用于大功率热源的散热装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种用于大功率热源的散热装置，其包括：铝基板；铜板，发热元件位于铜板的一侧，铜板的另一侧布置于铝基板的其中一表面上；翅片散热器，设置于所述铝基板的另一表面上。本实用新型专利技术将低熔点金属基硅脂与嵌入式铜板结合使用，不仅能提升散热性能，防止腐蚀，同时，极大的控制了散热系统的成本。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种散热装置，具体涉及一种低成本的基于液态金属硅脂用于大功率热源的散热装置。
技术介绍
目前，大功率电子元器件的散热问题逐渐成为影响其性能的重要因素，如在能源电力领域，大功率高/低压变频器内密集排列着多颗高功率IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor,绝缘栅双极型晶体管)，IGBT热源会造成较大的发热量及较高的热流密度，产生的“热量堆叠”效应会使电子元件温度过高而失效，严重影响设备的可靠性；在光电领域，LED灯内的高热量集中在尺寸很小的芯片上，使得芯片温度升高、热应力分布不均，严重影响LED的稳定性与寿命。上述大功率热源的共同特点是发热量大，且热量集中在很小的空间内。传统的散热大多采用铝基板散热器的方式。为了减少大功率热源与铝基板散热器之间的接触热阻，通常在其接触处涂抹传统硅油基导热硅脂。然而，由于传统硅油基导热硅脂热导率不高，在针对大功率热源的高密度热流情况下，热源与铝基板散热器之间的接触热阻会成为整个散热装置的散热瓶颈。低熔点液态金属是近些年在散热领域逐渐兴起的一种新的高端热界面材料。然而，大多数低熔点液态金属都对铝有强烈的腐蚀性(对铜无腐蚀性)，且铝的热导率较低，在高热流密度情况下扩散热阻较大。而且，若采用液态金属导热硅脂和纯铜基板散热器，则器件的体积，重量，成本都会大幅度增加。有鉴于此，为解决上述技术中的不足，本专利技术人基于相关领域的研发，并经过不断测试及改良，进而有本技术的产生。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可用于大功率热源的散热装置，该装置将低熔点金属基硅脂与嵌入式铜板结合使用，不仅能提升散热性能，防止腐蚀，同时，极大的控制了散热系统的成本。为达上述目的，本技术提供一种用于大功率热源的散热装置，其包括:铝基板；铜板，发热兀件位于铜板的一侧，铜板的另一侧布置于招基板的其中一表面上；翅片散热器，设置于所述铝基板的另一表面上。所述的用于大功率热源的散热装置，其中，所述翅片散热器上设有多列热管。所述的用于大功率热源的散热装置，其中，还包括风扇，其设置于翅片散热器的一侦牝风扇的出风口朝向翅片散热器。所述的用于大功率热源的散热装置，其中，还包括有低熔点金属基硅脂，其填充于发热元件与铜板之间。所述的用于大功率热源的散热装置，其中，所述的低熔点金属基硅脂采用涂抹方式涂抹于铜板。所述的用于大功率热源的散热装置，其中，所述的铜板采用回流焊、钎焊、超声焊、摩擦焊，或紧配的工艺连接到所述铝基板上。所述的铜板与铝基板采用紧配工艺进行连接，铜板与铝基板间涂覆传统硅油基导热硅脂。所述的用于大功率热源的散热装置，其中，所述翅片散热器的材质选用铜或铝。所述的用于大功率热源的散热装置，其中，所述热管的材质选用铜、铝或不锈钢。所述的用于大功率热源的散热装置，其中，所述翅片散热器与所述热管通过焊接或紧配的方式连接。所述的用于大功率热源的散热装置，其中，所述风扇为轴流式、离心式或混流式风扇。本技术的优点在于:(I)本技术提出的一种用于大功率热源的散热装置，采用低熔点金属基硅脂作为导热介质，由于其具有高热导率及形态可塑的特点，使得大功率热源与铝基板接触紧密，有效降低了接触热阻，解决了高热流密度散热的传热瓶颈，有效提升了系统散热性能；(2)本技术提出的一种用于大功率热源的散热装置，在铝基板表面嵌入铜板，不仅有效降低了铝基板的扩散热阻，同时铜板对低熔点金属基硅脂可以起到很好的防腐蚀作用。(3)本技术提出的一种用于大功率热源的散热装置，采用了铜板焊接嵌入铝基板的工艺，综合了各种材料的优势，相对于传统的纯铝基板散热器成本增加较小。(4)本技术提出的一种用于大功率热源的散热装置，由于换热性能的提高，可减小翅片散热器的体积，节省成本；也可适当降低风扇风量，噪音小，且更加节能。本技术可应用于能源电力领域及光电领域，可对大功率热源高效地散热。附图说明图1是实施例1中翅片散热器为传统翅片方式的散热装置的结构示意图；图2是实施例2中翅片散热器为传统翅片与热管结合方式的散热装置的结构示意图。附图标记说明:1_发热元件；2_低熔点金属基硅脂；3_铝基板；4_翅片散热器；5-铜板；6_热管；7_风扇。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本技术作进一步阐述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本技术的限定。实施例1实施例1展示了本技术的可用于大功率热源的散热装置的典型结构。如图1所示，是翅片散热器为传统翅片方式的散热装置的结构示意图。本实施例中的散热装置由低熔点金属基硅脂2、铝基板3、翅片散热器4及铜板5组成。其中，低熔点金属基硅脂2填充于发热兀件(大功率热源)I与铜板5之间,铜板5嵌在招基板3的其中一表面上,翅片散热器4设置于铝基板3的另一表面上。 本实施例中，大功率热源I可为LED芯片，其尺寸为2cmX 2cmX 0.5cm，功率密度为20W/cm2。所述的铝基板3的尺寸为20 X 10 X 4cm,所述的铜板5的尺寸为12 X 6 X 2cm。所述的低熔点金属基硅脂2可采用低熔点金属合金或低熔点金属与其填料的混合物。所述低熔点金属合金为熔点在200° C以下的钠、钾、锂、铷、铯、镓、铟、汞、铅铋合金、镓基二兀合金、镓基多兀合金、铟基合金、秘基合金、萊基合金或钠钾合金。其中，所述的镓基二元合金可为镓铟合金、镓铅合金或镓汞合金；所述的镓基多元合金为镓铟锡合金或镓铟锡锌合金；所述的填料为低熔点金属氧化物或硅油；所述低熔点金属氧化物为氧化镓、氧化铟、氧化铋、氧化锡、氧化锌或上述氧化物的混合物。所述的低熔点金属基硅脂2可采用涂抹方式涂抹于铜板5上，以降低其间的接触热阻。所述的铜板5采用回流焊工艺焊接到铝基板3上。所述的翅片散热器4利用翅片进行散热，翅片材质可选用铝。工作时，大功率热源I产生的高密度热量由低熔点金属基硅脂2传导至铜板5，然后热量经铜板5扩散至整个铝基板，之后，翅片散热器4将铝基板的热量传至周围环境中。因为液态金属基材质和铜板的综合应用，大功率热源的高密度热流向翅片散热器扩散非常容易，系统的散热性能得以有效保障。实施例2实施例2展示了本技术的可用于大功率热源的散热装置的典型结构。如图2所示，是翅片散热器为传统翅片与热管相结合方式的散热装置的结构示意图。本实施例中的散热装置由低熔点金属基硅脂2、铝基板3、翅片散热器4 (集成了热管阵列6)、铜板5及大风量风扇7组成。低熔点金属基硅脂2填充于大功率热源I与铜板5之间，铜板5布置于铝基板3的其中一表面上，翅片散热器4设置于铝基板3的另一表面上，且所述翅片散热器4上设有多列热管6,增加散热面积,提升散热能力。同时,所述风扇7设置于翅片散热器4的一侧，其出风口朝向翅片散热器4，用于产生强制对流散热。本实施例中，大功率热源I为IGBT热源，其尺寸为llcmX5cmX2cm，功率为16W/2cm ο所述铝基板3的尺寸为55 X 24X 5cm，所述铜板5的尺寸为36 X 16 X 2cm，热管6的数量为10个，间隔52mm，直径为8mm，长度30cm。所述翅片散热器4的材质为铜，所述热管6材质为铜。热管6结构采用烧结式制成。此外，所述热管6还可采用铝或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于大功率热源的散热装置，其特征在于，包括：铝基板；铜板，发热元件位于铜板的一侧，铜板的另一侧布置于铝基板的其中一表面上；翅片散热器，设置于所述铝基板的另一表面上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郭瑞，邓月光，考笑梅，
申请(专利权)人：北京依米康散热技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：