[发明]一种高强度、高导热的轻薄均热板_刘位江

0 分析说明：

本着学习和研究的精神，我们后面会针对一些有代表性的VC均热板、热管、散热模组等相关的专利进行一些深入的分析，帮助大家理解该专利的创新点，一方面可以开拓思维，另一方面也尽量避免设计雷同。

部分素材来源于公开发布的专利原文。

如需专利原文，可联系小编。

如有侵权或造成不适，请联系本站删除。

1 专利信息：

(21)申请号 202110294874.2

(22)申请日 2021.03.19

(71)申请人 江西理工大学

地址 341000 江西省赣州市章贡区红旗大道86号

申请人 江西先进铜产业研究院

(72)发明人 刘位江　杨斌　刘柏雄　张建波 曾龙飞　魏海根

(54)发明名称

一种高强度、高导热的轻薄均热板

(57)摘要

本发明公开了一种高强度、高导热的轻薄均热板，其结构包括上下盖板、吸液芯、支撑柱，上下盖板密封形成内腔体，内腔体的上下内表面设置有吸液芯，内腔体的上下内表面之间采用一定数量的支撑柱抵接，各支撑柱之间的空隙作为蒸发腔或毛细腔，上下盖板中至少一个盖板采用铜合金/纯铜形成的复合铜材制备而成；其中，铜合金/纯铜形成的复合铜材中，铜合金位于盖板的外侧，纯铜位于盖板的内侧；上下盖板在密封形成内腔体时采用复合铜材的内层材料纯铜与纯铜直接焊接而成。本发明一种高强度、高导热的轻薄均热板满足了当前均热板高效、耐热、可靠兼轻薄化的发展要求，解决当前均热板强低、厚度和质量大、铜膏焊接缺陷问题。

2 专利分析：

1‑铜合金/纯铜形成的复合铜材、2‑吸液芯、3‑支撑柱、4‑复合铜材中铜合金与纯

铜的界面、5‑焊合界面、1.1‑铜合金、1.2‑纯铜、3.1‑铜粉。

本发明的重点在于，所使用的上下盖板，至少有一个是铜合金+纯铜的复合材料。具体讲述了材料的成本，制作工艺。

解决的问题：轻薄化的产品强度和可靠性下降。

为什么选择铜：

但选择铜复合的材料制备均热板盖板是一个复杂的问题，

第一，需选择与铜热膨胀系数差异小的复合选材，否则在均热板制备时越容易发生变形，如表1所示，铝、钛、镁、钨、铬及其合金的热膨胀系数与纯铜的热膨胀系数相差过大，不适合制成复合材料；

第二，需选择热导率高的复合选材，否则将导致均热板散热能效大幅下降，不锈钢、钛、镁、钨、铬及其合金的热导率远低于纯铜的热导率(400W · m ‑1 · K ‑1 )；

第三，需选择与纯铜的晶体结构和晶格常数越近的复合选材，使得复合加工成型容易进行，铜的晶体结构是面心立方，容易加工变形，钨和铬晶体结构是体心立方，钛和镁晶体结构是密排六方，变形抗力均较大，不同晶体结构材质的复合加工难度更大，冲裁成盖板时强度高，模具磨损严重；

第四，需考虑复合选材与纯铜复合界面问题，铜与钛、铬、镁会在复合界面形成金属间化合物，大幅降低复合材界面结合力，其复合材整体强度严重下降；

第五，复合选材不能有过高的密度，钨、钼等金属密度远高于铜，对热均热板轻薄化呈负面影响；

第六，复合选材要有足够高的熔点，铝、镁虽然密度小，但其熔点低于均热板制备所用最高温度，不能用于制备均热板；

第七，复合选材要有合适的原料成本，316L不锈钢中含有14％价格昂贵的镍，其并非复合材良好选择。