[發明專利]一種流動性材料填充的石墨導熱板

在審

• 申請號: 201811538658.2
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109462965A
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 楊明明;趙亮;董進喜;趙航
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司西安航空計算技術研究所
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

一種流動性材料填充的石墨導熱板，由第一金屬框架、流動性填充材料、石墨導熱片、第二金屬框架組成，在石墨導熱片與第一、二框架之間填充一種熱導率大于3w/(mk)的流動材料。采用該種方式，即使溫度出現了明顯變化，兩種材料也會通過流動材料緊密地結合在一起。由于選用的流動材料具有熱導率高的特點，使得石墨導熱片與框架材料之間的熱阻很小。這樣，整個石墨導熱板的熱導率不會因為增加了流動材料而出現下降。

技術領域

本發明屬于導熱結構設計技術領域，具體涉及一種流動性材料填充的石墨導熱板。

背景技術

在現有以及以后較長一段時間內，對流冷卻+傳導冷卻仍然是機載電子設備散熱的主要方式。采用該散熱方式時，電子模塊的熱量利用模塊的導熱板通過傳導方式傳遞到機箱側壁，再由外部的冷卻空氣將熱量帶到機箱外部。影響這種散熱方式的散熱效果主要有兩個方面，分別是導熱板的熱導率和機箱的換熱效率。根據傳熱學的相關理論，對于熱量均勻分布的電子模塊來說，導熱板的最高溫度與最低溫度之間的溫差Δt與導熱板的熱導率成反比，熱導率越高，溫差Δt就會越小。當導熱板的熱導率提高到200％，溫差Δt就會減少50％；當導熱板的熱導率提高到400％，溫差Δt就會減少25％。以目前常用6U模塊為例，導熱板的材料為6061鋁合金，6061鋁合金的熱導率為180W/(m·K)，模塊功耗為80W時，模塊的溫差Δt大約為30℃。如果將模塊導熱板的材料更換為高熱導率的材料，當熱導率達到360W/(m·K)，模塊的溫差Δt大約為15℃。如果將模塊導熱板的材料更換為高熱導率的材料，當熱導率達到900W/(m·K)，模塊的溫差Δt大約為6℃。

石墨是大自然中導熱率很高的一種材料，通過熱解工藝加工的石墨稱之為高導熱石墨,其導熱率最高可以達到1700W/m·℃。以APG材料加工的導熱板稱之為石墨導熱板。如果能用石墨代替目前常用的鋁合金材料就可以大幅降低模塊的溫差。盡管石墨具有熱導率高的突出優點，但是其存在強度低和熱膨脹與鋁合金不匹配的缺點制約其作為機載計算機導熱板的最大障礙。

發明內容

本發明的目的：解決石墨導熱板存在的強度低與鋁合金熱膨脹系數不匹配的問題。

本發明的技術方案：

為了解決該問題，一種流動性材料填充的石墨導熱板，由第一金屬框架、流動性填充材料、石墨導熱片、第二金屬框架組成，在石墨導熱片與第一、二框架之間填充一種熱導率大于3w/(mk)的流動材料。采用該種方式，即使溫度出現了明顯變化，兩種材料也會通過流動材料緊密地結合在一起。由于選用的流動材料具有熱導率高的特點，使得石墨導熱片與框架材料之間的熱阻很小。這樣，整個石墨導熱板的熱導率不會因為增加了流動材料而出現下降。

本發明具有的優點效果：

1.利用鋁合金框架結構解決了高導熱石墨強度低的問題。

2.利用流動性材料解決了高導熱石墨與鋁合金熱膨脹系數不匹配的問題。

3.采用流動性材料填充的方式，即使溫度出現了明顯變化，兩種材料也會通過流動材料緊密地結合在一起。由于選用的流動材料具有熱導率高的優點，使得高導熱石墨與鋁合金材料之間的熱阻很小。這樣，石墨導熱板的熱導率不會因為增加了流動材料而出現下降的現象。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖，

編號說明：1：第一金屬框架；2：流動性填充材料；3：石墨導熱片；4：第二金屬框架。

具體實施方式

參見附圖1所示，