适用于密闭腔体内可动微电子器件的传导式散热结构的制作方法

本发明属于微电子器件散热，涉及一种适用于密闭腔体内可动微电子器件的传导式散热结构。

背景技术：

1、随着半导体工艺和技术的日益发展，微电子器件已经运用到社会生活中的方方面面。微电子器件通常对工作温度有严格的要求，有的微电子器件甚至需要精确控温以保证器件性能，而微电子器件工作时会持续产生热量，需要适当的散热措施才能使微电子器件的工作温度处在最佳区间。对于处于特殊应用环境内的微电子器件，例如用于jzdz、卫星遥感、海底声呐等的传感器芯片，其通常处于密闭环境，无对外气体交换，且在部分应用中，其会伴随传动系统沿三轴转动，无法与外部壳体进行直接接触导热，对系统整体体积、重量等也有严格要求，对系统的散热结构设计提出了巨大的挑战。

2、目前，微电子器件的散热方式主要有自然冷却、强制风冷、液体冷却，制冷剂制冷、半导体制冷、热管散热等等。自然冷却主要应用于对温度控制要求较低的低功耗微电子器件，应用场景较为狭窄。强制风冷是通过加装风扇的方式，加速微电子器件周围的空气流动，从而带走热量的一种方式，通常需要预留较大空间加装散热翘片以增大散热面积，且需要与系统外部有气体交换，否则散热效率很低。液体冷却是通过冷却液流经微电子器件表面带走热量，并在冷却段散热的一种方式，需要较大重量和空间安装水泵，水管等部件。制冷剂通过相变的形式吸收和散发热量，其同样需要导管等部件。半导体制冷通过珀耳帖效应对微电子器件发热区的热量从冷端向热端转移实现导热，通常体积较小，可胜任局部区域导热，但是其通常在热端仍需其他散热手段如风冷向环境散热。热管散热通过吸收半导体器件的热量，使其吸液芯管中的液体蒸发，蒸汽传递给冷却端并变回液体，实现热量传递，可用于由器件向腔体内部环境散热，由于热管通常为刚体，不适用于器件需要转动的工作条件。

3、针对现有技术的不能满足或只能部分满足目标使用场景的情况，特提出本申请。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供适用于密闭腔体内可动微电子器件的传导式散热结构，以解决现有微电子器件散热技术难以完全满足密闭腔内可随传动系统大角度偏转的微电子器件的散热要求的问题。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种适用于密闭腔体内可动微电子器件的传导式散热结构，包括导热链，导热链包括端接头和标准节，标准节包括n个顺次排布的万向节，万向节包括顺次相接的球缺结构、连接段和球冠结构，连接段为半径小于球冠结构开口半径的实心圆柱，相邻万向节之间的球缺结构嵌入球冠结构，且嵌入后在外力作用下二者之间能够相对转动一定角度并能够在外力撤去后保持该状态；端接头包括分别位于标准节两端的球缺接头和球冠接头，球缺接头和球冠接头包括配合段和与配合段相接的实心柱状结构，球缺接头的配合段为球冠结构以与标准节端部的球缺结构连接，球冠接头的配合段为球缺结构以与标准节端部的球冠结构连接。

4、可选地，球缺结构半径小于球冠结构半径，且大于球冠结构开口半径，球缺结构和球冠结构之间的空隙填充有热界面物质。

5、可选地，实心柱状结构为阶梯轴，包括端部轴段和中间轴段，中间轴段与配合段相接，中间轴段的半径与连接段半径相同，端部轴段的半径大于中间轴段的半径。

6、可选地，导热链两端设有导热板，导热链两端分别通过导热板与微电子器件和密闭腔体外壳硬接触安装。

7、可选地，万向节的可转动角度θ取决于实心圆柱半径和球冠结构开口半径的大小关系。

8、可选地，导热链能够支持微电子器件实现滚转、俯仰和航向的三轴旋转，俯仰和航向旋转最大角度取决于单个万向节的可转动角度θ和万向节数量n，θ和n越大，俯仰和航向旋转最大角度越大。

9、可选地，滚转角度为0度至360度。

10、可选地，包括多条导热链。

11、可选地，包括两条呈相对设置的导热链，通过两条呈相对设置的导热链支持微电子器件实现滚转、俯仰和航向的三轴旋转。

12、本发明的有益效果在于：能够支持微电子器件的三轴转动，通过相对简易小巧的结构实现了对与外部无气体交换的密闭腔体内微电子器件的高效散热，可以满足在与外部无气体交换的密闭腔体内，需要三轴旋转且无法与密闭腔体的壳体直接接触散热的微电子器件的散热要求，且对重量、空间要求较低，解决了现有微电子器件散热技术难以完全满足密闭腔体内可随传动系统大角度偏转的微电子器件的散热要求的问题。

13、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

技术特征：

1.一种适用于密闭腔体内可动微电子器件的传导式散热结构，其特征在于：包括导热链，导热链包括端接头和标准节，标准节包括n个顺次排布的万向节，万向节包括顺次相接的球缺结构、连接段和球冠结构，连接段为半径小于球冠结构开口半径的实心圆柱，相邻万向节之间的球缺结构嵌入球冠结构，且嵌入后在外力作用下二者之间能够相对转动一定角度并能够在外力撤去后保持该状态；端接头包括分别位于标准节两端的球缺接头和球冠接头，球缺接头和球冠接头包括配合段和与配合段相接的实心柱状结构，球缺接头的配合段为球冠结构以与标准节端部的球缺结构连接，球冠接头的配合段为球缺结构以与标准节端部的球冠结构连接。

2.根据权利要求1所述的适用于密闭腔体内可动微电子器件的传导式散热结构，其特征在于：球缺结构半径小于球冠结构半径，且大于球冠结构开口半径，球缺结构和球冠结构之间的空隙填充有热界面物质。

3.根据权利要求1所述的适用于密闭腔体内可动微电子器件的传导式散热结构，其特征在于：实心柱状结构为阶梯轴，包括端部轴段和中间轴段，中间轴段与配合段相接，中间轴段的半径与连接段半径相同，端部轴段的半径大于中间轴段的半径。

4.根据权利要求1所述的适用于密闭腔体内可动微电子器件的传导式散热结构，其特征在于：导热链两端设有导热板，导热链两端分别通过导热板与微电子器件和密闭腔体外壳硬接触安装。

5.根据权利要求1所述的适用于密闭腔体内可动微电子器件的传导式散热结构，其特征在于：万向节的可转动角度θ取决于实心圆柱半径和球冠结构开口半径的大小关系。

6.根据权利要求1所述的适用于密闭腔体内可动微电子器件的传导式散热结构，其特征在于：导热链能够支持微电子器件实现滚转、俯仰和航向的三轴旋转，俯仰和航向旋转最大角度取决于单个万向节的可转动角度θ和万向节数量n，θ和n越大，俯仰和航向旋转最大角度越大。

7.根据权利要求6所述的适用于密闭腔体内可动微电子器件的传导式散热结构，其特征在于：滚转角度为0度至360度。

8.根据权利要求1所述的适用于密闭腔体内可动微电子器件的传导式散热结构，其特征在于：包括多条导热链。

9.根据权利要求1所述的适用于密闭腔体内可动微电子器件的传导式散热结构，其特征在于：包括两条呈相对设置的导热链，通过两条呈相对设置的导热链支持微电子器件实现滚转、俯仰和航向的三轴旋转。

技术总结
本发明涉及一种适用于密闭腔体内可动微电子器件的传导式散热结构，属于微电子器件散热技术领域，包括导热链，导热链包括端接头和标准节，标准节包括N个顺次排布的万向节，万向节包括顺次相接的球缺结构、连接段和球冠结构，连接段为半径小于球冠结构开口半径的实心圆柱，相邻万向节之间的球缺结构嵌入球冠结构，且嵌入后在外力作用下二者之间能够相对转动一定角度并能够在外力撤去后保持该状态。本发明能够支持微电子器件的三轴转动，通过相对简易小巧的结构实现了对与外部无气体交换的密闭腔体内微电子器件的高效散热，且对重量、空间要求较低。

技术研发人员：刘业琦,郭培,刘昌举,张珂楠,高劭辰
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第四十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/8/13