一种换热单元及换热阵列结构的制作方法

本发明涉及电子器件保温散热，具体涉及一种换热单元及换热阵列结构。

背景技术：

1、近年来，随着科学技术的不断革新，电子器件逐渐往集成化、高功率密度化和微型化发展，从而导致电子器件单位面积的耗散功率越来越大，表面热流密度不断提高，如今应用于科技行业的高端芯片甚至达到500w/cm2左右。研究表明，超过55％的电子设备失效是由工作温度超过限定值引起的，极端温度也会导致电子器件使用寿命下降，如果电子器件的工作温度超过限定值10℃，其可靠性就会降低约50％。

2、现有技术中的换热器，当电子器件温度过高时，通过换热器与外界对流换热，以降低电子器件的温度，避免电子器件的工作温度超过限定值，当外部环境温度过低时，需要通过外部供能以保证电子器件处于合适的工作温度。使用外部供能时需要额外控制驱动系统，因此传统技术中的换热器结构复杂，控制困难，造价成本高。

技术实现思路

1、因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的换热器结构复杂控制困难，造价成本高的缺陷，从而提供一种自适应控制的换热单元即换热阵列结构。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

3、一种换热单元，包括：换热基座、隔热框架和记忆锁合件；所述隔热框架固定安装于所述换热基座上；所述记忆锁合件与所述换热基座固定连接，所述记忆锁合件具有吸热时的伸展状态以及放热时的弯曲状态，在所述伸展状态下，所述记忆锁合件与所述隔热框架相互分离以使得所述换热基座与外界对流换热，在所述弯曲状态下，所述记忆锁合件与所述隔热框架相互扣合以使得所述换热基座与外界热隔绝。

4、根据本发明的一些实施例，所述记忆锁合件包括形状记忆合金以及绝热层，所述记忆合金包括相连接的驱动部和形变部，所述驱动部与所述换热基座连接，所述绝热层铺设于所述形变部表面，所述驱动部受温度驱动，使所述形变部处于所述伸展状态或与所述弯曲状态。

5、根据本发明的一些实施例，所述换热基座的温度≥奥氏体结束转变温度，所述记忆锁合件为所述伸展状态，所述换热基座的温度≤马氏体完全转变温度，所述记忆锁合件为弯曲状态且与所述隔热框架相互扣合。

6、根据本发明的一些实施例，所述绝热层至少设有两层，所述形变部位于两层所述绝热层之间。

7、根据本发明的一些实施例，所述绝热层由陶瓷或硅酸铝材质制成。

8、根据本发明的一些实施例，所述绝热层厚度为0.1mm－2mm，所述形状记忆合金的厚度0.1mm－1mm。

9、根据本发明的一些实施例，所述换热基座的上表面设有换热翅片，所述换热翅片的形状为三角形、梯形椭圆形、叶形或圆形。

10、根据本发明的一些实施例，所述换热基座由金属材料制成。

11、根据本发明的一些实施例，所述记忆锁合件通过扦插、焊接或套装的方式与所述换热基座固定连接，所述隔热框架通过套装或螺纹连接的方式与所述换热基座连接。

12、本发明还提供了一种换热阵列结构，包括多个所述换热单元，多个所述换热单元呈线性阵列分布，相邻两个所述换热单元之间可拆卸连接。

13、本发明技术方案，具有如下优点：

14、1.本发明提供的换热单元，通过将换热基座安装在电子器件的外表面，电子器件通过热传递将温度传递到换热基座上，当换热基座温度升高时，连接在换热基座上的记忆锁合件吸收换热基座的热量，记忆锁合件的温度升高，记忆锁合件处于伸展状态，记忆锁合件与隔热框架分离，以使得换热基座与外界进行自然或强制对流换热，以降低换热基座的温度，进而降低电子器件的温度；当外界温度较低时，记忆锁合件的温度传递到换热基座上，记忆锁合件的温度降低，处于弯曲状态，此时记忆锁合件与隔热框架相互扣合，以对换热基座和外界进行热隔绝，进而避免电子器件温度的散失，保证电子器件在合适的工作温度下运行。该换热单元通过温度驱动记忆锁合件的变形，进而控制换热基座的换热，从而实现对电子器件的温度控制，该结构简单，实现自适应调节，无需人为干预控制，可靠性高，结构紧凑，成本低。

15、2.本发明提供的换热单元，通过在记忆锁合件的外表面设置绝热层，提高记忆锁合件在与隔热框架处于扣合时的绝热性能，提高保温性。

16、3.本发明提供的换热单元，绝热层至少设有两层，形变部设置于两层绝热层之间，以实现双向隔热。

17、4.本发明提供的换热单元，通过金属材料制成的换热基座，具有高换热性能，将换热基座安装在电子器件表面后，可实现高效的热传递。

18、5.本发明提供的换热阵列结构，通过将多个换热单元进行线性连接，并安装在电子器件上，可实现电子器件表面的大面积换热。

技术特征：

1.一种换热单元，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的换热单元，其特征在于，所述记忆锁合件(3)包括形状记忆合金(31)以及绝热层(32)，所述形状记忆合金(31)包括相连接的驱动部和形变部，所述驱动部与所述换热基座(1)连接，所述绝热层(32)铺设于所述形变部表面，所述驱动部受温度驱动，使所述形变部处于所述伸展状态或与所述弯曲状态。

3.根据权利要求2所述的换热单元，其特征在于，所述换热基座(1)的温度≥奥氏体结束转变温度，所述记忆锁合件(3)为所述伸展状态，所述换热基座(1)的温度≤马氏体完全转变温度，所述记忆锁合件(3)为弯曲状态且与所述隔热框架(2)相互扣合。

4.根据权利要求2所述的换热单元，其特征在于，所述绝热层(32)至少设有两层，所述形变部位于两层所述绝热层(32)之间。

5.根据权利要求4所述的换热单元，其特征在于，所述绝热层(32)由陶瓷或硅酸铝材质制成。

6.根据权利要求2或4所述的换热单元，其特征在于，所述绝热层(32)厚度为0.1mm－2mm，所述形状记忆合金(31)的厚度0.1mm－1mm。

7.根据权利要求1所述的换热单元，其特征在于，所述换热基座(1)的上表面设有换热翅片(4)，所述换热翅片(4)的形状为三角形、梯形、椭圆形、叶形或圆形。

8.根据权利要求7所述的换热单元，其特征在于，所述换热基座(1)由金属材料制成。

9.根据权利要求1所述的换热单元，其特征在于，所述记忆锁合件(3)通过扦插、焊接或套装方式与所述换热基座(1)固定连接，所述隔热框架(2)通过套装或螺纹连接方式与所述换热基座(1)连接。

10.一种换热阵列结构，其特征在于，包括多个权利要求1至9任一项所述换热单元，多个所述换热单元呈线性阵列分布，相邻两个所述换热单元之间可拆卸连接。

技术总结
本发明公开了一种换热单元即换热阵列结构换热单元，包括：换热基座、隔热框架和记忆锁合件。当换热基座温度升高时，记忆锁合件吸热温度升高，处于伸展状态，记忆锁合件与隔热框架分离，以使得换热基座与外界进行自然或强制对流换热，以降低换热基座的温度，进而降低电子器件的温度；当外界温度较低时，记忆锁合件放热后温度降低，处于弯曲状态，此时记忆锁合件与隔热框架相互扣合，以对换热基座和外界进行热隔绝，进而避免电子器件温度的散失。该换热单元通过温度驱动记忆锁合件的变形，进而控制换热基座的换热，从而实现对电子器件的温度控制，该结构简单，实现自适应调节，无需人为干预控制，可靠性高，结构紧凑，成本低。

技术研发人员：邹洋,汤勇,郭桂庆,汤铠瑞,蒋宁华,王钻开
受保护的技术使用者：佛山市顺德区精艺万希铜业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13