CN116761397A - 一种超高效电子学模块静态散热系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超高效电子学模块静态散热系统，包括电路板块、支撑板和导热结构，所述电路板块设置于支撑板上，所述电路板块上设置有多个发热器件，多个所述发热器件之间形成绝缘避空位置，所述导热结构与发热器件远离电路板块的一侧表面贴合；所述导热结构位于绝缘避空位置不与电路板块接触；所述电路板块与支撑板连接处设置有绝缘支撑；所述导热结构包括固态导热板，所述固态导热板包括一体成型的固态导热板本体和连接凸起，所述连接凸起与发热器件一一对应设置；所述固态导热板通过连接凸起与发热器件连接。本发明采用具有高导热性和高真空适应性的导热结构，不需要灌封，可满足在高真空等级下实现超高效导热，而且方便装拆。
Description
技术领域
本发明涉及电子学散热技术领域，特别是涉及一种超高效电子学模块静态散热系统。
背景技术
电子学的静态散热在科研、工程上，尤其是嵌入式结构中，有重要应用价值，可实现系统结构的可靠、稳定、紧凑、轻质量、简便等优良性能。
现有技术中，为了节省成本且确保电子学的静态散热性能，通过灌封高导热密封胶与高导热材料结合形成的导热链路，把导出的热量转移到环境中扩散掉；然而上述方式手段虽然成本低，但因灌封高导热密封胶，真空适用性差，且导热稳定性和导热效率欠缺，无法满足超高效导热需求、高真空要求的应用场景。
因此，需研发一种具有超高导热效率和高真空适应性的电子学模块静态散热系统。
发明内容
为解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：
一种超高效电子学模块静态散热系统，包括电路板块、支撑板和导热结构，其特征在于，所述电路板块设置于支撑板上，所述电路板块上设置有多个发热器件，多个所述发热器件之间形成绝缘避空位置，所述导热结构与发热器件远离电路板块的一侧表面贴合；所述导热结构位于绝缘避空位置不与电路板块接触；
所述导热结构用于快速将发热器件产生的热量导出；所述电路板块与支撑板连接处设置有绝缘支撑。
优选的，所述发热器件为除去封装外壳结构，所述发热器件与导热结构接触表面抛光成镜面。
优选的，所述导热结构包括固态导热板，所述固态导热板包括一体成型的固态导热板本体和连接凸起，所述连接凸起与发热器件一一对应设置；所述固态导热板通过连接凸起与发热器件连接。
优选的，所述固态导热板为高导热金属。
优选的，所述导热结构包括多个电子冷板，多个所述电子冷板设置于固态导热板远离连接凸起的一侧表面。
优选的，所述电子冷板采用氮化铝陶瓷封装。
优选的，所述导热结构包括相变均热板，所述相变均热板覆盖于电子冷板远离固态导热板的一侧表面，所述相变均热板远离电子冷板的一侧表面设有散热器。
优选的，所述相变均热板的加工步骤如下：步骤一、上下板面的铜板加厚且平整；步骤二、上下表面抛光并接近于镜面；步骤三、通过机械压合将相变均热板直接贴合于电子冷板表面；步骤四、将冷板另一侧与散热器表面紧密贴合。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、通过设置由固态导热板、电子冷板和相变均热板组成的具有高导热性和高真空适应性的导热结构，不需要灌封，使该静态散热系统可满足在高真空等级下实现超高效导热，而且方便装拆。
2、使导热结构中各导热板形成界面导热方式，即各导热板表面形成高精度镜面后直接压合，不需要导热脂，从而实现各导热板间的超高效导热。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
其中：电路板块1、支撑板2、导热结构3、绝缘支撑4、散热器5、发热器件11、固态导热板31、电子冷板32、相变均热板33、固态导热板本体311、连接凸起312、绝缘避空位置100。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“前”、“后”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1所示，一种超高效电子学模块静态散热系统，包括电路板块1、支撑板2和导热结构3，所述电路板块1设置于支撑板2上，所述电路板块1上设置有多个发热器件11，多个所述发热器件11之间形成绝缘避空位置100，所述导热结构3与发热器件11远离电路板块1的一侧表面贴合；所述导热结构3位于绝缘避空位置100不与电路板块1接触；
所述导热结构3用于快速将发热器件11产生的热量导出；所述电路板块1与支撑板2连接处设置有绝缘支撑4。
在该实施例中，所述电路板块1通过绝缘支撑4稳定支撑并固定于支撑板2上；另外可根据需要选用金属等材料，以及结合电磁、电离辐射屏蔽，设计可靠电离屏蔽结构。
进一步的，如图1所示，所述发热器件11为除去封装外壳结构，所述发热器件11与导热结构3接触表面抛光成镜面。
在该实施例中，所述散热器5件可根据需要和实际情况，去除封装外壳，并用精细氧化锆磨料将散热器5件的接触面抛光成镜面，以便于与导热结构3高度接触贴合，达到高效导热。
进一步的，如图1所示，所述导热结构3包括固态导热板31，所述固态导热板31包括一体成型的固态导热板本体311和连接凸起312，所述连接凸起312与发热器件11一一对应设置；所述固态导热板31通过连接凸起312与发热器件11连接。
在该实施例中，上述固态导热板31的结构设计，可以使固态导热板31能够和发热器件11(芯片)高度接触贴合的同时，可靠避开固态导热板31与电路板块1触点，防止短路，提升该系统的静态散热可靠性。
进一步的，如图1所示，所述固态导热板31为高导热金属。
在该实施例中，所述固态导热板31材料为紫铜或银的一种；固态导热板31加工时，使用非接触式扫描测量，获得电路板块1上表面面形数据(即发热器件11的数量、大小及分布情况)，确保连接凸起312与发热器件11高度吻合；安装时通过边角位置使固态导热板31与电路板块1准确对应，贴合后在通过机械压紧并固定。
在该实施例中，所述固态导热板31为紫铜板时，紫铜板上下表面去除氧化层处理，且上表面精密铣平并抛光成镜面；由于导热板表面越接近镜面，导热脂就越薄，影响越小，缺陷越少，因此使导热板间的连接表面加工形成高精度镜面后直接压合，这样可以大大提升导热效率和导热稳定性。
进一步的，如图1所示，所述导热结构3包括多个电子冷板32，多个所述电子冷板32设置于固态导热板31远离连接凸起312的一侧表面。
进一步的，所述电子冷板32采用氮化铝陶瓷封装。
在该实施例中，氮化铝与紫铜板的接触面铣平并抛光，并用高导热胶粘固于固态导热板31表面；另外由于导热效率与温差成正比，通过采用氮化铝的电子冷板32可以获得远超出正常水平的上下表面温差，达到超高导热效率。
在该实施例中，氮化铝具有好的真空性能，高的绝缘性，而且导热系数是氧化铝的5-10倍。
进一步的，如图1所示，所述导热结构3包括相变均热板33，所述相变均热板33覆盖于电子冷板32远离固态导热板31的一侧表面，所述相变均热板33远离电子冷板32的一侧表面设有散热器5。
在该实施例中，根据需要散热功率，定制合适尺寸的相变均热板33。
进一步的，所述相变均热板33的加工步骤如下：步骤一、上下板面的铜板加厚且平整；步骤二、上下表面抛光并接近于镜面；步骤三、通过机械压合将相变均热板33直接贴合于电子冷板32表面；步骤四、将冷板另一侧与散热器5表面紧密贴合。
在该实施例中，所述相变均热板33通过液气相变原理，使电子冷板32吸收的热量快速均匀分布，达到大面积的共同升温和降温，从而提高导热体的使用效率以及整体的导热效率。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明专利权利要求的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种超高效电子学模块静态散热系统，包括电路板块、支撑板和导热结构，其特征在于，所述电路板块设置于支撑板上，所述电路板块上设置有多个发热器件，多个所述发热器件之间形成绝缘避空位置，所述导热结构与发热器件远离电路板块的一侧表面贴合；所述导热结构位于绝缘避空位置不与电路板块接触；
所述导热结构用于快速将发热器件产生的热量导出；所述电路板块与支撑板连接处设置有绝缘支撑。
2.根据权利要求1所述的一种超高效电子学模块静态散热系统，其特征在于，所述发热器件为除去封装外壳结构，所述发热器件与导热结构接触表面抛光成镜面。
3.根据权利要求1所述的一种超高效电子学模块静态散热系统，其特征在于，所述导热结构包括固态导热板，所述固态导热板包括一体成型的固态导热板本体和连接凸起，所述连接凸起与发热器件一一对应设置；所述固态导热板通过连接凸起与发热器件连接。
4.根据权利要求3所述的一种超高效电子学模块静态散热系统，其特征在于，所述固态导热板为高导热金属。
5.根据权利要求3所述的一种超高效电子学模块静态散热系统，其特征在于，所述导热结构包括多个电子冷板，多个所述电子冷板设置于固态导热板远离连接凸起的一侧表面。
6.根据权利要求5所述的一种超高效电子学模块静态散热系统，其特征在于，所述电子冷板采用氮化铝陶瓷封装。
7.根据权利要求5所述的一种超高效电子学模块静态散热系统，其特征在于，所述导热结构包括相变均热板，所述相变均热板覆盖于电子冷板远离固态导热板的一侧表面，所述相变均热板远离电子冷板的一侧表面设有散热器。
8.根据权利要求7所述的一种超高效电子学模块静态散热系统，其特征在于，所述相变均热板的加工步骤如下：步骤一、上下板面的铜板加厚且平整；步骤二、上下表面抛光并接近于镜面；步骤三、通过机械压合将相变均热板直接贴合于电子冷板表面；步骤四、将冷板另一侧与散热器表面紧密贴合。
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