[發明專利]一種用于立方衛星電子設備高效散熱的輕型裝置

有效

• 申請號: 202110724019.0
• 申請日: 2021-06-29
• 公開（公告）號: CN113423246B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 孔林;孫強強;譚陸洋;柏添;趙相禹
• 申請（專利權）人: 長光衛星技術股份有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;H05K7/14;B64G1/10
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 李恩慶

一種用于立方衛星電子設備高效散熱的輕型裝置，屬于航空航天技術領域。本發明解決了現有的立方衛星電子設備散熱面積有限，熱量傳遞路徑所需零件過多，熱阻較大，不利于大功率電子設備的散熱，使得立方衛星難以在軌業務化常態運行的問題。第二導熱銅層平行夾裝在上下兩個絕緣材料板之間，第三導熱銅層的數量為兩個且相對固裝在第一導熱銅層的兩端，印制電路板的頂面分別安裝有插座，每個插座對應與其上方印制電路板上的排針連接，實現相臨兩個印制電路板之間的電氣連接，若干印制電路板的兩端對應卡裝在卡槽式結構外殼的側面凹槽內，頂部表面異形端蓋蓋裝在兩個卡槽式結構外殼頂端。

技術領域

本發明涉及一種用于立方衛星電子設備高效散熱的輕型裝置，屬于航空航天技術領域。

背景技術

相較于傳統大型衛星，立方衛星具有研制成本低、周期短、功率密度高的特點，可通過快速發射組網形成星座，以實現對海洋、大氣環境等的監測以及用于新技術試驗平臺等方面。近些年，得益于微電子、微機械、新材料及制造技術的發展及在衛星上的應用，研發成本極低的立方衛星作為一個顛覆性的創新正在從演示論證走向業務化應用。

隨著衛星應用載荷中各種電子設備的功能越來越復雜，功率密度越來越大，立方衛星由于體積小、質量輕，對電子設備局部高熱流密度(局部熱流密度最高可達100W/cm 2以上量級)與低熱慣性的熱控制愈發困難。電子模塊上的電子元器件在工作時會產生大量的熱量，如果這些熱量不能及時散出，會造成元器件過熱燒毀，從而使整個電子設備失效或發生故障，進而影響整個立方衛星的性能及壽命；同時各立方衛星的電子設備需要在星上有良好的固定方式，以應對振動、沖擊等復雜的力學環境。

現有技術中的立方衛星電子設備散熱面積有限，熱量傳遞路徑所需零件過多，熱阻較大，不利于大功率電子設備的散熱，使得衛星難以在軌業務化常態運行；并且，現有的衛星電子設備散熱部分機械零部件較多，裝配步驟復雜，不利于立方衛星的批量化生產。因此，現急需一種在不引入額外的機械設計、不增加立方衛星質量的前提下，便捷可靠的解決立方衛星在設計使用過程中面臨的電子設備大熱流密度帶來的電子元器件溫度過高問題的散熱裝置。

發明內容

本發明是為了解決上述技術問題，進而提供了一種用于立方衛星電子設備高效散熱的輕型裝置。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種用于立方衛星電子設備高效散熱的輕型裝置，它包括頂部表面異形端蓋、相對布置的兩個卡槽式結構外殼及若干由上到下依次平行布置的印制電路板，其中，所述印制電路板包括發熱電子元器件、絕緣材料板以及第一至第三導熱銅層，絕緣材料板的數量為兩個且上下平行布置，第二導熱銅層平行夾裝在上下兩個絕緣材料板之間，第三導熱銅層的數量為兩個且相對固裝在第二導熱銅層的兩端，每個印制電路板中位于上層的絕緣材料板上開設有至少一個通孔，通孔的數量、第一導熱銅層的數量以及其上安裝的發熱電子元器件的數量均相等且一一對應布置，每個印制電路板的底面均安裝有排針，頂部表面異形端蓋的下表面安裝有若干凸臺，且若干凸臺與位于最上方的印制電路板頂面的發熱電子元器件一一對應且高度互補設置，其余印制電路板的頂面分別安裝有插座，每個插座對應與其上方印制電路板上的排針連接，實現相臨兩個印制電路板之間的電氣連接，若干印制電路板的兩端對應卡裝在卡槽式結構外殼的側面凹槽內，頂部表面異形端蓋蓋裝在兩個卡槽式結構外殼頂端。

進一步地，若干印制電路板插裝在兩個卡槽式結構外殼之間后，通過穿裝在卡槽式結構外殼上的螺栓緊固夾設，頂部表面異型端蓋與兩個卡槽式結構外殼之間通過所述螺栓固接。

進一步地，發熱電子元器件與其上方對應的凸臺之間、發熱電子元器件與其下方對應的第一導熱銅層之間以及第三導熱銅層與卡槽式結構外殼的側面凹槽內壁之間均設置有導熱界面材料。

進一步地，卡槽式結構外殼上朝向太空的外表面噴涂有散熱涂層。

進一步地，所述絕緣材料板為環氧樹脂板。

進一步地，印制電路板的數量為五個。