一種基于人造石墨膜的均熱板的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種基于人造石墨膜的均熱板，屬于導(dǎo)熱散熱【技術(shù)領(lǐng)域】，其特征在于該均熱板包括：外層為無氧銅或鋁金屬層，中間為人造石墨膜層，石墨膜層與金屬層之間為金屬燒結(jié)層。該均熱板改變了傳統(tǒng)均熱板復(fù)雜的通道結(jié)構(gòu)，內(nèi)部采用超高導(dǎo)熱率的石墨膜作為均熱材料，熱傳導(dǎo)的響應(yīng)速率高，工作溫度范圍廣，加工簡易且成本低。
【專利說明】一種基于人造石墨膜的均熱板
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種傳熱板，特指一種高效能的均熱板。
【背景技術(shù)】
[0002]電子工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，電子設(shè)備響應(yīng)速度越來越快，而且在電子設(shè)備啟動過程中，容易出現(xiàn)瞬時功率“飆升”，由此導(dǎo)致電子設(shè)備的散熱問題變得越來越棘手。電子設(shè)備的功率越大，響應(yīng)速度提高，局部產(chǎn)生的熱流密度越大，熱量容易在局部發(fā)生聚焦，導(dǎo)致局部溫度過高。均熱板的所解決的關(guān)鍵問題就是將熱量快速的擴(kuò)展，減小局部溫度過高，防止出現(xiàn)熱點(diǎn)。
[0003]均熱板通常用于需小體積或需快速導(dǎo)熱的產(chǎn)品。目前主要使用于服務(wù)器、高檔圖形卡等電子產(chǎn)品及平板加熱設(shè)備等。是熱導(dǎo)管散熱方式的有力競爭者。
[0004]傳統(tǒng)的均熱板為平面板狀，上下各覆有一片無氧銅蓋板并相互密合，中心部分加
工
[0005]成空腔，空腔內(nèi)壁面加工有毛細(xì)結(jié)構(gòu)，空腔內(nèi)部抽成真空，注入一定量的液體工作介質(zhì)，然后完全密封。熱源產(chǎn)生的熱量使與均熱板的壁面處的工作介質(zhì)氣化蒸發(fā)，帶走熱量，蒸汽在對面的冷卻壁面上凝結(jié)成液體放出熱量，熱量傳遞到外部散熱裝置上帶走。凝結(jié)下來的液體工作介質(zhì)通過內(nèi)壁面上的毛細(xì)芯結(jié)構(gòu)回流到熱源部分，繼續(xù)氣化蒸發(fā)，進(jìn)行下一輪循環(huán)。
[0006]如此工作循環(huán)使得高密度熱流擴(kuò)散到大面積的外部散熱裝置上。實(shí)際應(yīng)用時在平板
[0007]上任兩點(diǎn)所測得溫度差可小于10°C以內(nèi)，常見之均熱板其熱阻值為0.250C /W，使用溫度0°C?100°C。
[0008]普通的均熱板由于其內(nèi)部存在空腔及復(fù)雜結(jié)構(gòu)，在體積上很難做到“薄”，而且也不適
[0009]用于較高的溫度區(qū)間工作，導(dǎo)致平臺的機(jī)械性能下降或內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，造成安全隱患。
[0010]人造石墨膜是一種新興的超高導(dǎo)熱材料。人造石墨膜采用特殊高分子膜經(jīng)石墨化后
[0011]制得，導(dǎo)熱率可達(dá)2000W/m*K(橫向)，且制備相對簡單，是理想的高端導(dǎo)熱率器件。目前由人造石墨膜制成的導(dǎo)熱器件已成功應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦產(chǎn)品，成為優(yōu)良的高熱導(dǎo)、輕質(zhì)、穩(wěn)定的導(dǎo)熱散熱器件。
[0012]基于人造石墨膜對均熱板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計改造，有利于實(shí)現(xiàn)均熱板的輕薄化，也可以擴(kuò)大均熱板的使用溫度區(qū)間，拓展均熱板的應(yīng)用領(lǐng)域。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本實(shí)用新型提供一種基于人造石墨膜的均熱板，結(jié)構(gòu)簡單，適用范圍廣，應(yīng)用于導(dǎo)熱散熱領(lǐng)域但不局限于散熱方面的應(yīng)用。
[0014]本實(shí)用新型所提供的一種基于人造石墨膜的均熱板，其包括:外層由無氧銅/鋁金屬板緊密結(jié)合形成的保護(hù)層。
[0015]中心為人造石墨膜層，人造石墨膜層采用特定類高分子薄膜經(jīng)高溫?zé)峤庑纬傻母叨ㄏ蚪Y(jié)晶石墨膜或膨脹石墨膜；特定類高分子薄膜包括聚丙烯、聚丙烯腈、聚苯、聚砜酰胺、聚酰亞胺、聚芳醚酮、中間相浙青、聚對苯乙烯、聚對苯撐哦二唑薄膜。
[0016]人造石墨膜層與金屬層間覆有金屬粉末、金屬網(wǎng)或金屬絲狀物，熔融后形成燒結(jié)層。
[0017]本實(shí)用新型一種基于人造石墨膜的均熱板，其人造石墨膜的厚度可低于150微米，整體厚度低于1.0毫米。
[0018]本實(shí)用新型一種基于人造石墨膜的均熱板，充分利用了石墨膜的超高導(dǎo)熱特性，并通過粉末燒結(jié)技術(shù)改善了石墨膜與銅板之間的接觸，較傳統(tǒng)之殼體微通道均熱板相比，結(jié)構(gòu)簡單，傳熱速率快，抗壓能力強(qiáng)，均熱板的穩(wěn)定性好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]附圖1是本實(shí)用新型所述基于人造石墨膜的均熱板結(jié)構(gòu)示意圖(燒結(jié)前)。I為保護(hù)層；2為燒結(jié)層；3為人造石墨膜層。
[0020]附圖2是本實(shí)用新型所述基于人造石墨膜的均熱板結(jié)構(gòu)示意圖(燒結(jié)后)。I為保護(hù)層；2為燒結(jié)層；3為人造石墨膜層。
【具體實(shí)施方式】
[0021]在本實(shí)用新型中，基于人造石墨膜的平面快速導(dǎo)熱能力，改變了傳統(tǒng)均熱板的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，拓展了均熱板的使用溫度區(qū)間。下面結(jié)合人造石墨膜均熱板的制備過程對本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。
[0022]實(shí)施例1:外層采用無氧銅金屬材料，以焊接或粘接連接并密封而形成中空的殼體；中間填充聞定向結(jié)晶熱解石墨I(xiàn)旲；石墨I(xiàn)旲與招板之間覆有銅粉，在20MPa壓力下800°C保溫2小時的熱處理，銅粉熔融形成冷卻后得制緊實(shí)的高溫超導(dǎo)均熱板，平面熱導(dǎo)率在
[0023]400?800W/m.K。
[0024]實(shí)施例2:外層采用鋁金屬材料，中心層填充高定向結(jié)晶熱解石墨膜或膨脹石墨膜；金屬層與石墨膜層之間覆有無氧鋁網(wǎng)，在15MPa壓力、6501:溫度下保持1.5小時，鋁網(wǎng)熔融冷卻后制得高溫超導(dǎo)均熱板。
【權(quán)利要求】
1.一種基于人造石墨膜的均熱板，其特征在于該均熱板包括:外層為無氧銅或鋁金屬層，中間為人造石墨膜層，石墨膜層與金屬層之間為金屬燒結(jié)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人造石墨膜的均熱板，特征在于其人造石墨膜層可以是特定高分子薄膜經(jīng)石墨化形成的高定向熱解石墨膜，也可是膨脹石墨經(jīng)碾壓制得的石墨膜；高分子薄膜可以是聚丙烯腈、聚苯、聚砜酰胺、聚酰亞胺、聚芳醚酮、中間相浙青、聚對苯乙烯、聚對苯撐惡二唑薄膜中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人造石墨膜的均熱板，特征在于其人造石墨膜層厚度低于150微米，均熱板整體厚度低于1.0毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于人造石墨膜的均熱板，特征在于其金屬燒結(jié)層的前驅(qū)物可以是金屬粉末，也可以是金屬網(wǎng)或金屬絲狀物。
【文檔編號】F28F21/00GK203719484SQ201320553495
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年9月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月8日
【發(fā)明者】崔光磊, 張波, 韓鵬獻(xiàn), 逄淑平, 劉志宏, 黃長水, 姚建華, 徐紅霞 申請人:中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所