一种层状异形导热板的制作方法

本发明关于一种热传导技术，尤指一种层状异形构造的高导热材料，主要应用于大功率的元器件的传散热领域。

背景技术：

随着电子技术的飞速发展，电子元器件尺寸越来越小，同时运算速度越来越快，发热量也越来越大，这就对元器件散热提出了更高的要求，需采用散热产品来有效带走热量。目前市场上高导热性能材料主要是石墨烯及金属材料铜，高导热产品主要是有相变均温板及热管。石墨烯厚度小，平面方向导热系数高，但厚度方向导热系数低，能承载的热量小，且随着厚度增加传热性能逐渐降低，成本高，使用范围小；金属铜的导热系数高，导热能力受环境影响小，机加性好，成本低，但是密度大，无法满足某些对重量比较敏感的使用场景；相变均温板及热管主要靠液态工质相变进行传热，导热性能高，但其导热原理决定了其受重力和环境影响大，而且存在工质泄漏导致失效的风险。所以不能满足高热流密度器件既减重，同时又能在恶劣环境稳定工作及更高可靠性的散热需求。

传统的导热材料，铜导热系数高，但的密度较大，石墨烯能承载的热量很小，使用范围受限，相变均温板和热管导热能力高，但其导热性能受重力和环境影响大，而且存在工质泄漏导致失效的风险。不能满足某些高热流密度器件在恶劣环境工作、减重及更高可靠性的使用要求。

技术实现要素：

本发明提出了一种层状异形构造的高导热材料。采用铝合金与高导热材料复合技术，依靠自身高导热特性进行传热，导热性能不受散热条件限制，导热性高、密度小，无液态工质，不存在漏液失效的风险，可靠性高，使用寿命长。

技术方案

一种层状异形导热板，由高导热率材料1、基体3、盖板2三部分组成。基体3、盖板2材料为金属，基体3上设有若干支撑导热柱，高导热率材料1中间设计有与支撑导热柱相互匹配的通孔，基体3内部空间嵌入高导热率材料1，盖板2与基体3焊接为一体，使高导热率材料1与其紧密接触。

所述金属为铝合金。

高导热率材料1为石墨烯材料。

高导热率材料1为波浪形状。

所述基体3中间设置有传热层。

所述导热板可多层叠加传递导热。

所述导热板按需求加工为不同形状。

所述盖板2表面为光滑平面，且盖板2表面及与基体3接触的面，粗糙度均小于1.6。

技术效果

该材料有如下优点：1、可嵌入应用于固态均温板；2、多层异形结构可解决不同金属热膨胀系数差异性造成的接触热阻增大问题；3、易于焊接，导热性高；4、导热性能受环境影响小，不受散热条件限制，能传导热量高；5、密度小，内部无液态工质，不存在漏液失效的风险，可靠性高，使用寿命长。

附图说明

图1为导热板结构组成图

图2为基体结构俯视图

图3为高导热率材料结构图

具体实施方式

根据说明书附图，进行下一步说明

1、该材料为一种层状异形构造结构，由基体、盖板和高导热率材料三部分组成。在金属基体内嵌入高导热率材料，通过焊接工艺将其组合在一起。

2、高导热率材料中间设计有通孔，平面方向加工成波浪形状。保证高导热率材料与另两个零件的紧密接触，保证传热性能不受影响。

3、铝合金基体两面设计有一定数量的凸台，提高了产品厚度方向的导热能力，保证了产品焊接后三种零件的良好接触。

该材料为一种层状异形构造的高导热材料，由高导热率材料1、基体3、盖板2三部分组成。如图1所示，基体3、盖板2材料为金属，基体3上设有若干支撑导热柱，基体3内部空间嵌入高导热率材料，盖板2与基体3焊接为一体，使高导热率材料1与其紧密接触，保证产品的传热性能。如图2所示，基体上设计有一定数量的凸台，保证了焊接后高热率材料与盖板和基体紧密接触，提高了材料厚度方向的导热能力，同时保证了整个产品的机加性。如图3所示，高导热率材料中间设计有通孔，平面方向加工成波浪形状。不同材料热膨胀系数不同，在温度变化较大的情况下，会影响高热率材料与其他两种零件的接触面积，影响产品传热性能，该结构可以有效的保证高导热率材料与另两个零件的紧密接触，保证传热性能不受影响。盖板设计为平板结构，便于与高导热材料良好的接触及与基体焊接。

所述金属为铝合金。铝合金导热系数高，密度小，能满足对减重的要求。

高导热率材料1为石墨烯材料。石墨烯材料导热系数高，重量轻。

高导热率材料1为波浪形状。可以保证高导热率材料与另两个零件紧密接触，保证传热性能。

所述基体3中间设置有传热层。增强了导热板厚度方向的导热能力。

所述导热板可多层叠加传递导热。实现大功率高热流密度元器件散热。

所述导热板按需求加工为不同形状。机加性能好，能满足客户个性化定制的需求。

所述盖板2表面为光滑平面，且盖板2表面及与基体3接触的面，粗糙度均小于1.6。接触面光滑，可以保证金属零件与高导热率材料的接触面积，或者可以通过钎焊方式，使用钎料来增加两种零件的接触面积。

技术特征：

1.一种层状异形导热板，其特征在于：由高导热率材料(1)、基体(3)、盖板(2)三部分组成；基体(3)、盖板(2)材料为金属，基体(3)上设有若干支撑导热柱，高导热率材料(1)中间设计有与支撑导热柱相互匹配的通孔，基体(3)内部空间嵌入高导热率材料(1)，盖板(2)与基体(3)焊接为一体，高导热率材料(1)与其紧密接触。

2.根据权利要求1所述的一种层状异形导热板，其特征在于：所述金属为铝合金。

3.根据权利要求1所述的一种层状异形导热板，其特征在于：高导热率材料(1)为石墨烯材料。

4.根据权利要求1所述的一种层状异形导热板，其特征在于：高导热率材料(1)为波浪形状。

5.根据权利要求1所述的一种层状异形导热板，其特征在于：所述基体(3)中间设置有传热层。

6.根据权利要求1所述的一种层状异形导热板，其特征在于：所述导热板可多层叠加传递导热。

7.根据权利要求1所述的一种层状异形导热板，其特征在于：所述导热板按需求加工为不同形状。

8.根据权利要求1所述的一种层状异形导热板，其特征在于：所述盖板(2)表面为光滑平面，且盖板(2)表面及与基体(3)接触的面，粗糙度均小于1.6。

技术总结
本发明关于一种热传导技术，尤指一种层状异形构造的高导热材料，主要应用于大功率的元器件的传散热领域。一种层状异形导热板，由高导热率材料、基体、盖板三部分组成。基体、盖板材料为金属，基体上设有若干支撑导热柱，高导热率材料中间设计有与支撑导热柱相互匹配的通孔，基体内部空间嵌入高导热率材料，盖板与基体焊接为一体，使高导热率材料1与其紧密接触。易于焊接，导热性高；导热性能受环境影响小，不受散热条件限制，能传导热量高；密度小，内部无液态工质，不存在漏液失效的风险，可靠性高，使用寿命长。

技术研发人员：米尔为;王红;郭凯
受保护的技术使用者：太原航空仪表有限公司
技术研发日：2019.12.24
技术公布日：2020.05.22