[發明專利]一種解決發熱元件熱傳導通道阻斷問題的散熱結構

有效

• 申請號: 201711286588.1
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108024481B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 楊盛林;張宇;李德春;王曉丹;吳國強
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七0七研究所
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 12209 天津盛理知識產權代理有限公司
• 代理人: 王倩<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明涉及一種解決發熱元件熱傳導通道阻斷問題的散熱結構方案，方案中主要涉及發熱元件安裝基板、導熱板、發熱元件和散熱器相互之間的配合關系，散熱器位于發熱元件上方，散熱器的內底面與發熱元件的上表面(發熱面)緊密貼合，散熱器的內側壁與導熱板立板的外側壁貼合固緊；導熱板的水平板的高度為L1，導熱板的整體高度為L4，發熱元件的高度為L3，散熱器的高度為L2，上述的尺寸要求L4<L3，L3>L1+L2。本發明是一種能有效解決發熱元件熱傳導通道阻斷問題的散熱結構方案，采用本散熱結構方案能快速有效地將發熱元件的熱量完全散出，保證發熱元件工作溫度不超限，同時降低系統內部工作溫度，為內部器件提供良好的工作環境溫度，保證器件的精度和使用壽命，從而提高系統的輸出精度和可靠性。

技術領域

本發明屬于慣導系統技術領域，涉及在慣導系統中如何為發熱元件建立有效的傳熱路徑，降低系統內部空間溫度，具體涉及一種解決發熱元件熱傳導通道阻斷問題的散熱結構方案。

背景技術

慣導系統內部空間溫度以及發熱元件的工作溫度一直是系統設計過程中急需考慮并需有效處理的問題。發熱元件的熱量若無法有效導出，其自身溫度會升高，同時使系統內部空間溫度整體升高，導致內部器件一直工作在高溫狀態，影響器件精度和使用壽命；同時，過高的內部溫度也會增加系統溫控難度，降低系統輸出精度。

慣導系統安裝的發熱元件散熱面一般位于其殼體上表面，通常需要加裝散熱器將殼體表面的熱量導出到散熱器上，然后一部分熱量通過風冷散到周圍空氣中，一部分熱量再次通過傳導傳到導熱板上，最后再通過某種方式將熱量完全導出，從而保證發熱元件的工作溫度處于要求范圍內，如圖1所示。所以，發熱元件殼體到散熱器、散熱器到導熱板之間熱通路的熱阻必須要小，而且禁止出現熱傳導通道阻斷才能使熱量順利的完全導出，從而實現系統內部低溫溫控，提升系統工作的可靠性。此時，需要L1+L2＝L3，L1為熱通路中導熱板厚度、L2為熱通路中散熱器相關厚度、L3為發熱元件厚度。要使L1+L2＝L3，需要精確計量發熱元件厚度L3，導熱板厚度L1和散熱器厚度L2需要分配尺寸公差并進行嚴格控制。

但是，由于發熱元件、散熱器以及導熱板相關尺寸很難完全匹配，通常在這條熱通路上會存在縫隙，使熱傳導通道阻斷，熱阻大幅增大，形成熱斷路，導致發熱元件工作溫度上升甚至超溫、器件損壞。此時，如果發熱元件厚度小于導熱板厚度與散熱器厚度之和時，即L1+L2＝L3+δ1，發熱元件和散熱器之間形成縫隙δ1，熱傳導通道阻斷，如圖2所示；如果發熱元件厚度大于導熱板厚度與散熱器厚度之和時，即L1+L2+δ2＝L3，導熱板和散熱器之間形成縫隙δ2，熱傳導通道阻斷，如圖3所示。

發明內容

本發明的目的在于彌補現有技術的不足之處，提供一種能有效解決發熱元件熱傳導通道阻斷問題的散熱結構方案，規避計量工作、降低機加工難度并能徹底消除發熱元件、散熱器以及導熱板這條熱通路可能存在的熱傳導通道阻斷問題，避免熱阻大幅增大，保證發熱元件的工作溫度，同時降低系統內部整體工作溫度，提升系統溫控精度，從而提高系統的輸出精度。

本發明的目的是通過以下技術手段實現的：

一種解決發熱元件熱傳導通道阻斷問題的散熱結構，主要涉及發熱元件安裝基板、導熱板、發熱元件和散熱器相互之間的配合關系，發熱元件和導熱板均安裝在發熱元件安裝基板上，且導熱板位于發熱元件的外側，其特征在于：所述的導熱板由水平板和立板構成，水平板安裝在發熱元件安裝基板上；散熱器位于發熱元件上方，該散熱器的內底面與發熱元件的上表面(發熱面)緊密貼合，該散熱器的內側壁與導熱板立板的外側壁貼合固緊；導熱板的水平板的高度為L1，導熱板的整體高度為L4，發熱元件的高度為L3，散熱器的高度為L2，上述的尺寸要求L4＜L3，L3>L1+L2。

而且，所述的發熱元件安裝基板為金屬或者非金屬基板。

而且，所述的導熱板材料的導熱系數要求大，本身具備良好的熱傳導性；導熱板最好為一整體結構，其具體結構形式可根據發熱元件形狀設定。