一种柔性膜片散热器的制作方法

本发明属于热学范畴，特别是热源的传热、散热技术及装置。

背景技术

散热器应用于各种热动力转换、电光转换、电热转换等系统，它对系统运行的可靠性起着十分重要的作用。特别是在电路系统，温度十分敏感，散热问题已成为电子器件的瓶颈之一。

目前的电力电子、微电子、光电系统所采用的散热器主要包括金属翅片及涂层式、热管式、微管道式、石墨翅片式、石墨膜片式等。金属翅片及涂层式对于要求较高导热性能的场所其相对热容小、导热系数较低、重量较高、体积较大。热管式散热器只具备一维导热能力。微管道散热器需配套循环装置，造成体积大，可靠性降低。普通石墨翅片式散热器，虽然重量轻，但导热系数仍较低。石墨膜片式具有二维导热能力、重量轻等特点，但主要存在占用平面空间大，热容小、膜片的截面方向导热系数很低，当以平面接触热源时，导热效果大大降低等问题。

为了解决上述问题，中国专利cn200510054362.x公开了“一种以石墨为基底的散热座及其石墨的制造方法”，以石墨为基底的散热座，另一面设有金属面，金属表面连接有鳍片组，可以迅速吸收电子元件所发出的热源，可提高电子元器件整体的稳定性及延长使用寿命，但并未解决鳍片材料热容小的问题，散热效率也并未达到最优。而且虽然通过破碎、浸渍和石墨化的方法使散热座导热从二维变为三维，但不可避免的是平面方向导热率下降，制造成本大大增加。

中国专利cn201010160082.8公开了一种“复合结构石墨散热器及其制备方法”，由多片采用膨胀石墨复合材料的长鳍片与多片采用柔性石墨材料的短鳍片在夹持装置内交错排列，长鳍片和短鳍片的一端对齐，对齐的端面上设有导热层。这种结构的散热器具有重量轻、热阻小、接触好、生产周期短等特点。但在采用较薄的柔性膜片时，使用过程中不仅安装方向受限，而且经常会出现柔性膜片弯曲、堆积，减少有效散热面积，不适应制造大功率散热器等问题，严重影响通风散热效果；而当采用较厚坚挺的鳍片时，又大大减少有效散热面积。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：既充分利用导热膜片沿着平面的x、y两个方向的高导热系数特性，又保证有较大的散热面积、较大的热容量、较大的空气流动空间和柔性散热膜片的结构稳定性。同时实现大热容量、高传热散热效率，制造工艺简单，生产成本低，可适应大功率散热的目的。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：

一种柔性膜片散热器，其特征在于，所述柔性膜片散热器由导热膜片组、骨架、隔离栅组成，导热膜片组置于骨架内，隔离栅两端固定在骨架上；所述导热膜片组是由两片及以上小面积的柔性导热膜片与两片及以上大面积的柔性导热膜片交错排列叠置，小面积的柔性导热膜片与大面积的柔性导热膜片叠置后的一个厚度侧面或两个厚度侧面对齐磨平而成，磨平的厚度侧面紧贴热源，在小面积的柔性导热膜片与大面积的柔性导热膜片重叠面之外部分的各大面积柔性导热膜片之间形成空气间隙层，所述柔性导热膜片是沿着平面x、y两个方向的导热系数是柔性导热膜片截面z方向的导热系数1.3倍及以上的各向异性柔性导热膜片，在导热膜片组的厚度方向上设有夹紧用通孔；所述骨架由夹板和紧固件组成，所述夹板是由硬质板材制成的面积和形状与大面积的柔性导热膜片的面积相当的位于导热膜片组两高度面的两侧的薄板，骨架的厚度方向上设有与导热膜片组的夹紧通孔相对应的通孔；所述隔离栅是在硬质条形板材上装有与空气间隙层相对应数量的隔离体，隔离体穿插在各空气间隙层内，将小面积的柔性导热膜片与大面积的柔性导热膜片重叠面之外部分的各大面积柔性导热膜片隔离开，隔离栅的条形板材的两端固定在骨架的夹板的外端部。安装使用时可在导热膜片组磨平的厚度侧面与热源之间涂抹高导热率的导热胶或铺垫弹性高导热率垫片。隔离栅对柔性导热膜片的隔离定位作用不仅稳定了各柔性导热膜之间的通风空间，保证柔性导热膜不弯折、不堆积和散热效果，而且还可使散热器的安装方向不受限制，隔离栅可以是一组也可以是间隔布置多组。所述小面积的柔性导热膜片、大面积的柔性导热膜片可以是一层、也可以是多层，可以是一种厚度，也可以是不同厚度。小面积的柔性导热膜片与大面积的柔性导热膜片重叠面之外部分的各大面积柔性导热膜片可以是直线辐射状，也可以是弧形辐射状，还可以是涡旋状。

上述的一种柔性膜片散热器，可选择的技术方案是，所述骨架的夹板是对应于小面积柔性导热膜片的部分是平面形状，对应于小面积的柔性导热膜片与大面积的柔性导热膜片重叠面之外部分的夹板是向外弯曲的弧形面或扇形面形状；所述隔离栅的硬质条形板是向传热方向凸曲的弧形条板。该方案可大大增加空气流通和散热空间。

上述的一种柔性膜片散热器，可选择的技术方案是，所述小面积的柔性导热膜片、大面积的柔性导热膜片和骨架的夹板是平面方形。该方案适合于较小的安装空间。

上述的一种柔性膜片散热器，可供选择的技术方案是，所述小面积的柔性导热膜片是平面方形，大面积的柔性导热膜片和骨架的夹板是平面“凸”字形或倒“凸”字形。该方案可增加在垂直于热源面方向的空间利用率。

上述的一种柔性膜片散热器，改进的技术方案是，所述小面积的柔性导热膜片和对应于小面积柔性导热膜片部分的夹板是平面方形，对应于小面积的柔性导热膜片与大面积的柔性导热膜片重叠面之外的部分是向外弯曲的弧形面或扇形面形状。该方案可使“凸”字形或倒“凸”字形结构的散热器的空气流动空间更大。此方案的倒“凸”字形也可以演变成倒“山”形或“锚钩”形。

上述的一种柔性膜片散热器，可选择的技术方案是，所述柔性导热膜片是柔性石墨膜片或柔性石墨烯膜片或是由柔性紫铜、柔性铝导热膜片与柔性石墨膜片、石墨烯膜片交错叠置的复合膜片，所述柔性石墨膜片或柔性石墨烯膜片是做过表面防脱落处理的膜片。

上述的一种柔性膜片散热器，可供选择的技术方案是，所述骨架的夹板是在对应于导热膜片组的对齐磨平面一侧的夹板上设有支撑固定板，支撑固定板上设有安装孔。

上述的一种柔性膜片散热器，改进的技术方案是，所述隔离体是由丝、针、条弯曲的波纹形体，所述条形隔离体还可以是在直条上设有通气孔。该方案可改善通风散热效果。

上述的一种柔性膜片散热器，可供选择的技术方案是，所述的一个厚度侧面或两个厚度侧面对齐磨平的导热膜片组是两个相邻厚度侧面的一个厚度侧面对齐磨平，另一个侧面磨成弧形或两个相邻厚度侧面对齐磨平。该方案既可实现不同方位安装要求，也可实现多个散热器进行再组合安装。

上述的一种柔性膜片散热器，可供选择的技术方案是，由两个以上导热膜片组排列成三角形或方形或圆形散热器组，各导热膜片组的两个对齐磨平面的一个面紧贴热源，另一个面相互朝向散热器组的几何中心，各膜片之间的连接采用螺栓或铆接或粘结连接，散热器的几何中心的空间内可安装离心式风扇或导热体。当采用圆形组合时，小面积的柔性导热膜片与大面积的柔性导热膜片重叠面之外部分的各大面积柔性导热膜片可以是直线辐射状，也可以是弧形辐射状，还可以是涡旋状。

上述的一种柔性膜片散热器，可供选择的技术方案是，由两个以上导热膜片组排列成三角形或方形或圆形散热器组，各导热膜片组的两个对齐磨平面的一个面紧贴热源，另一个面朝向散热器组的外圆侧面，各膜片之间或散热器之间的连接采用螺栓或铆接或粘结连接，散热器的几何中心的空间内可安装离心式风扇或导热体。小面积的柔性导热膜片与大面积的柔性导热膜片重叠面之外部分的各大面积柔性导热膜片可以是直线辐射状，也可以是弧形辐射状，还可以是涡旋状。

上述的一种柔性膜片散热器，改进的技术方案是，所述骨架的夹板外表面带有散热翅片或散热凸尖台，以增加导热面积，改善导热性能。

上述的一种柔性膜片散热器，可供选择的技术方案是，所述小面积的柔性导热膜片、大面积的柔性导热膜片是由平面膜片折叠成波纹状，折叠成波纹状膜片是一层或多层，大面积波纹膜片与小面积波纹膜片交错叠置。

上述的一种柔性膜片散热器，可供选择的技术方案是，当所述交叉叠置排列的小面积的柔性导热膜片、大面积的柔性导热膜片均为长条形时，两种膜片沿长度方向成90°布置，且一个厚度侧面或相邻的两个厚度侧面对齐磨平。

有益效果：本发明的一种柔性膜片散热器，不仅可在任意方向安装，保证柔性导热膜不弯折、不堆积，而且可同时实现热容量大、传热速度快、散热效率高，制造工艺简单，生产成本低的效果。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

附图说明：

图1为本发明的一种大面积膜片和夹板呈“凸”字形、夹板和大面积膜片的三个端部向外弯曲的柔性膜片散热器俯视示意图。

图2为图1的左侧视图。

图3为本发明的一种条形大面积柔性导热膜片和条形小面积柔性导热膜片的一个厚度侧面对齐，两种膜片沿长度方向成90°布置的示意图。

图4为本发明的一种条形大面积柔性导热膜片和条形小面积柔性导热膜片的两个厚度侧面对齐，两种膜片沿长度方向成90°布置的示意图。

图5为本发明的一种多组两厚度侧面对齐的柔性膜片散热器组合成圆柱形散热器组的示意图。

图6为本发明的一种大面积膜片和夹板呈倒“凸”字形的柔性膜片散热器导热膜片组的布置图。

具体实施方式

实施例1：附图1、图2所示的一种柔性膜片散热器，由导热膜片组10、骨架20、隔离栅30组成，导热膜片组10置于骨架20内，隔离栅30固定在骨架20上；导热膜片组10是由若干片方形小面积的柔性导热膜片11与若干片“凸”字形大面积的柔性导热膜片12交错排列叠置，小面积的柔性导热膜片11与大面积的柔性导热膜片12组合后的一个厚度侧面a对齐磨平，磨平的厚度侧面用导热胶黏贴在集成电路40表面，在小面积的柔性导热膜片11与大面积的柔性导热膜片12重叠面之外部分的各大面积柔性导热膜片之间形成空气间隙层，导热膜片是沿着平面x、y两个方向的导热系数是导热膜片截面z方向的导热系数5倍的各向异性膜片。骨架20由夹板21和螺栓22组成，夹板是由铝板材料制成的面积与大面积的柔性导热膜片12的面积和形状相当的位于导热膜片组10两高度面侧的薄板，骨架20的厚度方向上设有与导热膜片组的夹紧通孔相对应的通孔；隔离栅30是在条形铝板31上装有与空气间隙层相对应数量的波形隔离针32，隔离针32穿插在各空气间隙层内，将小面积的柔性导热膜片与大面积的柔性导热膜片重叠面之外部分的各大面积柔性导热膜片12隔离开，隔离栅30的条形铝板31的两端固定在骨架20的夹板21的外端部。

实施例2：图3所示是一种条形大面积柔性导热膜片12和条形小面积柔性导热膜片11交错叠置的柔性膜片换热器，叠置后的一个厚度侧面a对齐，两种膜片沿长度方向成90°布置。图中40是被散热热源。

实施例3：图4所示是一种条形大面积柔性导热膜片12和条形小面积柔性导热膜片11交错叠置的柔性膜片换热器，叠置后的两个厚度侧面a、b分别对齐，两种膜片沿长度方向成90°布置。图中40是被散热热源。

实施例4：图5所示是一种由8组两厚度侧面对齐的柔性膜片散热器组合成圆柱形散热器组的俯视示意图。图中11是小面积导热膜片，12是大面积导热膜，21是夹板，31是骨架的弧形条板，32是波纹形隔离体，41是位于散热器组几何中心与热源和散热器垂直侧面接触的圆柱形导热体。

实施例5：图6为一种大面积膜片和夹板呈倒“凸”字形的柔性膜片散热器的导热膜片组布置图。图中11是小面积导热膜片，12是大面积导热膜，叠置后的一个厚度侧面a对齐，并用导热胶黏贴在集成电路40的上表面。两种膜片沿长度方向成90°布置。此方案的倒“凸”字形也可以演变成倒“山”形或“锚钩”形。

尽管已经结合优选实施方式描述了本发明的装置，但是本发明不限于本文所述的具体形式，相反，其目的在于覆盖理所当然会落入所述权利要求书限定的本发明范围内的各种替代方式、改型、各种特征要素的再组合而衍生的新组合和等同体。