CN217563976U - 一种碳系高导热材料和相变材料结合的散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种碳系高导热材料和相变材料结合的散热器，所述散热器包括散热框架和高导底板。散热框架由上部分散热翅片和下部分腔体构成，腔体底部分隔成交替分布的大小腔体，大腔体内填充相变材料充当热量蓄能器，小腔体内纵向填充高导材料提高散热器厚度方向的传热能力。高导底板为一块金属封装热解石墨的底板，可以实现热源处热量的快速均匀。

Description

一种碳系高导热材料和相变材料结合的散热器

技术领域

本实用新型属于热管理领域，具体涉及一种碳系高导热材料和相变材料结合的散热器。

背景技术

现如今散热器已经被广泛应用于各个领域，随着科技的进步，电子元器件向多功能、小型化、高集成度的方向发展，发热功耗也明显增大。如果热量没有及时散出，极大可能会损坏电子元器件，导致元器件寿命和性能大幅下降。

在实际的应用过程中如果遇到外界环境温度急剧变化，例如飞行器垂直起降过程、激光武器在发射时、航天飞行器快速变轨旋转背对太阳或面对太阳时，或者器件由于电流不稳定突然发热时，普通的散热器无法短时间内将热量吸收储存并散去，就会导致电子器件损坏，甚至烧毁，带来极大的安全隐患。同时在外界环境温度过低时元器件工作效能降低影响整个机体的工作性能，因此目前急需一款在短时间内能够大量吸收热量并且能够在外界温度过低时为元器件加热的散热器。

因此本实用新型提出了一种碳系高导热材料和相变材料结合的散热器，该散热器不仅可以实现热量的快速均匀，而且可以实现对短时间内产生的大量热能进行储能吸收，以及在后续外界强冷条件下逐步释放热量，实现强冷条件下器件的保温功能。

发明内容

发明目的：为了解决背景技术中所提出的技术要求，本发明提供了一种碳系高导热材料和相变材料结合的散热器。热量先通过高导底板实现热量的快速均匀，使热量快速导入相变腔体，之后一部分热量通过相变腔体纵向放置的导热材料传至散热翅片，进而与空气对流进行热交换，另一部分热量被相变材料吸收储存。

技术方案：

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案，请参考附图1是一种碳系高导热材料和相变材料结合的示意图；附图2是一种碳系高导热材料和相变材料结合的散热器的结构示意图。

本实用新型所述的高导底板的制作步骤为：

1]选取特定尺寸的块状高导材料，并进行金属化处理；

2]将高导材料放入金属壳体中，对金属壳体进行热等静压处理，实现焊接；或是将高导材料放入石墨模具中，通过发泡金属进行定位，再通过压力浸渗实现高导材料的金属封装。

本实用新型所述的散热器的制作步骤为：

1]选取金属基材，通过CNC加工，加工出内腔；

2]在特定温度作用下，向相变腔内填装相变材料，导热腔内填装高导热基材并填充液态金属或低温焊料；

3]实现高导底板与散热框架腔体开口区域的焊接；

4]通过CNC进行二次精加，加工出散热翅片。

有益效果

1）该散热器采用高导底板实现了热量的快速均匀；

2）该散热器的导热腔纵向插入多个导热材料可以实现热量在纵向的快速扩展，以便于将热量更快地传至散热翅片；

3）该散热器的相变腔中填充大量的相变材料，可以用于吸收过多的热量，充当热量蓄能器，可以满足器件瞬间功率加大、外界的温度冲击、大功率器件间歇工作，亦或是冷热交变工作环境下的制冷与保温兼顾的需求。

附图说明

图1是本实用新型所提供的碳系高导热材料和相变材料结合的示意图；

图2是本实用新型所提供的碳系高导热材料和相变材料结合的散热器的结构示意图；

附图明细如下：

1-散热翅片；2-相变腔体；3-左相变腔；4-导热腔5-右相变腔；6-中部相变腔；7-相变材料；8-碳系高导热材料；9-导热腔体；10-碳系高导热材料；11-导热腔体底盖。

具体实施方式：

为了使本实用新型的发明目的和技术方案更加清楚明了，结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明，但不应视为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施方式包括高导底板的加工和散热框架的加工。

高导底板的加工：

1）选取特定尺寸的热解石墨块进行去油处理；

2）将清洗后的热解石墨块放入调配好的电镀液中，加上给定的电流，通过电镀实现热解石墨表面的金属化；

3）取出金属化后的热解石墨，进行超声波清洗，之后放入铝合金封装基板中；

4）在真空度为1×10^-4Pa，温度为610℃的真空炉中完成基板的焊接；

5）焊接后，自然冷却至室温，再通过CNC进行精加工。

散热框架的加工：

1）散热框架进行内腔体的CNC加工；

2）将金属化后的热解石墨放入导热槽体中，缝隙中灌入镓铟合金；

3）将散热框架基体加热到150℃，高温下灌封石蜡基定型相变材料；

4）在真空度为1×10^-4Pa，温度为610℃的真空炉中完成高导底板和散热框架的焊接；

5）焊接后，自然冷却至室温，再通过CNC加工出散热翅片。

Claims (5)

1.一种碳系高导热材料和相变材料结合的散热器，包括散热框架和底板，其特征在于，所述散热框架的腔体底部填充有多块纵向排布的高导材料，提升厚度方向传热效率，腔体底部填充有相变材料，和高导材料交错分布；散热框架底部用于密封的底板内置有高导材料，实现热量快速传递，散热框架顶部分布有散热翅片。

2.根据权利要求1所述的散热器，其中散热框架的特征在于，散热框架腔体底部分隔成交替分布的大小腔体，小腔体内填充纵向排布的高导材料，大腔体内填充相变材料，并选用液态金属或低熔点焊料填充以保证腔内紧实；高导材料为热解石墨，相变材料为用于电子散热的相变材料。

3.根据权利要求1所述的散热器，其中散热框架的材质为铝合金。

4.根据权利要求1所述的散热器，其中底板的特征在于，底板为内置有高导材料的金属封装板，高导材料包括块状石墨烯、块状热解石墨、块状人造金刚石。

5.根据权利要求1所述的散热器，其中底板和散热框架焊接成整体。

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