一种基于金属相变接触热阻的计算机内部结构及测试装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及计算机散热技术领域，尤其涉及一种基于金属相变接触热阻的计算机内部结构及测试装置，包括第一散热结构、第二散热结构、第三散热结构和第四散热结构，所述第一散热结构包括机箱盖板、框架和第一液态金属箔片，所述第一液态金属箔片设置于机箱盖板与框架之间；所述框架上设有第一接触槽，所述第一液态金属箔片插接于第一接触槽中；所述第一液态金属箔片、所述第二液态金属箔片、所述第三液态金属箔片和第四液态金属箔片均为铟合金材料。本发明专利技术中液态金属箔片在高温熔化时填充计算机内部接触面间的间隙，可有效降低计算机内部的接触热阻，提高散热效率，同时接触槽和收集槽的设计，避免计算机内部多余物的产生，提高了计算机的可靠性。了计算机的可靠性。了计算机的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于金属相变接触热阻的计算机内部结构及测试装置


[0001]本专利技术涉及计算机散热
，具体为一种基于金属相变接触热阻的计算机内部结构及测试装置。

技术介绍

[0002]随着计算机朝着高功率、小型化、集成化的方向发展，其功耗的增加和器件的集成导致设备内部的热流密度越来越高，进而导致内部温度的上升，如果热量不能及时传出，产品就会出现热可靠性问题。在弹载计算机产品的散热过程中，器件、印制板、散热器、机箱壁等各环节的热阻叠加形成结环境热阻，会直接影响整体温度分布和散热效果，进而影响整机产品的质量和可靠性。
[0003]各环节的热阻由材料热阻和接触热阻组成，材料热阻由材料的热物性参数决定，接触热阻则是两种物体在接触时存在细微空隙，导致两者的实际接触面积不到接触面的10％。减小材料热阻通常情况只能更换材料，而更换材料需要考虑电磁、力学等各方面因素的影响。因此，在计算机产品的散热设计中，通常通过减小接触热阻来降低产品的工作温度，延长使用寿命。
[0004]热界面材料作为降低接触热阻的首选，广泛应用于计算机散热领域，其主要作用为填充于热源与散热器之间，以驱逐其中的空气，使热源产生的热量能更快速地通过热界面材料传递到外部，从而降低工作温度。常用的热界面材料包括导热垫片、导热硅脂、导热凝胶等，绝大多数导热垫片的导热率在3W/m
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K,导热硅脂与导热胶的导热率一般不超过6W/m
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K。此外还有一些新型热界面材料，如相变热界面垫片，热导率不超过3W/m
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K，其在常温下为固态，当工作温度达到熔化温度后就和热油脂类似，粘性消失，从而流遍热结合部分以填充空隙。人工合成石墨，采用有机物聚酯膜作为原材料，经过高温烧结而成。其横向导热率高达1800W/m
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K.纵向导热率大约在15W/m
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K。
[0005]上述热界面材料广泛应用于计算机中，但随着计算机的功耗逐渐增大，传统的热界面材料导热率过低，与界面接触不充分，不能满足新型设备的散热要求。在环境恶劣的计算机上，如何有效降低计算机机箱内部的接触热阻，提供良好的散热路径是一个制约武器装备发展的难点问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于金属相变接触热阻的计算机内部结构及测试装置，在高温熔化时快速填充计算机内部接触面间的间隙，可有效降低计算机内部的接触热阻，提高散热效率，同时接触槽和收集槽的设计，避免计算机内部多余物的产生，大大提高了计算机的可靠性。
[0007]本专利技术是通过以下技术方案来实现：
[0008]一种基于金属相变接触热阻的计算机内部结构，包括第一散热结构、第二散热结构、第三散热结构和第四散热结构，所述第一散热结构包括机箱盖板、框架和第一液态金属
箔片，所述第一液态金属箔片设置于机箱盖板与框架之间；所述框架上设有第一接触槽，所述第一液态金属箔片插接于第一接触槽中；
[0009]所述第二散热结构包括框架凸台、印制板和第二液态金属箔片，所述第二液态金属箔片设置于框架凸台与印制板之间；所述框架凸台上设有第二接触槽，所述第二液态金属箔片插接于第二接触槽中；
[0010]所述第三散热结构包括底部盖板、普通散热器件和第三液态金属箔片，所述第三液态金属箔片设置于底部盖板与普通散热器件之间；所述底部盖板上设有第三接触槽，所述第三液态金属箔片插接于第三接触槽中；
[0011]所述第四散热结构包括绝缘散热器件、散热台、第四液态金属箔片和绝缘膜，所述散热台设置于底部盖板上，所述第四液态金属箔片和绝缘膜叠合设置于绝缘散热器件和散热台之间；
[0012]所述第一液态金属箔片、所述第二液态金属箔片、所述第三液态金属箔片和第四液态金属箔片均为铟合金材料。
[0013]优选的，所述绝缘膜为聚酰亚胺材料。
[0014]优选的，所述框架上还设有第一收集槽，所述第一收集槽设置于第一接触槽的外侧；所述第一收集槽的深度和第一接触槽的深度相同。
[0015]优选的，所述框架凸台上还设有第二收集槽，所述第二收集槽设置于第二接触槽外侧。
[0016]优选的，所述第二接触槽和第二收集槽均呈圆环状。
[0017]优选的，所述第二收集槽的深度和第二接触槽的深度相同。
[0018]优选的，所述第三接触槽外侧还设有环状的第三收集槽，所述第三收集槽的深度与第三接触槽的深度相同。
[0019]优选的，所述普通散热器件的外侧设有紧固螺柱，所述紧固螺柱的一端与盖板固定连接，另一端与印制板连接。
[0020]一种基于金属相变接触热阻的测试装置，包括测试设备、恒温冷板、加热片、电脑和多个热电偶，所述测试设备包括水浴槽、温度测试仪和恒流电源，所述水浴槽的出水口与恒温冷板的进水口连接，所述恒温冷板的出水口与水浴槽的进水口连接；所述恒温冷板上设有锁紧装置，所述加热片通过锁紧装置设置于恒温冷板上，所述加热片与恒流电源连接；所述热电偶的一端与测试样件接触，另一端与温度测试仪的输入端连接，所述温度测试仪的输出端与电脑的输入端连接；测试时，测试样件通过锁紧装置设置于加热片与恒温冷板之间，所述测试样件包括第一样板、第二样板和液态金属箔片，第一样板上设有接触槽和收集槽，收集槽设置于接触槽外侧，液态金属箔片设置于接触槽中；所述第一样板和第二样板上均设有多个测温槽，热电偶与测温槽一一对应，所述热电偶与测温槽接触。
[0021]优选的，所述锁紧装置上和测试样件上均设有绝热包覆件。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023]本专利技术一种基于金属相变接触热阻的计算机内部结构，通过在散热结构中设置铟合金材料的液态金属箔片，其密度在6.5g/cm3左右，其熔点可根据计算机的工作温度在50℃～200℃内调整，其热导率在70W/m
·
K到80W/m
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K之间，抗氧化性强，挥发率不超过0.001％，具有较长的使用寿命，从而有效降低了机箱内部器件、印制板、散热器、机箱壁的
接触热阻。
[0024]当计算机温度达到液态金属箔片的工作温度时，箔片开始熔化，其状态与热油脂类似，体积略有膨胀，在框架的接触槽的表面与盖板接触，填充两者之间的微空隙及粗糙不平的表面。
[0025]如果箔片用量过多时，接触面被填充满后，油脂状的箔片开始向框架两侧蔓延，之后流入收集槽内，不会流到整个接触面之外。其中液态金属是导热率极高，填充效果好的热界面材料。
[0026]接触槽可避免液态金属箔片放置在盖板与框架的接触面之间，减小液态金属箔片的高度带来的接触热阻；收集槽的作用是收集箔片熔化时产生多余油脂状的液态金属，避免在恶劣工作环境(高温、振动、冲击等)中机箱内部产生多余物，影响整机性能。
[0027]设置于第四散热结构中的绝缘膜，可以增强绝缘性能，保证计算机的可靠性。当箔片熔化时，绝缘膜会挤压散热器件表面的绝缘膜，从而使其填充满器件表面，大大降低接触面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于金属相变接触热阻的计算机内部结构，其特征在于，包括第一散热结构、第二散热结构、第三散热结构和第四散热结构，所述第一散热结构包括机箱盖板(2)、框架(6)和第一液态金属箔片(5)，所述第一液态金属箔片(5)设置于机箱盖板(2)与框架(6)之间；所述框架(6)上设有第一接触槽(14)，所述第一液态金属箔片(5)插接于第一接触槽(14)中；所述第二散热结构包括框架凸台、印制板(4)和第二液态金属箔片(10)，所述第二液态金属箔片(10)设置于框架凸台与印制板(4)之间；所述框架凸台上设有第二接触槽(16)，所述第二液态金属箔片(10)插接于第二接触槽(16)中；所述第三散热结构包括底部盖板(7)、普通散热器件(11)和第三液态金属箔片(8)，所述第三液态金属箔片(8)设置于底部盖板(7)与普通散热器件(11)之间；所述底部盖板(7)上设有第三接触槽(18)，所述第三液态金属箔片(8)插接于第三接触槽(18)中；所述第四散热结构包括绝缘散热器件(20)、散热台、第四液态金属箔片(28)和绝缘膜(9)，所述散热台设置于底部盖板(7)上，所述第四液态金属箔片(28)和绝缘膜(9)叠合设置于绝缘散热器件(20)和散热台之间；所述第一液态金属箔片(5)、所述第二液态金属箔片(10)、所述第三液态金属箔片(8)和第四液态金属箔片(28)均为铟合金材料。2.根据权利要求1所述的基于金属相变接触热阻的计算机内部结构，其特征在于，所述绝缘膜(9)为聚酰亚胺材料。3.根据权利要求1所述的基于金属相变接触热阻的计算机内部结构，其特征在于，所述框架(6)上还设有第一收集槽(15)，所述第一收集槽(15)设置于第一接触槽(14)的外侧；所述第一收集槽(15)的深度和第一接触槽(14)的深度相同。4.根据权利要求1所述的基于金属相变接触热阻的计算机内部结构，其特征在于，所述框架(6)凸台上还设有第二收集槽(17)，所述第二收集槽(17)设置于第二接触槽(16)外侧。5.根据权利要求4所述的基于金属...

【专利技术属性】
技术研发人员：师航波，景麦丽，周育保，葛坚定，李逵，蔺鹏，张新元，
申请(专利权)人：西安微电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：