[发明专利]电子器件相变温控组件相变材料的灌注方法

说明书

本发明提出的一种基于真空发生器的相变材料灌注方法，旨在提供一种基于真空发生器产生真空环境并能进一步提升现有相变温控组件中相变材料填充率的工艺方法，本发明通过下述技术方法予以实现：以孔隙率＞92％的泡沫金属与石蜡组合作为填充相变储热材料；制备种以上兼具有无机相变材料和有机相变材料的相变复合材料储热单元；然后将相变温控组件毛坯密封腔体置于真空熔灌烘箱的底端，连接真空发生器，同时连通注入压缩空气的灌注容器；加热相变储热材料至全部融化为液态；真空发生器利用正压气源，吸附腔在管道内通正压气体而产生负压，形成一定真空度；通过真空减压阀控制通入压缩空气的灌注容器，将相变储热材料注入相变温控组件内参与相变。

技术领域

本发明涉及一种电子器件相变温控组件相变材料的灌注方法，属于电子设备相变温控领域。

背景技术

随着电子设备向着小型化、高集成化方向的高速发展，相变温控所具有的独特性质使其在间隙性或周期性运转的电子设备的温控上获得了广泛应用和高速发展。作为一种新兴的温控技术，相变温控利用相变材料(PhaseChangeMaterial，PCM)在某一特定温度下，从低熵聚集态转变到高熵聚集态物质时需吸收大量热量而转变过程中温度基本保持不变的性质，进而调整、控制温控对象周围环境温度，从而实现对电子设备的温控。待温控对象停机期间相变材料再将吸收的热量释放到环境中，为下一次工作周期做好准备。实验结果表明：用相变材料进行温控的集成电路的温度比不使用相变材料进行温控的集成电路的温度平均低7～8℃。

利用相变材料熔化时吸收大量潜热、凝固时放出大量潜热的特性，由于相变热控装置只发生物理状态的转变、无运动部件且不消耗航天器能量、可靠性高，特别适用于周期性工作的大功率仪器设备或受周期性高热流影响的设备的温度控制。相变材料相变时的膨胀收缩性小；导热性好,相变速度快；相变可逆性好,原料廉价易得，相变控温属于吸收型被动温控，与常规散热型有很大的不同。它不靠温差散热，因此不受外界环境温度变化的影响，使元件或设备始终稳定在需要的温度上。尤其在大功率密度和要求低的平衡温度时，是常规散热无法解决的难题，而采用相变温控可迎刃而解。与主动温控比较，它不用电，没有运动部件，可用于振动、冲击、加速度等恶劣的力学条件下工作，可靠性很高。在一定条件下，它可取代水冷和风冷进行散热，如对半导体致冷器件的热端温控，不用水冷或风冷，节水节电，具有较大的经济价值。它在低温条件下(如-40℃)工作，它还储存热能，可使设备以极大的速率恢复到正常的工作温度。5.它能周期性工作，长久使用。在低的平衡温度条件下，它比热沉法散热器体积可缩小2.6倍左右；重量可减轻4.5倍左右。

按照相变类型划分分为气-液相变材料、气-固相变材料、固-液相变材料和、固-固相变材料四种类型。气-液相变材料和气-固相变材料相变过程中伴随有气体变化，会引起相变材料体积的剧烈变化。尽管这两类材料相变过程的相变潜热很大，在实际中却很少应用。固-固相变材料的体积变化最小，但其相变潜热是四种相变材料类型中最小的，所以在实际中亦很少应用。与其他三种类型相比，固-液相变材料的相变潜热适中，体积变化不大，是实际中常常使用的相变材料类型。

按照化学成分组成，相变材料分为有机类相变材料、无机类相变材料和复合类相变材料。

在实际应用中相变材料的筛选需要考虑多方面的因素，如相变温度、储能密度等。对于选择相变材料一般原则需要从以下几个方面考虑:1、相变温度和使用目标相匹配；2、相变潜热大；3、廉价易得；4、化学稳定性好；5、与存储容器的相容性好；6、热稳定性好；7、具有良好的传热及流动性能；8、具有较低的蒸汽压等。另外相变储能材料还应该具有无毒、无味、相变体积变化小、无过冷或过冷度小、无相分凝现象、不易燃烧等性质。因此常用的相变材料主要有石蜡类、低熔点合金类及无机盐类。