[发明专利]一种相变温控装置的封装方法

说明书

本发明提供一种相变温控装置的封装方法，所述方法包括：将相变材料加热至其熔点温度以上使所述相变材料全部液化；将液态的相变材料灌入相变温控装置的腔体中直至灌满；将所述腔体和所述液态的相变材料置于相变材料熔点温度以下的环境，直至所述相变材料完全呈现出固体状态；将所述固态的相变材料通过机械加工工艺从固态相变材料顶面去除至预设高度；将弹性材料填充入所述相变温控装置的腔体中，覆盖于所述固态相变材料之上；用盖板对所述相变温控装置的腔体进行封装。

技术领域

本发明属于电子设备热管理技术领域，涉及一种用于电子设备热管理的相变温控装置中相变材料的封装方法。

背景技术

电子设备性能不断提高，芯片热流密度不断增大，高功耗电子器件的散热问题越来越突出。在应对高功耗电子器件的散热方面，目前采用强迫风冷或者液冷等主动冷却的方式。但是传统的强迫风冷方式引入了旋转部件，而液冷方式除了引入流体泵外，还增加了流体回路，这些都不可避免的增大电子设备的复杂度，因而存在冷却能力失效的隐患。而航空电子设备需要具备很高的可靠性，一旦主动冷却失效，造成电子设备过热产生故障，将带来不可估量的损失。相变温控装置是利用相变材料在熔点附近吸收热量但温度不发生显著变化来对热源实施温度控制，具有简单可靠的优点。运用相变温控装置对高功耗电子器件进行热管理，不仅可以在主动冷却方式失效时提供一段时间的备用热管理能力，使主功能设备得以在应急状态下在一段时间内正常工作，还可以改善高功耗器件的温度波动，减少因为温度变化带来的热应力。

然而常用的烷烃类固-液相变材料在相变过程中体积发生不可忽略的变化，会对相变温控装置腔体产生作用力，这会造成相变温控装置腔体的结构受损。目前对于这类相变材料的封装，要求腔体具有一定的刚度和柔韧性，以及不完全灌装预留体积变化的空间，或者在相变材料处于液相时真空灌装。这些方式一定程度上减弱了相变材料体积变化带来的消极影响，但壳体的变形没有从根本上克服，在多次循环工作的情况下会使得腔体结构受损难以避免，同时腔体形状发生变化会严重影响相变热控装置与热源的直接接触导热。

发明内容

本发明提供了一种相变温控装置的封装方法，可以有效地克服相变材料在相变温控装置中体积变化带来的不利影响，提高相变温控装置的循环寿命，并且实施非常便利。

本发明提供一种相变温控装置的封装方法，所述方法包括：

将相变材料加热至其熔点温度以上使所述相变材料全部液化；

将液态的相变材料灌入相变温控装置的腔体中直至灌满；

将所述腔体和所述液态的相变材料置于相变材料熔点温度以下的环境，直至所述相变材料完全呈现出固体状态；

将所述固态的相变材料通过机械加工工艺从固态相变材料顶面去除至预设高度；

将弹性材料填充入所述相变温控装置的腔体中，覆盖于所述固态相变材料之上；

用盖板对所述相变温控装置的腔体进行封装。

可选的，所述机械加工工艺为铣削工艺，且加工精度高于0.1mm。

可选的，所述预设高度占腔体深度的比率为α，α应满足如下表达式：

其中，ρ_固表示相变材料处于固态时的密度，ρ_液表示相变材料处于液态时的密度。

可选的，所述弹性材料为闭孔可压缩泡沫。

可选的，所述弹性材料的厚度所占腔体深度的比率为β，β应满足如下表达式：β≥1-α+10％。

本发明提供的相变温控装置的封装方法，具有如下的有益效果：