[發(fā)明專利]納米管復(fù)合PCM組合相變溫控組件的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811263199.1
• 申請(qǐng)日: 2018-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN109321212A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇欣;賴復(fù)堯;閻德勁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南電子技術(shù)研究所（中國電子科技集團(tuán)公司第十研究所）
• 主分類號(hào): C09K5/06
• 分類號(hào): C09K5/06;B23K15/00
• 代理公司: 成飛(集團(tuán))公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

本發(fā)明提出的一種碳納米管復(fù)合PCM組合相變溫控組件的制備方法，旨在提供一種相變潛熱大，導(dǎo)熱效果更好的相變溫控組件的制備方法，本發(fā)明通過下述技術(shù)方法予以實(shí)現(xiàn)：將熱解石墨鑄造在金屬導(dǎo)體封裝容器的熱沉底部及垂直熱壁面中；采用超聲振蕩方式對(duì)碳納米管與相變材料進(jìn)行復(fù)合，形成碳納米管復(fù)合相變材料，并通過真空共融方式將液態(tài)碳納米管復(fù)合相變材料填充在導(dǎo)熱增強(qiáng)骨架內(nèi)部；將導(dǎo)熱增強(qiáng)骨架焊接在所述相變腔腔體中，構(gòu)成熱解石墨U形包繞導(dǎo)熱增強(qiáng)骨架的多層相變潛熱自控調(diào)節(jié)層次，由相變腔形成隔溫緩沖層；最后采用電子束焊方式將蓋板焊接在金屬導(dǎo)體封裝容器階梯孔口上，圍成封閉型相變溫控組件，并根據(jù)需要加工出外形尺寸。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電子器件熱控制領(lǐng)域的一種基于導(dǎo)熱增強(qiáng)骨架的碳納米管復(fù)合材料相變溫控組件的制備方法。

背景技術(shù)

隨著電子設(shè)備向著小型化、高集成化方向的高速發(fā)展，相變溫控所具有的獨(dú)特性質(zhì)使其在間隙性或周期性運(yùn)轉(zhuǎn)的電子設(shè)備的溫控上獲得了廣泛應(yīng)用和高速發(fā)展。

相變溫控技術(shù)的原理是利用相變材料(Phase Change Material,PCM)在某一特定溫度下，從低熵聚集態(tài)轉(zhuǎn)變到高熵聚集態(tài)物質(zhì)時(shí)需吸收大量熱量而轉(zhuǎn)變過程中溫度基本保持不變的性質(zhì)，進(jìn)而調(diào)整、控制溫控對(duì)象周圍環(huán)境溫度。待溫控對(duì)象停機(jī)期間相變材料再將吸收的熱量釋放到環(huán)境中,為下一次工作周期做好準(zhǔn)備。相變材料是利用工質(zhì)在熔化過程中吸收大量相變潛熱，并保持溫度相對(duì)恒定的特點(diǎn)達(dá)到溫控的目的。針對(duì)內(nèi)部沒有冷源可以利用的電子設(shè)備，利用相變裝置吸收多余熱量是解決電子設(shè)備熱短路區(qū)域局部高溫的有效途徑之一。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：用相變材料進(jìn)行溫控的集成電路的溫度比不使用相變材料進(jìn)行溫控的集成電路的溫度平均低7～8℃。

通常，相變溫控組件主要由相變材料、導(dǎo)熱增強(qiáng)體或?qū)崽盍虾头庋b容器等三個(gè)主要部分組成。封裝在組件內(nèi)部的相變材料是整個(gè)組件的核心，其作用是實(shí)現(xiàn)溫控功能。導(dǎo)熱增強(qiáng)型相變材料由于良好的導(dǎo)熱性能，能夠很好地發(fā)揮相變吸熱能力，對(duì)降低集成電路熱短路區(qū)域的局部高溫具有顯著效果；金屬殼體內(nèi)、外同時(shí)使用低溫和中溫相變裝置，能夠?qū)⒓呻娐分車饘贇んw溫度控制在允許工作溫度范圍內(nèi)。目前采用的導(dǎo)熱增強(qiáng)體通常包括金屬泡沫、肋片、蜂窩等，或是采用金屬粉、石墨粉等填充的導(dǎo)熱填料。泡沫金屬是一種在金屬基體中均勻分布著大量連通和不連通的孔洞的新型輕質(zhì)多功能材料，其結(jié)構(gòu)具有密度小，孔隙率高'比表面積大等特點(diǎn)，將其作為填充材料運(yùn)用到相變儲(chǔ)能裝置中，可以提高裝置的整體熱性能。導(dǎo)熱增強(qiáng)體的作用是提高相變材料的導(dǎo)熱能力，減小相變過程中產(chǎn)生的溫度梯度等。外部封裝容器的作用是防止相變材料在相變過程中熔化所導(dǎo)致的液相流失(固-液相變)或升華導(dǎo)致的氣相損失(相變)，若沒有合適的容器盛裝，相變材料會(huì)發(fā)生泄露，導(dǎo)致相變溫控組件的溫控能力下降，甚至?xí)?duì)溫控目標(biāo)件造成破壞。一般而言，封裝容器的材料為鋁合金材料，但其導(dǎo)熱系數(shù)僅為180～240W/mK，單純的鋁材料導(dǎo)熱系數(shù)難以進(jìn)一步提高。