提供支撑来防止均热板发生变形或者泄漏；通过增加回流通提高均热板的工作循环效率。

（4）真空腔体（蒸汽腔）。蒸汽腔内为真空条件。其作用是为相变成气态的工质提供扩散通道，使得热量能够从蒸发端传递到冷凝端。

（5）相变传热工质。相变传热工质是均热板内通过相变来传递热量的液态工质。液态工质的选择必须考虑其不能与结构材料起物理或化学反应，也须考虑其工作温度，常用的工质包括去离子水、乙醇、甲苯等。

2. 均热板的工作原理

均热板的工作原理主要包括如下五个过程：

（1）热源产生的热流通过热传导方式传递到蒸发端外表面；

（2）热量从壳体传递给蒸发端吸液芯中的液态工质，工质吸热迅速相变成气态工质并带走大量热量；

（3）气态工质在蒸汽腔内的蒸发端冷凝端的蒸汽压差的作用下迅速移动到冷凝端；

（4）气态工质遇到冷凝端壳板重新液化成液态工质并释放大量热量；

（5）在冷凝端液化生成的液态工质通过均热板内部吸液芯的毛细压力迅速回流至蒸发端，完成整个相变传热循环。

如下图所示为超薄均热板两种方向传热的工作原理图。图（a）为沿着厚度方向传热的超薄均热板，其蒸发端和冷凝端位于上下两端；传热方向为均热板厚度方向，因此其冷凝端面积更大，散热量也更多；图（b）为沿着长度方向传热的超薄均热板，其蒸发端和冷凝端位于左右两端；传热方向为均热板长度方向，因此与沿着厚度方向传热的均热板相比，其传热距离较远，同时其左右两端的温差也较小，具有良好的均温性能。

图超薄均热板两种方向传热的工作原理图：（a）厚度方向（b）长度方向

3. 均热板的特点

作为近年来越来越受到重视的相变传热工件，均热板主要具有如下特点：

（1）优异的导热性能。由于均热板采用的是相变导热，其导热系数远远大于传统的金属材料如铜、铝等，可以很好满足高散热需求器件的散热。

（2）良好的均温性能。均温性能是均热板传热性能的重要指标之一；是否具有良好的温度均匀性决定一个均热板的好坏。而均热板在正常工作时，其各点温差均小于 5℃。

（3）较小的扩散热阻。均热板能够快速地将热源产生的热量扩散至整个冷凝表面，提高散热效率，非常适用于大功率及高热流密度器件的散热。

（4）几何尺寸自适应性。均热板的尺寸与形状可以根据不同的散热需求以及散热位置进行灵活的变化，可以针对不同的散热元器件制造不同样式的均热板

来源：徐嘉伟. 超薄柔性均热板的微纳米制造工艺及其传热性能分析，武汉理工大学

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VC均热板简介：结构、工作原理及特点

作者li, hailan

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