权利要求
1.一种固态均热板，其特征在于，包括
铝合金壳体和石墨板;铝合金壳体包括铝合金底座和铝合金盖板，铝合金底座加工有放置石墨板的槽，铝合金盖板位于石墨板上方，对石墨板实施压紧;铝合金底座和铝合金盖板表面镀覆有
镍层;
石墨板外表面成型有AgCuTi金属层;
铝合金壳体与石墨板采用SnAgCu钎料形成界面粘接。
2.根据权利要求1所述的固态均热板，其特征在于，所述石墨板外表面的AgCuTi金属层厚度为0.1～0.5mm。
3.根据权利要求1所述的固态均热板，其特征在于，所述铝合金底座和铝合金盖板表面镍层厚度为0.5～0.8mm。
4.根据权利要求1所述的固态均热板，其特征在于，所述石墨板采用热解石墨，其ab面导热系数不低于1500w/(m·K)。
5.一种权利要求1至4之一所述的固态均热板的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
对石墨板进行表面加工;
在石墨板表面均匀涂覆AgCuTi钎料;
将涂覆有AgCuTi钎料的石墨板放置于真空钎焊炉中进行钎焊，保温完成后随炉自然冷却;
将钎焊完成的石墨板打磨进行抛光处理，去除表面氧化层;
对铝合金壳体进行加工，加工后的铝合金壳体进行表面镀镍处理;
对表面钎焊的石墨板和镀镍的铝合金壳体进行清洗，在石墨板和铝合金壳体界面放置SnAgCu钎料，将铝合金壳体和石墨板进行装配，装配后放置于真空钎焊炉中实施钎焊;
将焊接完成的固态均热板按照最终所需尺寸进行精加工。
6.根据权利要求5所述的固态均热板的制造方法，其特征在于，所述对石墨板进行表面加工的步骤中，加工后石墨板的表面平面度优于0.1，表面粗糙度优于3.2。
7.根据权利要求5所述的固态均热板的制造方法，其特征在于，所述在石墨板表面均匀涂覆AgCuTi钎料的步骤中，AgCuTi钎料为粉状钎料，涂覆层厚度为0.1～0.5mm。
8.根据权利要求5所述的固态均热板的制造方法，其特征在于，所述在高导热石墨板表面均匀涂覆AgCuTi钎料的步骤中，具体通过如下方式实施：在高导热石墨板表面均匀涂覆AgCuTi钎料，并在涂覆AgCuTi钎料的高导热石墨板两侧铺贴云母片，上层云母片上放置压块，形成待钎焊组合体。在真空钎焊炉中完成钎焊后，去除压块和云母片。
9.根据权利要求5所述的固态均热板的制造方法，其特征在于，所述将涂覆有AgCuTi钎料的石墨板放置于真空钎焊炉中进行钎焊的步骤，钎焊温度为850～870℃，保温至少10min。
10.根据权利要求5所述的固态均热板的制造方法，其特征在于，所述在石墨板和铝合金壳体界面放置SnAgCu钎料，将铝合金壳体和石墨板进行装配，装配后放置于真空钎焊炉中实施钎焊的步骤中，钎焊温度为200～230如210℃，保温至少20min。
说明书
技术领域
[0001]本发明属于高导热结构制造技术领域，特别涉及一种固态均热板及其制造方法。
背景技术
[0002]随着电子技术的迅速发展，电子设备的集成度越来越高，电子
芯片不断地向着高效率、高集成、微型化的方向发展。电子产品不断朝着轻量集成的方向发展，也带来了电子元件空间狭小和热流密度高的问题。由于电子设备的性能对温度十分敏感，温度的升高会严重影响电子设备的可靠性、性能及寿命，电子设备的“散热”已经成为制约电子设备技术发展的瓶颈技术。传统的散热方式已经无法满足未来电子设备散热的需求了。
[0003]均热板是一种新型高效散热设备，具有较高的面导热系数，将发热量较大的芯片贴合于均热板上，可迅速将热量扩散开，降低芯片的温度。传统的均热板是一种内部空腔的结构，空腔内部充有液体工质，工质在受热时发生气液相变，从而实现热量的传递。但是均热板在机载产品的使用当中，由于均热板内部的吸液芯性能的不稳定以及飞行器飞行过程中加速度的影响，导致均热板的性能极其不稳定，在不同的功率、不同使用工况下，均热板的传热性能差异巨大，造成电子产品的性能不稳定，极大的限制了均热板在机载产品中的使用。为此发展新型的均热板具有极强的实用意义。固态均热板是一种利用高导热材料制备而成均热板产品，由于产品是固态结构，不存在气液相变过程，传热性能可靠性高，且不受加速度等影响，在机载产品中具有广阔的应用前景。
[0004]固态均热板主要采用的是具有高导热系数的材料作为主体材料，利用材料本身的高导热系数，实现热量的扩散。具备高导热性能的材料为高导热石墨，现有的高导热石墨其ab面导热系数可达1500W/(m·K)，是良好的固态均热板材料。但石墨本体的机械性能不高，不宜作为结构材料，因此需要将石墨封装于铝合金壳体内形成复合结构。石墨封装的工艺决定该复合结构的整体导热性能。因此突破石墨封装的封装工艺，实现石墨/铝合金复合结构均热板的制造，在新一代机载电子产品散热领域中有着重要的意义。
发明内容
[0005]为了克服现有技术中的不足，本发明人进行了锐意研究，提供了一种固态均热板的制造方法，解决石墨板与铝合金物理化学性质差异大、难以焊接的问题，固态均热板导热性差的问题。
[0006]本发明提供的技术方案如下：
[0007]第一方面，一种固态均热板，包括铝合金壳体和石墨板;铝合金壳体包括铝合金底座和铝合金盖板，铝合金底座加工有放置石墨板的槽，铝合金盖板位于石墨板上方，对石墨板实施压紧;铝合金底座和铝合金盖板表面镀覆有镍层;
[0008]石墨板外表面成型有AgCuTi金属层;
[0009]铝合金壳体与石墨板采用SnAgCu钎料形成界面粘接。
[0010]第二方面，一种固态均热板的制造方法，包括如下步骤：
[0011]对石墨板进行表面加工;
[0012]在石墨板表面均匀涂覆AgCuTi钎料;
[0013]将涂覆有AgCuTi钎料的石墨板放置于真空钎焊炉中进行钎焊，保温完成后随炉自然冷却;
[0014]将钎焊完成的石墨板打磨进行抛光处理，去除表面氧化层;
[0015]对铝合金壳体进行加工，加工后的铝合金壳体进行表面镀镍处理;
[0016]对表面钎焊的石墨板和镀镍的铝合金壳体进行清洗，在石墨板和铝合金壳体界面放置SnAgCu钎料，将铝合金壳体和石墨板进行装配，装配后放置于真空钎焊炉中实施钎焊;
[0017]将焊接完成的固态均热板按照最终所需尺寸进行精加工。
[0018]根据本发明提供的一种固态均热板及其制造方法，具有以下有益效果：
[0019]本发明在石墨板表面采用活性钎料钎焊方式钎焊一层金属层，该金属层与石墨板形成可靠冶金连接，有效地保证传热，表面金属化后的石墨板与铝合金采用软钎焊的方式进行焊接，确保石墨表面金属化层在与铝合金连接过程中，不被破坏，解决了石墨板与铝合金物理化学性质差异大、难以焊接的问题，固态均热板导热性差的问题。
附图说明
[0020]图1为石墨均热板示意图;
[0021]图2为石墨均热板分解图。
具体实施方式
[0022]下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。
[0023]在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
[0024]本发明提供了一种固态均热板，如图1和图2所示，包括铝合金壳体和石墨板;铝合金壳体包括铝合金底座和铝合金盖板，铝合金底座加工有放置石墨板的槽，铝合金盖板位于石墨板上方，对石墨板实施压紧;铝合金底座和铝合金盖板表面镀覆有镍层;
[0025]石墨板外表面成型有AgCuTi金属层，AgCuTi金属层厚度为0.1～0.5mm;
[0026]铝合金壳体与石墨板采用SnAgCu钎料形成界面粘接。
[0027]本发明提供了一种固态均热板的制造方法，包括如下步骤：
[0028](1)对高导热石墨板进行表面加工。
[0029]该步骤中，高导热石墨板采用热解石墨，其ab面导热系数不低于1500w/(m·K)。
[0030]该步骤中，加工后高导热石墨板的表面平面度优于0.1，表面粗糙度优于3.2，板厚为1～3mm。
[0031](2)在高导热石墨板表面均匀涂覆AgCuTi钎料。
[0032]该步骤中，AgCuTi钎料为粉状钎料，涂覆层厚度为0.1～0.5mm。
[0033]该步骤中，在高导热石墨板表面均匀涂覆AgCuTi钎料具体通过如下方式实施：在高导热石墨板表面均匀涂覆AgCuTi钎料，并在涂覆AgCuTi钎料的高导热石墨板两侧铺贴云母片，上层云母片上放置压块，形成待钎焊组合体。在真空钎焊炉中完成钎焊后，去除压块和云母片。
[0034](3)将涂覆有AgCuTi钎料的石墨板放置于真空钎焊炉中进行钎焊，保温完成后随炉自然冷却。
[0035]该步骤中，钎焊温度为850～870℃，保温至少10min。
[0036](4)将钎焊完成的石墨板打磨进行抛光处理，去除表面氧化层。
[0037](5)将铝合金壳体按设计图纸进行加工，包括铝合金底座和铝合金盖板，铝合金底座加工时预留放置石墨板的槽，槽上放置有铝合金盖板，用于压紧石墨板，加工后的铝合金壳体进行表面镀镍处理，镀镍层厚度为0.5～0.8如0.6μm。
[0038](6)对表面钎焊的石墨板和镀镍的铝合金壳体进行清洗，去除表面油污，在石墨板和铝合金壳体界面放置SnAgCu钎料，将铝合金壳体和石墨板进行装配，装配后放置于真空钎焊炉中实施钎焊。
[0039]该步骤中，钎焊温度为200～230如210℃，保温至少20min。
[0040](7)将焊接完成的高导热石墨均热板按照最终所需尺寸进行精加工。
[0041]实施例
[0042]实施例1
[0043]一种固态均热板的制造方法，包括如下步骤：
[0044](1)对高导热石墨板进行表面加工，表面要求平面度优于0.1，表面粗糙度优于3.2，板厚为2mm;高导热石墨板为热解石墨，其ab面导热系数不低于1500w/(m·K);
[0045](2)在高导热石墨板表面均匀涂覆AgCuTi钎料粉，涂覆层厚度为0.5mm;
[0046]在高导热石墨板表面均匀涂覆AgCuTi钎料，并在涂覆AgCuTi钎料的高导热石墨板两侧铺贴云母片，上层云母片上放置压块，形成待钎焊组合体。
[0047](3)将涂覆有AgCuTi钎料粉的石墨板-云母片-压块形成的待钎焊组合体放置于真空钎焊炉中，调整钎焊工艺参数为850℃，保温10min，保温完成后随炉自然冷却，去除压块和云母片;
[0048](4)将钎焊完成的石墨板打磨进行抛光处理，去除表面氧化层;
[0049](5)将铝合金壳体按设计图纸进行加工，包括铝合金底座和铝合金盖板，铝合金底座加工时预留放置石墨板的槽，槽上放置有铝合金盖板，用于压紧石墨板，加工后的铝合金壳体进行表面镀镍处理，镀镍层厚度为0.6μm;
[0050](6)对表面钎焊的石墨板和镀镍的铝合金壳体进行清洗，去除表面油污，在石墨板和铝合金壳体界面放置SnAgCu钎料，将铝合金壳体和石墨板进行装配，装配后放置于炉中，设置加热温度为210℃，保温20min;
[0051](7)将焊接完成的高导热石墨均热板按照最终所需尺寸进行精加工。
[0052]实施例2
[0053]一种固态均热板的制造方法，包括如下步骤：
[0054](1)对高导热石墨进行表面加工，表面要求平面度优于0.1，表面粗糙度优于3.2，板厚为3mm;高导热石墨板为热解石墨，其ab面导热系数不低于1500w/(m·K);
[0055](2)在高导热石墨板表面均匀涂覆AgCuTi钎料粉，涂覆层厚度为0.3mm;
[0056]在高导热石墨板表面均匀涂覆AgCuTi钎料，并在涂覆AgCuTi钎料的高导热石墨板两侧铺贴云母片，上层云母片上放置压块，形成待钎焊组合体。
[0057](3)将涂覆有AgCuTi钎料粉的石墨板-云母片-压块形成的待钎焊组合体放置于真空钎焊炉中，调整钎焊工艺参数为870℃，保温10min，保温完成后随炉自然冷却，去除压块和云母片;
[0058](4)将钎焊完成的石墨板打磨进行抛光处理，去除表面氧化层;
[0059](5)将铝合金壳体按设计图纸进行加工，包括铝合金底座和铝合金盖板，铝合金底座加工时预留放置石墨板的槽，槽上放置有铝合金盖板，用于压紧石墨板，加工后的铝合金壳体进行表面镀镍处理，镀镍层厚度为0.7μm;
[0060](6)对表面钎焊的石墨板和镀镍的铝合金壳体进行清洗，去除表面油污，在石墨板和铝合金壳体界面放置SnAgCu钎料，将铝合金壳体和石墨板进行装配，装配后放置于炉中，设置加热温度为230℃，保温20min;
[0061](7)将焊接完成的高导热石墨均热板按照最终所需尺寸进行精加工。
[0062]对比例
[0063]对比例1
[0064]该对比例1与实施例1一致，区别仅在于，高导热石墨板表面不涂覆AgCuTi钎料粉，采用裸石墨板。
[0065]对比例2
[0066]该对比例2与实施例1一致，区别仅在于，铝合金壳体进行表面不实施镀镍处理。
[0067]对上述实施例1～2和对比例1～2获得的均热板进行检测，检测结果如下表1：
[0068]表1高导热石墨均热板的检测结果表
[0069]
[0070]
[0071]以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。
[0072]本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
说明书附图(2)
声明：
“固态均热板及其制造方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
330
编辑：北方有色网
来源：航天材料及工艺研究所
咨询细节
2026年08月06日 ~ 08日 
