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随着微电子领域芯片热流密度急剧增加及有效散热空间日益狭小等新特点和新现象的出现，具有高导热率、良好的等温性、热响应快、结构简单、无需额外电力驱动等优点的小型／微型热管成为高热流密度芯片导热的理想元件。小型／微型热管从结构上主要有烧结式、铜纤维式、丝网式和沟槽式。烧结式小型／微型热管虽然具有很强的毛细力，但烧结工艺比较复杂，毛细结构在生产过程中容易损坏，最致命的弱点就是增加了小型／微型热管的重量，与目前要求芯片承受的机械应力愈小的发展趋势不相一致，铜纤维式和金属丝网式也存在着同样的缺点。从目前电子散热发展趋势来看，不仅要求散热模块有高传输热量能力、非常严格的体积和重量，还要求有灵活的形状和快速的热响应。沟槽式小型／微型热管是在其内壁表面加工出微沟槽结构，不但能减轻热管重量，而且可以加工出超簿小型／微型热管，使其内部空间更大，具有快速的热响应，并且随散热要求可灵活改变形状，而使其对热量传输能力的影响减少到最小。
本文以沟槽式小型圆热管为研究对象，针对影响热管传热性能的管内壁吸液芯结构，提出了一种微沟槽的新加工方法，即采用挤压一犁削成形法加工出管内壁微沟槽结构，并设计和制造出微沟槽式小型圆热管，建立了微沟槽式小型圆热管的传热数学模型，研究了不同传热极限的理论值，通过实验得到的传热极限值基本吻合，主要研究内容如下：
1．以工艺简单化、性能优异化为目的的基本原则对沟槽式小型圆热管的管壳、吸液芯结构和工质进行合理的设计或选择。对于管壳而言，与工质的相容性、强度与重量之比、导热率、易于加工性、湿润性和成本是最主要的考虑因素；毛细吸液芯结构的最佳毛细孔尺寸应是毛细孔和渗透率两者折衷的结果，厚度应适当，同时还要考虑与工质的相容性、易于成型、良好的稳定性和造价；工作介质应适应热管的工作温度区，与壳体、吸液芯材料应相容，在运行温度范围内的饱和蒸汽压力必须大到足以避免蒸汽速度过大，还应具有良好的综合热物理性质。基于上述基本原则，本文选用外径为6mm，壁厚为0.4mm的纯铜管作为热管管壳，吸液芯微沟槽个数达60，并选择丙酮作为热管工质。
2．在常规热管制造的基础上，提出了新颖的沟槽式小型圆热管的制造工艺。针对小型圆热管吸液芯结构特点，设计和制造了挤压一犁削成形多齿刀具和微沟槽挤压一犁削成形设备，通过挤压．犁削成形可生成主沟槽和次沟槽的组合吸液芯结构，实验得到次沟槽底宽W<,cg>为0.18mm，高度h<,cg>为0.084mm；基于小型圆热管薄壁微沟槽结构特点，采用旋压工艺对热管一端封口，只有当机床主轴转速n在560r／min～1120r／min时，旋压封口质量比较稳定；采用气泡法可对旋压封口的一端进行检漏，并进行除铜屑、除油污、冲洗和烘干等清洗工艺；通过自行设计和制造的抽真空及充液系统，对热管进行抽真空、灌注工质和封口操作。
3．基于热管运行的基本假设，建立了挤压．犁削微沟槽式小型圆热管的数学模型，研究了其携带极限、毛细极限和沸腾极限的理论值及不同功率下的理论温差。在20℃～100℃时，热管传热能力主要受毛细极限限制；毛细传热极限理论值在40℃时最大，达20.3w；在100℃时，蒸发段和冷凝段的理论温差只有2.118℃。
4．根据小型圆热管的结构特点，设计和制造了包含加热系统、温度测量系统和冷却系统三部分的传热性能测试实验装置，实验表明：研制的新颖微沟槽式小型圆热管具有快速热响应能力；传热极限的实验结果与理论结果基本相吻合；随着热管倾角的增大，重力对液体的回流起促进作用，热管的最大传热极限也逐渐增大，但当热管的倾角大于90°时，即加热段高于冷凝段时，重力对液体的回流起阻碍作用，热管的传热能力会有大幅度的下降。