一种刚性与柔性结合的PCB板高效散热组件制造技术

一种刚性与柔性结合的PCB板高效散热组件，用于加固大尺寸PCB板的刚性框架且可柔性并联多功率器件，该散热组件由刚性散热框架、多支耦合柔性导热带、导热端头组成，刚性散热框架两侧与PCB板通过螺钉连接，根据PCB板上功率器件的位置，在散热框架中间的横梁上设置导热带封装腔，腔内设有阵列小圆柱。其散热框架既可防止大尺寸的PCB板在受外界冲击振动时发生变形，又能增加散热系统的热容。多支柔性导热带的前端嵌入到导热端头中，后端嵌入到导热带封装腔中，封口用硅胶处理。导热带自身柔性及端头定制加工的特点，使导热端头贴合功率器件时安装灵活，不受PCB板上高位器件及电装精度的影响。度的影响。度的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种刚性与柔性结合的PCB板高效散热组件


[0001]本技术属于热管理领域，具体涉及一种刚性与柔性结合的PCB板高效散热组件。

技术介绍

[0002]在航空航天活动中，机载电子设备各方面指标要求严苛，随着科技的进步，电子元器件向多功能、小型化、高集成度的趋势发展，发热功耗也明显增大。热量若无法及时散出，电子元器件的可靠性和寿命下降，严重时造成永久热失效。
[0003]传统的PCB板卡采用冷板散热方式，有以下几大缺陷：1）为了避开高位器件，冷板的结构较大，重量增加；2）工艺安装难，发热器件与冷板之间需要多层导热垫调节贴合度；3）导热垫（导热率在1.9
‑
3.0w/m
·
k）、锁紧条的应用，使传热链路的热阻变得巨大。
[0004]根据申请号：202210178607.3
‘
一种实现机箱内插拔PCB板卡散热的轻量化柔性传热机构专利
’
，此PCB板卡采用柔性传热机构，可有效解决传统散热冷板的几大缺陷，具有轻量化、热阻小、易安装等特点。PCB板的结构层级主要有FR4层、铜箔层、覆铜板层等，通常厚度在0.8
‑
1.6mm之间。但对于大尺寸PCB板上多个功率器件的散热来说，首要问题是PCB板抗冲击振动能力弱，强度、刚度问题难以保证；其次是多功率器件上所连接的柔性导热带都横向（长度方向）布置，出现干涉现象，带体间热量耦合严重，温升较大，影响热传递效率。因此，亟需一种强度、刚度更高且热传递效率更快的散热机构。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：为解决
技术介绍
中提出的大尺寸PCB板需具有较强的抗冲击振动能力、热传递效率更快的技术要求，本技术的目的在于提出一种刚性与柔性结合的PCB板高效散热组件，用于加固大尺寸PCB板的刚性框架且可柔性并联多功率器件。此散热组件的刚性散热框架既可以加固大尺寸PCB，又可以增加散热系统的热容；柔性导热带纵向垂直连接于散热框架的横梁，可有效解决横向布置出现的干涉现象。
[0006]技术方案：为了实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案，请参考附图2是本申请实施例的一种刚性与柔性结合的PCB板高效散热组件示意图，附图3是散热组件的爆炸示意图。
[0007]本技术所述的柔性导热带制作步骤是：
[0008]1]多支耦合柔性导热带带体为碳系高导热柔性材料，带宽根据发热器件的大小决定，以热压成型的方式形成导热带；
[0009]2]导热带前端和后端预留出一段长度，中间部分先用耐高温膜包覆，然后用阻热辐射材料包覆，最后套装绝缘耐腐蚀热缩膜，使用热风枪吹至使其紧贴内部材料；
[0010]3]导热带前端和后端预留的带体上设置间距为5mm，孔径为φ2的阵列孔。
[0011]本技术所述的导热端头、散热框架的制作步骤是：
[0012]1]导热端头分为端头底座和端头盖板两部分，其结构根据功率器件的上表面进行
设计，材料包括但不限于金属、导热陶瓷；
[0013]2]端头底座内设置间距为5mm，直径为φ2mm，高1.5mm的阵列圆柱；
[0014]3]散热框架结构根据PCB板进行合理设计，材料包含但不限于铜、铝合金；
[0015]4]散热框架的封装腔内同样设置间距为5mm，直径为φ2mm，高1.5mm的阵列圆柱；
[0016]5]导热带前端预留的带体嵌入到导热端头中，通过热压工艺压合封装；后端预留的带体嵌入到导热带封装腔中，通过压合、焊接方式封装，端头出口处采用硅胶封口处理；
[0017]6]散热框架两侧设置螺纹孔，用来安装PCB板。
[0018]上述散热组件由刚性散热框架、多支耦合柔性导热带、导热端头组成。散热框架与PCB板以螺接方式固定，然后导热端头与功率器件之间胶接固连，完成功率器件到散热框架间的热量传递。
[0019]有益效果：
[0020]1）此散热组件采用低密度、高导热的导热带替代传统的金属冷板，可实现大幅减重，并可以将热量快速转移至散热框架，降低功率器件的温度；
[0021]2）导热带自身柔性及导热端头定制加工的特点，在导热端头与功率器件之间贴合时，安装灵活，不受PCB板上高位器件及电装精度的影响。
[0022]本专利技术相比现有技术的优点：
[0023]1）本技术技术方案所采用的刚性散热框架，其中间设置横梁，横梁上设置导热带封装腔，不仅可以有效增强PCB板卡的强度，承受外界的冲击振动影响，而且还能增加散热系统热容；
[0024]2）本技术技术方案所采用的多支耦合柔性导热带，可纵向垂直连接于散热框架的横梁，可有效解决横向布置出现的结构干涉、热量积聚较严重。
[0025]附图说明：
[0026]图1是本技术所提供的机箱内大尺寸PCB板卡的安装示意图；
[0027]图2是本技术所提供的一种刚性与柔性结合的PCB板高效散热组件示意图；
[0028]图3是本技术所提供的散热组件的爆炸视图；
[0029]附图明细如下：
[0030]1‑
机箱；2
‑
卡槽；3
‑
楔形锁紧条；4
‑
PCB板卡；5
‑
散热组件；6
‑
PCB板；7
‑
功率器件；8
‑
散热框架；9
‑
端头底座；10
‑
柔性导热带；11
‑
端头盖板；12
‑
封装上盖；13
‑
螺纹孔；14
‑
导热带封装腔。
[0031]具体实施方式：
[0032]为了使本技术的专利技术目的和技术方案更加简单明了，结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明，但不应视为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0033]具体实施方式主要有以下三个部分，首先是散热框架8的制作加工，根据PCB板6的大小以及器件高度合理设计其结构，长宽高为280mm*120mm*15mm，采用CNC机加或其它方式将一块铜加工成散热框架8的形状，并设置沉头螺纹孔13，孔径尺寸M3，用来安装PCB板6。
[0034]其次是导热端头的加工制造，导热端头分为端头底座9和端头盖板11。根据功率器件7的上表面的大小，确定与导热端头的接触面尺寸为34mm*32mm，所以端头底座9的尺寸为
34mm*32mm*2.75mm，内部镂空深度为1.5mm，并设置有间距为5mm、直径为2mm、高1.5mm的阵列小圆柱，端头盖板11的尺寸为34mm*32mm*1.25mm，采用机加方式按照上述结构尺寸加工6063
‑
T5铝合金。
[0035]最后是柔性导热带的制作，根据端头底座9内腔的尺寸及发热器件7到散热框架8的距离，设计导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刚性与柔性结合的PCB板高效散热组件，用于加固大尺寸PCB板的刚性框架且可柔性并联多功率器件，该散热组件由刚性散热框架、多支耦合柔性导热带、导热端头组成，其特征在于，刚性散热框架形状为工字型结构，材质为铜、铝合金，中间横梁上设置有导热带封装腔，腔内均匀分布间距5mm、直径φ2、高度1.5mm的阵列圆柱，柔性导热带前端嵌入导热端头，后端嵌入导热带封装腔，通过热压、焊接成整体。2.根据权利要求1所述的散热组件，其中，所述的导热端头的特征在于：导热端头分为端头底座和端头盖板，材料为金属、导热陶瓷；端头底座内同样设置间距5mm、直径φ2、高度1.5mm的阵列小圆柱；导热带带体的前端嵌入到导热端头中，通过热压工艺压合封装；导热端头与PCB板上发热器件直接贴合，可采用胶接或螺接方式固连。3.根据权利要求1所述的散热组件，其中，所述的多支耦合柔性导热带的特征在于：多支耦合柔性导热带的...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClH零五K七二零，
申请(专利权)人：西安聚变材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：