[发明专利]一种异质内置式微小通道冷板及其成型方法

说明书

本发明公开了一种内置式微小通道冷板及其成型方法，所述冷板包括底板和盖板，包括如下步骤：S1：根据底板的外形尺寸定位主流道的起始位置，采用切削加工的方式形成主流道；S2：将散热材料片通过模具冲压成型方法制得具有设计的间距、厚度和高度的散热片组。本发明中，通过采用模具成型的方法加工散热片组实现了微小尺寸散热齿的低成本、高效加工，其加工效率大为提高，缩短了制造周期，降低了生产成本；通过采用线切割或激光切割等微应力或无应力加工方式加工散热片组的外形能够防止散热片组由于装夹和加工引起的变形，保证零件外形尺寸精度，提高了零件的装配精度。

技术领域

本发明涉及雷达电子模块热管理技术领域，更具体涉及一种内置式微小通道冷板及其成型方法。

背景技术

随着微电子技术向小型化、高密度、集成化方向发展，高组装密度的大功率芯片在新一代有源相控阵雷达收/发模块中得到越来越大量的应用，而这些高集成化、高性能器件随着工作频率的提高，其功率密度也会急剧上升,极限热流密度已经超过100W/cm²，传统的单通道液冷技术满足不了电子器件的散热需求。为了强化发热电子器件位置的散热效果，可以通过壳体腹板内的翅片组将热量传递给冷却液，冷却液通过串并联结合的水道将热量带走而进行局部强化散热。在矩形流道中，翅片深度越大、深宽比越大，其散热效率也越大。常规散热齿厚一般不大于3mm,散热齿间距一般不大于3mm。然而，随着电子器件对冷板散热能力需求的不断提高，设计需不断增加翅片组散热表面，导致翅片组散热齿的间距不断减小、深宽比不断增大，齿间距达到1mm，散热齿高度达5mm以上,通道深宽比达5:1以上。一般将单个通道水流直径在1mm-6mm的称为微小通道。

目前，微小通道的主要的加工方法是铣削。新一代雷达电子装备通常由成千上万个通道的收/发模块组成，按照一个通道上对应一个微小通道冷板计算，系统中微小通道数量也会是成千上万个。工程上必须解决传统微小通道加工方法在批量应用时存在的不足：

(1)效率低下：翅片区域只能采用小直径刀具、小切深加工策略，加工效率低，难以满足小批量生产的要求；

(2)成本昂贵：单个翅片加工费用在百元左右，一部雷达中翅片加工费用在数十万到上百万，不利于产品成本控制；

(3)耐蚀性差：从强度、散热考虑，电子模块壳体材料一般选择锻造铝合金，而该类铝合金耐蚀性相对较差，大面积、长时间与冷却液接触，存在腐蚀隐患。

现有专利公告号为CN113001120A的专利文献公开了一种一种冷板内部流道结构的加工方法及应用，加工方法包括以下步骤：S1、在冷板的侧壁钻预孔，根据预孔采用切削加工方式形成流道；S2、在流道的两端焊接堵头，所述堵头与冷板采用相同材质，焊接方式采用银钎焊或激光焊接或氩弧焊。其流道加工先进行切削加工再进行焊接，一方面相对于拆分零件为两半再组件焊接的方式，其工艺流程更为简化，节约生产周期，另一方面对焊接设备要求相对较低，降低了制造难度，具有更广泛的应用范围，与现有广泛采用的加工方式相比，其效率大为提高，成本也相应降低。

但是预孔采用切削加工方式形成流道，在导致翅片组散热齿的间距不断减小、深宽比不断增大的背景下，即翅片组散热齿的齿间距达到1mm时，翅片组散热齿深宽比大于等于5:1时，只能通过人工进行加工，在如此狭窄的空间内不仅下料困难，而且会出现倒齿的现象，无法保证加工精度及效果。