随着各类电子元器件向微型化、高性能趋势发展,高热流密度带来的性能下降逐渐显现,高效的相变传热元件得到广泛应用。均热板作为一种针对二维平面散热的相变传热元件,正逐步应用在高性能电子元件上。为适应电子设备内部越来越有限的空间,需要开发厚度更薄且传热性能更好的超薄均热板。本文设计了厚度为2.5mm的超薄均热板,对吸液芯结构进行优化,共设计了2种吸液芯结构的均热板:蒸发端吸液芯统一采用具有多干道三维形状的铜粉-丝网复合烧结结构,冷凝端吸液芯分别采用丝网烧结结构(CMVC)和泡沫铜烧结结构(CFVC)。对吸液芯结构进行孔隙率测量,并利用扫描电子显微镜(SEM)观测其微观形态。对超薄均热板制造工艺进行研究和优化,制定工艺路线,确定具体的工艺参数。本文对吸液芯内部的流体运动进行分析,对吸液芯毛细性能进行量化计算,得到泡沫铜结构的毛细性能最佳;对均热板内部相变传热机理进行分析,建立超薄均热板热阻简化模型,计算热阻理论值,其中扩散热阻占总热阻约90%,CMVC和CFVC热阻计算值分别为0.238K/W和0.239K/W。设计超薄均热板水冷式传热性能测试装置,并对装置的水冷模块进行传热能力校验及仿真。对于CMVC和CFVC,各制造3种充液率的样品,采用2种冷却水温对其进行测试,研究不同参数对均热板传热性能的影响。结果表明:高冷却水温有助于均热板传热性能的提高,包括提高均温性能、降低热阻和提高临界热流密度,但对于热源表面温度的降低有负面影响;对于CFVC,充液率为95%的样品性能最佳,临界热流密度超过180W/cm2,热阻低至0.152K/W;对于CMVC,充液率为105%的样品性能最佳,但与充液率90%的样品性能差异不大,临界热流密度为90W/cm2;CFVC传热性能普遍优于CMVC。在低热流密度、自然对流条件下,利用红外热成像技术(IRTI)对均热板均温性能进行测试,此时均热板虽仍具备较优的均温性能,但整体温度升高,启动时间延长。