CN104392971A - 一种表带触指式热传导装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种表带触指式热传导装置,包括金属触子、连接导热桥，多个金属触子并联排列，多个金属触子通过连接导热桥连接为一个整体，形成一个表带触指式金属触子带，每个金属触子都为独立的弹性导热桥，连接导热桥2为常规金属片，本发明传热装置安装在两个固体表面之间，金属触子依靠自身弹性与上下固体表面紧密接触，许多金属触子并联排列，增加两侧固体表面的导热通路数，大大减少整个固体表面的接触热阻。同时弹性金属触子可压缩量大，可以满足降低固体表面平面度要求，可应用在多阶梯结构、圆周面接触结构。该传热装置所采用结构为纯机械结构，避免了增加导热衬垫或导热胶带来的寿命问题和维修性问题，具备长寿命易维修的特点。

Description

一种表带触指式热传导装置

技术领域

本发明涉及一种热传导装置，尤其涉及一种结构类似于表带触指式金属触子带的热传导装置。

背景技术

接触热阻是电子器件设计中的一个重要参数，如微电子封装中热电器件、超导薄膜、半导体薄膜，高功率芯片设计等。

张平的《界面接触热阻的研究进展》解释接触热阻产生的机理：固体与固体界面之间，由于表面接触压力、粗糙度不同的界面材料、表面机械处理方式、弹性变形等诸多的因素对接触热阻的影响，在固体表面之间不可能达到完全密合，而是存在许多点的接触；传统的观点认为由于两接触表面的实际接触面积只占名义接触面积的0.01％～0.1％，即使两界面接触压力达到10MPa，实际接触面积也仅占名义接触面积的1％～2％。固体表面之间的传热，是由这些接触点的导热、两表面包围的空腔气层导热和表面之问的辐射换热所组成，空腔接触引起热流的收缩，从而产生接触热阻。减小接触热阻主要措施包括增加接触压力、减小表面粗糙度、增加表面平整度等措施外，还包括接触表面加设界面材料、表面处理技术及等方法。界面材料被广泛应用于电子散热领域，然而这些聚合物界面材料的性能会随热源的温度升高和曝光时间加长严重降低。表面处理技术就是在硬度较高的金属基体上涂层较软的铂、铟、镍、石墨等材料也是一种较为合适的方法，但是由于涂层较软，长期使用性能下降。

发明内容

针对以上问题本发明提供了一种通过增加固体和固体表面间接触触点数量，降低固体与固体表面间接触热阻，提高固体表面间传导系数，同时解决其它界面材料的维护困难，可靠性差的表带触指式热传导装置。本发明特别针对需频繁拆装、依靠两侧接触面导热的模块，其导热性能显著提高，并有效保证每次装配接触一致性，有效解决界面材料长期使用降级和失效问题。

技术方案：为了解决以上问题本发明提供了一种表带触指式热传导装置，其特征在于：包括金属触子、连接导热桥，多个金属触子并联排列，多个金属触子通过连接导热桥连接为一个整体，形成一个表带触指式金属触子带，每个金属触子都为独立的弹性导热桥，连接导热桥2为常规金属片，本发明传热装置安装在两个固体表面之间，金属触子依靠自身弹性与上下固体表面紧密接触，许多金属触子并联排列，增加两侧固体表面的导热通路数，大大减少整个固体表面的接触热阻。同时弹性金属触子可压缩量大，可以满足降低固体表面平面度要求，可应用在多阶梯结构、圆周面接触结构。

所述金属触子优选为叶片式，叶为使其本身具备弹性的其它结构，为叶片式结构时其传热面为多端面接触，路径数也大大增加，散热效果最佳。

所述金属触子和连接导热桥采用紫铜材质

每个金属触子都为独立的弹性导热桥，连接导热桥2为常规金属片。

所述金属触子和连接导热桥为冲模成型。

所述的连接导热桥连接金属触子，连成为一个金属触子带。

所述的金属触子带的两端设有触头。当本发明传热装置应用在模块导热接触面上时，接触面上需设有安装孔，触头插入安装孔中。

有益效果：本发明传热装置通过弹性金属触子带实现不同形状固体结构之间的低热阻热传导，该传热装置已通过试验验证，接触热阻比传统结构降低30％以上。由于该传热装置所采用结构为纯机械结构，避免了增加导热衬垫或导热胶带来的寿命问题和维修性问题，具备长寿命易维修的特点。该传热装置装配简易，对表面加工精度要求低。

本发明传热装置由紫铜的表带触指式金属触子带组成，表带触指式金属触子带具有良好的弹性，确保金属触子与两侧固体表面接触良好，同时具备良好的回弹特性。

环境适应性及可靠性改善

本发明传热装置具备抗振、抗冲击性，其在振动环境占总数85％的金属触子处于啮合状态。

本发明与表面处理降低热阻技术相比，紫铜弹性触指比铂、铟、镍、石墨等材料抗磨损高，重复使用寿命长。

本发明与界面材料相比耐高温，防腐性好，有效避免界面材料失效问题。

加工及装配性改善

本发明传热装置自身冲模成型，安装在接触固体表面安装槽内，即可保证传热效果，工艺成熟，加工成本低。

本发明可降低固体表面加工精度要求，包括平面接触的平面度要求、圆柱径向公差及径向圆柱接触的角度偏差，均可自动校正，保证触指的连接压力充分、持续。

附图说明

图1本发明表带触指式热传导装置的结构示意图。

图2为本发明表带触指式热传导装置的原理说明示意图。

图3为本发明装置安装示意图I。

图4为本发明装置安装示意图II。

图5为本发明装置安装示意图III。

具体实施方式

下面以金属触子为叶片式为例，并结构附图，对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供了一种表带触指式热传导装置，包括叶片式金属触子1、连接导热桥2，多个叶片式金属触子1并联排列，在多个叶片式金属触子1的两侧连接有连接导热桥2，多个叶片式金属触子1通过连接导热桥2连接为一个整体，形成一个表带触指式金属触子带3，每个叶片式金属触子1都为独立的弹性导热桥。

所述金属触子1和连接导热桥2均采用紫铜材质。每个金属触子都为独立的弹性导热桥，连接导热桥2为常规金属片，所述金属触子1和连接导热桥2为冲模成型。

如图2所述，由于常规固体面-面接触中，由于粗糙度及平面度等问题导致无法有效导热，利用多个金属触子增加传统的导热路径(Rk1、Rk2……Rkn)，将原有热阻Rk降低了n倍。

如图3本发明传热装置应用在两个水平固定接触面之间时和如图4本发明传热装置应用在两个竖直固定接触面之间时，在固体接触面A5上加工有安装槽7，用于放置表带触指式金属触子带3，金属触指1与固体接触面A5和固体接触面A6紧密接触。该安装方式可保证降低接触热阻30％。

如图5本发明传热装置应用在两个套在一起的圆柱固定接触面时，在内圆柱接触面A5的外壁加工有安装槽7，用于放置表带触指式金属触子带3，金属触指1与固体接触面A5和固体接触面A6紧密接触，该安装方式可保证降低接触热阻50％。

当然也可不设置安装槽7，在固体接触面A5和固体接触面A6上设置安装孔，在金属触子带3的两端设有触头4，触头4插在安装孔中。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不限制于本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (6)

1.一种表带触指式热传导装置,其特征在于：包括金属触子(1)、连接导热桥(2)，多个金属触子(1)并联排列，多个金属触子(1)通过连接导热桥(2)连接为一个整体，形成一个表带触指式金属触子带(3)，每个金属触子(1)都为独立的弹性导热桥。

2.根据权利要求1所述的一种表带触指式热传导装置,其特征在于：所述金属触子(1)为叶片式。

3.根据权利要求1所述的一种表带触指式热传导装置,其特征在于：所述金属触子(1)和连接导热桥(2)采用紫铜材质。

4.根据权利要求1所述的一种表带触指式热传导装置,其特征在于：所述金属触子(1)和连接导热桥(2)为冲模成型。

5.根据权利要求1所述的一种表带触指式热传导装置,其特征在于：所述的连接导热桥(2)连接在金属触子带(3)的一侧或两次。

6.根据权利要求1所述的一种表带触指式热传导装置,其特征在于：所述的金属触子带(5)的两端设有触头(4)。