固态均温板及其制备方法和电子元器件技术

本申请涉及散热技术领域，特别是涉及一种固态均温板及其制备方法和电子元器件。用于解决相关技术中金属壳体在制备过程中容易发生破损，不利于均温板制作良率提升的问题。一种固态均温板，包括：导热板，导热板的材料为石墨烯金属复合材料；金属壳体，金属壳体包覆于所述导热板的外侧，且与导热板紧密接触或焊接；沿导热板的厚度方向，金属壳体包括位于导热板厚度方向两侧的顶壳和底壳，导热板沿其厚度方向设置有多个第一通孔，金属壳体内设置有多个金属柱，每个金属柱一一对应的穿设于一个第一通孔内，且每个金属柱的两端分别与顶壳和底壳连接。本申请用于制备固态均温板。本申请用于制备固态均温板。本申请用于制备固态均温板。

【技术实现步骤摘要】
固态均温板及其制备方法和电子元器件


[0001]本申请涉及散热
，特别是涉及一种固态均温板及其制备方法和电子元器件。

技术介绍

[0002]随着电子产品的小型化、集成化、轻量化和高功率化，其发热密度也不断增加。研究表明：随着电子元器件的温度每升高2℃，其可靠性就降低10％，使用温度升高会大幅度降低其使用寿命。
[0003]目前，主要通过设置散热装置对电子元器件进行散热来缓解上述问题，以便提升电子元器件的使用寿命和性能。相变式均温板作为一种散热装置，具有散热效率高的特点，但是，相变均温板顾名思义是一种采用相变介质通过吸热和放热实现相变来达到散热目的的，在使用过程中，依赖于相变介质在相变过程中在管道中的流畅性和密封性。若使用温度超过相变介质的温度窗口或者相变均温板发生泄漏，均会导致相变均温板失效。因此，提出了固态均温板的概念。
[0004]固态均温板是利用石墨烯和金属的高导热性能制作的均温板。其核心部件为石墨烯金属高导热材料，通过将石墨烯金属高导热材料镶嵌在金属壳体内，通过热成形的方式完成固态均温板的成形，然后通过机加工的方式达到固态均温板的目标尺寸。在实际应用中，由于金属壳体的热扩散系数均低于石墨烯金属高导热材料，因此，为了防止金属壳体过厚导致均温板的效率显著降低，金属壳体的厚度应该尽量薄(如低于1mm)。
[0005]然而，在相关技术中，在将石墨烯金属高导热材料设置在金属壳体内，对金属壳体通过热成形的方式完成固态均温板的成型，然后通过机加工达到均温板的目标尺寸，使得金属壳体的厚度较薄的情况下，往往会导致金属壳体被掀起，从而造成内部石墨烯金属高导热材料外漏，导致均温板制备失效，不利于提升均温板的制作良率。

技术实现思路

[0006]基于此，本申请提供一种固态均温板及其制备方法和电子元器件，以解决相关技术中金属壳体在制备过程中容易发生破损，不利于均温板制作良率提升的问题。
[0007]本申请的第一方面，提供了一种固态均温板，包括：
[0008]导热板，导热板的材料为石墨烯金属复合材料；
[0009]金属壳体，金属壳体包覆于所述导热板的外侧，且与导热板紧密接触或焊接；
[0010]沿导热板的厚度方向，金属壳体包括位于导热板厚度方向两侧的顶壳和底壳，导热板沿其厚度方向设置有多个第一通孔，金属壳体内设置有多个金属柱，每个金属柱一一对应的穿设于一个第一通孔内，且每个金属柱的两端分别与顶壳和底壳连接。
[0011]在第一方面的一种可能的实施方式中，每个金属柱的一端与顶壳和底壳中其中之一一体成型，另一端与顶壳和底壳中另一个焊接。
[0012]在第一方面的一种可能的实施方式中，导热板包括沿导热板的厚度方向层叠的金
属层和石墨烯层，且导热板的最外层为金属层；
[0013]导热板中位于最外层的金属层分别与顶壳和底壳焊接。
[0014]在第一方面的一种可能的实施方式中，固态均温板还包括：第一焊接层和第二焊接层；
[0015]第一焊接层位于顶壳和导热板之间，且第一焊接层的一侧与顶壳和金属柱的第一端焊接，另一侧与导热板紧密接触或焊接；
[0016]第二焊接层位于底壳和导热板之间，且第二焊接层的一侧与所底壳和金属柱的第二端焊接，另一侧与导热板紧密接触或焊接。
[0017]在第一方面的一种可能的实施方式中，每个金属柱的第一端与顶壳一体成型，第一焊接层上还设置有供金属柱的第二端穿过的多个第二通孔；
[0018]或者，
[0019]每个金属柱的第二端与底壳一体成型，第二焊接层上还设置有供金属柱的第一端穿过的多个第三通孔。
[0020]在第一方面的一种可能的实施方式中，固态均温板还包括：层叠设置的第一金属板体和第二金属板体；
[0021]第一金属板体朝向第二金属板体的表面设置有凹槽，导热板设置于凹槽内，第一金属板体围绕凹槽一周的部分和所第二金属板体围绕凹槽一周的部分焊接形成金属壳体；
[0022]凹槽的底部构成底壳，第二金属板体正对凹槽的部分构成顶壳。
[0023]在第一方面的一种可能的实施方式中，
[0024]每个金属柱的第二端与底壳一体成型，第二焊接层上设置有供金属柱的第一端穿过的多个第三通孔，第一焊接层还延伸覆盖至第一金属板体和第二金属板体围绕凹槽一周的部分之间，与第一金属板体和第二金属板体围绕凹槽一周的部分焊接。
[0025]在第一方面的一种可能的实施方式中，多个第一通孔在导热板上的总投影面积不大于导热板的总面积的40％。
[0026]在第一方面的一种可能的实施方式中，顶壳和底壳的厚度均为0.3
‑
0.8mm。
[0027]本申请第二方面提供一种电子元器件，包括：
[0028]电子元器件本体，以及
[0029]如第一方面所述的固态均温板；
[0030]固态均温板的顶壳或底壳与电子元器件本体接触，用于对电子元器件本体散热。
[0031]本申请第三方面提供一种固态均温板的制备方法，包括：
[0032]在导热板上沿其厚度方向加工出多个第一通孔，导热板的材料为石墨烯金属复合材料；
[0033]制作金属壳体的坯体，并在金属壳体的坯体内制作多个金属柱，金属壳体的坯体包括顶壳坯体和底壳坯体；
[0034]将导热板放置于金属壳体的坯体内，使顶壳坯体和底壳坯体分别位于导热板沿其厚度方向的相对两侧，并使每个金属柱一一对应地穿过一个第一通孔与导热板连接；
[0035]对金属壳体的坯体进行热处理，使金属壳体的坯体包覆在导热板的外侧，并与导热板紧密接触或焊接，每个金属柱的两端分别与顶壳坯体和底壳坯体连接；
[0036]对金属壳体的坯体进行机加工，制备预设尺寸的固态均温板。
[0037]在第三方面的一种可能的实施方式中，顶壳坯体和底壳坯体的厚度在热处理前预留5～10mm的加工余量。
[0038]在第三方面的一种可能的实施方式中，制作金属壳体的坯体，包括：
[0039]提供第三金属板材和第四金属板材；
[0040]在第三金属板材上沿其厚度方向的一个表面开设凹槽，并在凹槽内制作出多个金属柱；
[0041]将第四金属板材盖设于凹槽上，且与第三金属板材围绕凹槽一周的部分焊接，形成金属壳体的坯体；
[0042]凹槽的底部构成底壳坯体，第四金属板材正对凹槽的部分构成顶壳坯体。
[0043]在第三方面的一种可能的实施方式中，第三金属板材的厚度为2～10mm；第四金属板材的厚度为0.5～10mm。
[0044]在第三方面的一种可能的实施方式中，在对金属壳体的坯体进行热处理之前，方法还包括：
[0045]在顶壳坯体和导热板之间设置第一焊片，在底壳坯体和导热板之间设置第二焊片。
[0046]在本申请提供的固态均温板中，通过在导热板沿其厚度方向设置多个第一通孔，并在金属壳体内设置多个金属柱，由于每个金属柱一一对应的穿设于一个第一通孔内，且每个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固态均温板，其特征在于，包括：导热板，所述导热板的材料为石墨烯金属复合材料；以及金属壳体，所述金属壳体包覆于所述导热板的外侧，且与所述导热板紧密接触或焊接；沿所述导热板的厚度方向，所述金属壳体包括位于所述导热板厚度方向两侧的顶壳和底壳，所述导热板沿其厚度方向设置有多个第一通孔，所述金属壳体内设置有多个金属柱，每个所述金属柱一一对应的穿设于一个所述第一通孔内，且每个所述金属柱的两端分别与所述顶壳和所述底壳连接。2.根据权利要求1所述的固态均温板，其特征在于，每个所述金属柱的一端与所述顶壳和所述底壳中其中之一一体成型，另一端与所述顶壳和所述底壳中另一个焊接。3.根据权利要求1所述的固态均温板，其特征在于，所述导热板包括沿所述导热板的厚度方向层叠的金属层和石墨烯层，且所述导热板的最外层为所述金属层；所述导热板中位于最外层的所述金属层分别与所述顶壳和所述底壳焊接。4.根据权利要求1所述的固态均温板，其特征在于，所述固态均温板还包括第一焊接层和第二焊接层；所述第一焊接层位于所述顶壳和所述导热板之间，且所述第一焊接层的一侧与所述顶壳和所述金属柱的第一端焊接，另一侧与所述导热板紧密接触或焊接；所述第二焊接层位于所述底壳和所述导热板之间，且所述第二焊接层的一侧与所述底壳和所述金属柱的第二端焊接，另一侧与所述导热板紧密接触或焊接。5.根据权利要求4所述的固态均温板，其特征在于，每个所述金属柱的第一端与所述顶壳一体成型，所述第一焊接层上还设置有供所述金属柱的第二端穿过的多个第二通孔；或者，每个所述金属柱的第二端与所述底壳一体成型，所述第二焊接层上还设置有供所述金属柱的第一端穿过的多个第三通孔。6.根据权利要求4或5所述的固态均温板，其特征在于，所述固态均温板还包括层叠设置的第一金属板体和第二金属板体；所述第一金属板体朝向所述第二金属板体的表面设置有凹槽，所述导热板设置于所述凹槽内，所述第一金属板体围绕所述凹槽一周的部分和所述第二金属板体围绕所述凹槽一周的部分焊接形成所述金属壳体；所述凹槽的底部构成所述底壳，所述第二金属板体正对所述凹槽的部分构成所述顶壳。7.根据权利要求6所述的固态均温板，其特征在于，每个所述金属柱的第二端与所述底壳一体成型，所述第二焊接层上设置有供所述金属柱的第一端穿过的多个第三通孔，所述第一焊接层还延伸覆盖至所述第一金属板体和所述第二金属板体围绕所述凹槽一周的部分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海平，焦洪智，孙庆泽，李炯利，李毅松，
申请(专利权)人：天津帝达投资有限公司，
类型：发明
国别省市：