一种铝VC均热板毛细芯制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝VC均热板毛细芯制备方法，仿真确认均热板毛细芯的孔隙率为40％

【技术实现步骤摘要】
一种铝VC均热板毛细芯制备方法


[0001]本专利技术属于制造
，具体涉及一种热传导加工技术。

技术介绍

[0002]随着机载雷达产品的更新换代，雷达发射端功放的功率密度不断提高，特别是随着三代半导体GaN技术的发展，功放的功率密度成十倍的提高。在接收端，随着新型机载雷达对侦查、干扰、探测、通信等多功能、大数据量的信息处理的需求日益增多，对数字平台、芯片的处理能力要求的不断提高，单板处理芯片的集成数量、芯片内核数均不断增长，热耗从100W级提升到300W级。新型机载雷达结构较为紧凑，导致功率器件集成度不断增加，有效扩热面积变少，进一步提高了功率器件的热流密度。
[0003]现有的机载雷达冷却系统逐渐无法满足新一代机载雷达的高功率密度点热源的散热需求，亟需开发新型热扩展均热板，将点热源的热量铺展开，解决点热源的散热瓶颈。
[0004]VC均热板是一种内部具有毛细结构的真空双相流液体装置，其腔内注入特殊工作液体，利用内部工质受热或冷却时发生液相到气相或气相到液相的相变过程，吸收或释放大量的热，进行热量的快速传递。
[0005]铝VC均热板具有热导率高、均温性良好、重量轻的特点，散热方面的性能优于铝合金风冷冷板。它将热量从器件处传至冷却端，或扩展至整个冷却面，在军用密封机箱内的插件、射频放大电路组件壳体、高功率电源模块壳体、LED热扩展板等有明显优势。
[0006]铝VC均热板中的毛细芯技术指标及稳定性至关重要，是制约铝VC均热板制备的瓶颈技术。铝VC均热板烧结技术对制粉技术、烧结工艺及质量一致性保证等方面均提出较高要求，目前国内从事相关研究的单位较少，技术成熟度低。
[0007]已知现有的泡沫铝制备方面有研发经验，并且有铝合金烧结设备，但在烧结芯制备上没有开展相关研究。铝合金内部增加陶瓷的方法可以改善铝合金的性能，但研究方向是如何提升合金内部质量。

技术实现思路

[0008]本专利技术为了解决现有技术存在的问题，提出了一种铝VC均热板毛细芯制备方法，为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案。
[0009]采用仿真计算，确认均热板毛细芯的孔隙率为40％
‑
70％、孔径为50
‑
100um的加工指标；根据不同的孔隙率，按照不同的比例混合铝粉和铝硅粉，铝硅粉填充铝粉颗粒间隙形成连接，作为烧结粉，平铺于待烧结工装，仿烧结芯的形状和厚度加工成型，以保证铺粉厚度的一致性；待烧结芯与待烧结工装置于真空炉中，加压0.15
‑
0.2MPa，真空度1.5
×
10
‑3Pa，加热40min至400℃，持续60min，再加热40min至500℃，持续60min，再加热20min至580℃，持续20min，随炉降温；工件置于热水煮1小时，去除造孔剂，再烘干。
[0010]若孔隙率指标为40％
‑
50％，铝粉和铝硅粉按照3:1的比例混合，若孔隙率指标为50％
‑
60％，铝粉和铝硅粉按照4:1的比例混合。
[0011]若孔隙率指标为60％
‑
70％，添加造孔剂，造孔剂使用常温溶解型盐，研磨成粉状，采用机械方法混合均匀，例如颗粒度在50um
‑
100um的NaCl粉，铝粉、铝硅粉和造孔剂按照8:2:1的比例混合。
[0012]本专利技术的有益效果：根据铝合金真空钎焊的原理，将一定比例的铝硅粉和铝粉混合，烧结温度达到铝硅粉的融化温度，将铝硅粉熔化成型，起到连接作用，烧结芯的强度较高，可靠性高，对设备和工装要求低，成本低，成型方便。
附图说明
[0013]图1是烧结工艺流程图，图2是炉内温度曲线图，图3是烧结芯金相图。
具体实施方式
[0014]以下结合附图对本专利技术的技术方案做具体的说明。
[0015]某均热板烧结芯的成品指标要求如下：
[0016]1)毛细芯尺寸100
×
100mm，毛细芯制备后可进行加工；
[0017]2)通孔，孔隙率40％
‑
50％，毛细芯厚度0.3mm，孔径50um
‑
100um；
[0018]3)毛细芯与基体结合保证振动环境，机载环境条件中随机振动和冲击试验，温冲试验
‑
50～70℃，循环3次，保温时间4h，下不脱落。
[0019]制备步骤如图1所示：
[0020]使用AlSi粉、纯铝粉和NaCl造孔剂，按照6:2:1的比例混合，使用研磨机研磨成微小颗粒，再采用机械方法混合均匀粉。
[0021]烧结工装采用高纯石墨块和不锈钢压块，在待烧结工装上加工凹槽形状，深度0.3mm，将混合粉均匀的铺在待烧结工装上，将待烧结工装放在真空炉中。
[0022]工装加压0.15
‑
0.2MPa，真空度1.5
×
10
‑3Pa，烧结工艺曲线如图2所示，加热40min至400℃，持续60min，再加热40min至500℃，持续60min，再加热20min至580℃，持续20min，随炉降温。
[0023]对烧结成品做以下性能检测：
[0024]1)吸水性检测：将烧结芯放在盛有酒精的容器中测试吸液性能，酒精爬坡体积占总体积的1/2；
[0025]2)金相检测：在低倍立体显微镜下观察毛细芯，如图3所示，所有烧结孔均为通孔，孔隙率40％
‑
45％，大部分孔的孔径80um
‑
120um之间；
[0026]3)结合力检测：将烧结芯按照机载环境条件中进行振动试验、冲击试验和温度冲击试验，未发现有颗粒脱落。
[0027]上述作为本专利技术的实施例，并不限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本专利技术的保护范围之内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝VC均热板毛细芯制备方法，其特征在于，包括：采用仿真计算，确认均热板毛细芯的孔隙率为40％
‑
70％、孔径为50
‑
100um的加工指标；根据不同的孔隙率，按照不同的比例混合铝粉和铝硅粉，平铺于待烧结工装，仿烧结芯的形状和厚度加工成型；待烧结芯与待烧结工装置于真空炉中，加压0.15
‑
0.2MPa，真空度1.5
×
10
‑3Pa，加热40min至400℃，持续60min，再加热40min至500℃，持续60min，再加热20min至580℃，持续20min，随炉降温；工件置于热水煮1小时，去除造孔剂，再烘干。2.根据权利要求1所述的铝VC均热板毛细芯制备方法，其特征在于，所述按照不同的比例混合铝粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹慧丽，王振亚，冯展鹰，金贵东，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第十四研究所，
类型：发明
国别省市：