CN215421414U - 一种用于医疗核磁系统的纯陶瓷液冷板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于医疗核磁系统的纯陶瓷液冷板，包括：陶瓷基板以及陶瓷盖板，所述陶瓷基板上设置水道，所述水道两端分别设置进水口以及出水口；所述陶瓷盖板与陶瓷基板之间通过玻璃封接层密封连接。本实用新型是一种不含任何金属材质的纯陶瓷液冷板，采用同一种均匀材质，既能实现很好的散热性能，又具备良好的绝缘性能从而避免电磁涡流的存在，最终实现电子元件的最大功效。

Description

一种用于医疗核磁系统的纯陶瓷液冷板

技术领域

本实用新型涉及电力电子的液冷散热相关技术领域，具体是一种用于医疗核磁系统的纯陶瓷液冷板。

背景技术

电力电子的液冷散热，一般采用铜或者铝作为基材，首先是在基本上加工出一定形状的沟槽，然后再通过嵌入一定形状的铜管形成特定的液冷回路，从而实现对于电子元件的散热与冷却。但是，在特殊的应用场景下，比如医疗核磁等高磁场环境，容易在金属板材中形成强烈的电磁涡流，这会对依附在板材上的电子元件造成很强的干扰，从而使得器件的功能受到一定的影响，比如最终成像形成噪声；同时，电磁涡流的存在，会使得块状金属板材内部的电子加速运动，从而产品额外的热量，导致板材散热负担加重，严重情况下，会造成散热失效。

因此，为了减少电磁涡流的存在，传统方式是通过将金属基材切割成若干相对分离的小块，铝基材是U型，上面嵌入对应的铜管，形成液体的回路。不过，这种依然是采用金属基材，虽然减少了一定的电磁涡流，仍然存在上述提到的各种问题。再者，目前有采用三氧化二铝陶瓷基材，辅助铜管形成散热的液冷板技术，该技术虽然会进一步降低电磁涡流的产生，但依然不能完全杜绝。如此，使得器件不能以发挥出极致的效能。而且，陶瓷和铜管这两种异形材质的相互配合，加工难度也较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种不含任何金属材质的纯陶瓷液冷板，采用同一种均匀材质，既能实现很好的散热性能，又具备良好的绝缘性能从而避免电磁涡流的存在，最终实现电子元件的最大功效。

本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现：

一种用于医疗核磁系统的纯陶瓷液冷板，包括：陶瓷基板以及陶瓷盖板，所述陶瓷基板上设置水道，所述水道两端分别设置进水口以及出水口；

所述陶瓷盖板与陶瓷基板之间通过玻璃封接层密封连接。

进一步，所述水道为S型水道。

进一步，所述玻璃封接层是由涂覆在陶瓷盖板与陶瓷基板封接面上的玻璃焊料加热形成。

进一步，所述玻璃焊料为硼硅酸盐玻璃粉。

进一步，所述陶瓷盖板和陶瓷基板均为99％的三氧化二铝陶瓷。

进一步，所述进水口以及出水口设置在陶瓷基板同一侧，并设置有用于安装水接头的螺纹。

进一步，所述陶瓷基板和/或陶瓷盖板的封接面上设置有纵横交错的网格式凹槽。

对比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型是一种不含任何金属材质的纯陶瓷液冷板，采用同一种均匀材质，既能实现很好的散热性能，又具备良好的绝缘性能从而避免电磁涡流的存在，最终实现电子元件的最大功效。

2、本实用新型中陶瓷基板、陶瓷盖板与玻璃封接层之间是通过稳定化学键的作用结合在一起，使得他们的结合非常牢固，能够耐受较大的压力；同时两种材质结合后的热稳定性比较高，能够形成比较可靠的流道和腔体。

3、本实用新型的陶瓷盖板和/或陶瓷基板上设置的网格状凹槽，能够增加后期焊接过程中的玻璃粉焊料的毛细作用，利于组份的扩散作用，从而在玻璃封接面形成致密的封接层。

附图说明

附图1是本实用新型的总体结构示意图一；

附图2是本实用新型的总体结构示意图二；

附图3是本实用新型陶瓷基板的封接面结构示意图；

附图4是本实用新型陶瓷盖板的封接面结构示意图。

附图中所示标号：

1、陶瓷盖板；2、陶瓷基板；3、玻璃封接层；21、进水口；22、出水口；23、水道。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图1-4所示，为本实施例提供的一种用于医疗核磁系统的纯陶瓷液冷板相关结构示意图。其中，图1是由陶瓷盖板1方向看的总体结构示意图，图2是由陶瓷基板2方向看的总体结构示意图。

本实施例为了解决由于金属材质的液冷板导致核磁系统电磁涡流的问题。本实施例技术方案提供了一种不含任何金属材质的纯陶瓷液冷板，采用同一种均匀材质，既能实现很好的散热性能，又具备良好的绝缘性能从而避免电磁涡流的存在，最终实现电子元件的最大功效。

如图所示，此用于核磁设备的陶瓷冷板，包括陶瓷基板2、陶瓷盖板1，进水口21和出水口22，在所述陶瓷基板2表面设有S型水道23，冷却液通过进水口21流入陶瓷冷板，沿着S型水道23流动，过程中吸收冷板传递过来的热量，最终从出水口22流出并将热量带走。其中，所述的陶瓷基板2和陶瓷盖板1通过玻璃封接工艺进行密封焊接，该玻璃封接工艺会使得在陶瓷盖板1和陶瓷基板2之间形成一个玻璃封接层3。

作为优选，陶瓷基板2和陶瓷盖板1均采用99％的三氧化二铝陶瓷。可先在陶瓷基板2的表面通过精密机加工加工出一定的S型水道23及外形；陶瓷盖板1和/或陶瓷基板2的焊接面通过研磨工艺形成纵横交错的网格状凹槽，增加后期焊接过程中的玻璃焊料的毛细作用。进水口21和进水口22分别位于陶瓷基板2的同一侧，并通过机加工加工出螺纹，用于安装水接头。

为了进行陶瓷基板1和陶瓷盖板2的焊接，先要将加工好的陶瓷基板2和陶瓷基板1的焊接面进行必要的清洁，去除表面的杂质和油污；同时可调配与99％三氧化二铝陶瓷材质膨胀系数一致的焊料，即硼硅酸盐玻璃粉。然后调配好的玻璃粉和粘合剂均匀涂覆在陶瓷基板2和陶瓷盖板1的焊接面上；最后通过夹具固定，在气氛炉中进行高温热处理。在此温度下，玻璃粉会率先熔化，与陶瓷组分相互扩散和毛细作用，特别是陶瓷基板2和陶瓷盖板1的三氧化二铝组分会在浓度差作用下向玻璃中扩散；同时，由于焊接面也做了必要的网格化处理，所以比较利于组份的扩散作用，从而在玻璃封接面形成致密的焊接层。

陶瓷基板2、陶瓷盖板1与玻璃封接层3之间是通过稳定化学键的作用结合在一起，使得他们的结合非常牢固，能够耐受较大的压力；同时由于玻璃粉的热膨胀系数与三氧化二铝陶瓷的一致性好，所以两种材质结合后的热稳定性比较高，能够形成比较可靠的流道和腔体，使得将其用作液冷板成为可能。

更重要的，所选玻璃焊料和三氧化二铝陶瓷一样，具备极佳的绝缘性能，所以在强磁场环境下，依然能保持优秀的散热性能，避免电磁涡流的产生。使得液冷板在满足散热性能的同时，又不产生任何干扰，很好的帮助电力电子设备实现更高的效能。

本陶瓷冷板在实际使用时，首先需要明确设备中晶体模块的热源规格、界面材料和冷却水条件，可据此设计陶瓷冷板的外形以及内部流道的走向，然后采用有限元分析的方法，计算流体在陶瓷冷板内部流动所带走的热量和阻力，从而选择合适的S型水路满足设备对于散热性能的要求。在本实施例提供的一种具体实施方式中，流道截面积设置为9平方毫米，流道到热源的距离设置为3毫米，陶瓷的材质为99％的三氧化二铝陶瓷，其导热系数为28W/(m*k),通过水的对流换热，陶瓷冷板的表面温升可以控制在2.5摄氏度，其热阻约为0.005K/W，完全满足散热的需求。

Claims (6)

1.一种用于医疗核磁系统的纯陶瓷液冷板，其特征在于，包括：陶瓷基板以及陶瓷盖板，所述陶瓷基板上设置水道，所述水道两端分别设置进水口以及出水口；

所述陶瓷盖板与陶瓷基板之间通过玻璃封接层密封连接。

2.根据权利要求1所述用于医疗核磁系统的纯陶瓷液冷板，其特征在于，所述水道为S型水道。

3.根据权利要求1所述用于医疗核磁系统的纯陶瓷液冷板，其特征在于，所述玻璃封接层是由涂覆在陶瓷盖板与陶瓷基板封接面上的玻璃焊料加热形成。

4.根据权利要求3所述用于医疗核磁系统的纯陶瓷液冷板，其特征在于，所述玻璃焊料为硼硅酸盐玻璃粉。

5.根据权利要求1所述用于医疗核磁系统的纯陶瓷液冷板，其特征在于，所述进水口以及出水口设置在陶瓷基板同一侧，并设置有用于安装水接头的螺纹。

6.根据权利要求1所述用于医疗核磁系统的纯陶瓷液冷板，其特征在于，所述陶瓷基板和/或陶瓷盖板的封接面上设置有纵横交错的网格式凹槽。

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