一种解决发热元件热传导通道阻断问题的散热结构方案

摘要

本发明涉及一种解决发热元件热传导通道阻断问题的散热结构方案，方案中主要涉及发热元件安装基板、导热板、发热元件和散热器相互之间的配合关系，散热器位于发热元件上方，散热器的内底面与发热元件的上表面(发热面)紧密贴合，散热器的内侧壁与导热板立板的外侧壁贴合固紧；导热板的水平板的高度为L1，导热板的整体高度为L4，发热元件的高度为L3，散热器的高度为L2，上述的尺寸要求L4L1+L2。本发明是一种能有效解决发热元件热传导通道阻断问题的散热结构方案，采用本散热结构方案能快速有效地将发热元件的热量完全散出，保证发热元件工作温度不超限，同时降低系统内部工作温度，为内部器件提供良好的工作环境温度，保证器件的精度和使用寿命，从而提高系统的输出精度和可靠性。

说明书

技术领域

本发明属于惯导系统技术领域，涉及在惯导系统中如何为发热元件建立有效的传热路径，降低系统内部空间温度，具体涉及一种解决发热元件热传导通道阻断问题的散热结构方案。

背景技术

惯导系统内部空间温度以及发热元件的工作温度一直是系统设计过程中急需考虑并需有效处理的问题。发热元件的热量若无法有效导出，其自身温度会升高，同时使系统内部空间温度整体升高，导致内部器件一直工作在高温状态，影响器件精度和使用寿命；同时，过高的内部温度也会增加系统温控难度，降低系统输出精度。

惯导系统安装的发热元件散热面一般位于其壳体上表面，通常需要加装散热器将壳体表面的热量导出到散热器上，然后一部分热量通过风冷散到周围空气中，一部分热量再次通过传导传到导热板上，最后再通过某种方式将热量完全导出，从而保证发热元件的工作温度处于要求范围内，如图1所示。所以，发热元件壳体到散热器、散热器到导热板之间热通路的热阻必须要小，而且禁止出现热传导通道阻断才能使热量顺利的完全导出，从而实现系统内部低温温控，提升系统工作的可靠性。此时，需要L1+L2＝L3，L1为热通路中导热板厚度、L2为热通路中散热器相关厚度、L3为发热元件厚度。要使L1+L2＝L3，需要精确计量发热元件厚度L3，导热板厚度L1和散热器厚度L2需要分配尺寸公差并进行严格控制。

但是，由于发热元件、散热器以及导热板相关尺寸很难完全匹配，通常在这条热通路上会存在缝隙，使热传导通道阻断，热阻大幅增大，形成热断路，导致发热元件工作温度上升甚至超温、器件损坏。此时，如果发热元件厚度小于导热板厚度与散热器厚度之和时，即L1+L2＝L3+δ1，发热元件和散热器之间形成缝隙δ1，热传导通道阻断，如图2所示；如果发热元件厚度大于导热板厚度与散热器厚度之和时，即L1+L2+δ2＝L3，导热板和散热器之间形成缝隙δ2，热传导通道阻断，如图3所示。

发明内容

本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种能有效解决发热元件热传导通道阻断问题的散热结构方案，规避计量工作、降低机加工难度并能彻底消除发热元件、散热器以及导热板这条热通路可能存在的热传导通道阻断问题，避免热阻大幅增大，保证发热元件的工作温度，同时降低系统内部整体工作温度，提升系统温控精度，从而提高系统的输出精度。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

一种解决发热元件热传导通道阻断问题的散热结构方案，主要涉及发热元件安装基板、导热板、发热元件和散热器相互之间的配合关系，发热元件和导热板均安装在发热元件安装基板上，且导热板位于发热元件的外侧，其特征在于：所述的导热板由水平板和立板构成，水平板安装在发热元件安装基板上；散热器位于发热元件上方，该散热器的内底面与发热元件的上表面(发热面)紧密贴合，该散热器的内侧壁与导热板立板的外侧壁贴合固紧；导热板的水平板的高度为L1，导热板的整体高度为L4，发热元件的高度为L3，散热器的高度为L2，上述的尺寸要求L4<L3，L3>L1+L2。

而且，所述的发热元件安装基板为金属或者非金属基板。

而且，所述的导热板材料的导热系数要求大，本身具备良好的热传导性；导热板最好为一整体结构，其具体结构形式可根据发热元件形状设定。

而且，所述的导热板的整体高度为导热板的立面高度。

而且，所述的散热器的高度是指散热器的下底面到内底面之间的高度。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明通过对导热板的结构进行改良，使导热板为L形并与散热器端面贴合，并要求发热元件厚度大于导热板和散热器相关厚度之和，要求导热板的L形立面高度小于发热元件厚度，即可保证热传导通道连通，使热量得到传递，降低发热元件工作温度，提高器件精度和使用寿命。

2、本发明所述的一种解决发热元件热传导通道阻断问题的散热结构方案，仅要求粗略测量发热元件厚度L3，导热板和散热器相关厚度L1和L2无尺寸公差要求，因此规避了计量工作、降低了机加工难度、缩短了机加工时间、减少了机加工成本。

3、本发明是一种能有效解决发热元件热传导通道阻断问题的散热结构方案，采用本散热结构方案能快速有效地将发热元件的热量完全散出，保证发热元件工作温度不超限，同时降低系统内部工作温度，为内部器件提供良好的工作环境温度，保证器件的精度和使用寿命，从而提高系统的输出精度和可靠性。

附图说明

图1是期望的发热元件散热通路；

图2是实际通常出现的一种热传导通道阻断形式；

图3是实际通常出现的另一种热传导通道阻断形式；

图4是本发明创新设计的有效解决发热元件热传导通道阻断问题的散热结构形式。

附图中标号：1.发热元件安装基板、2.导热板、3.发热元件、4.散热器。

具体实施方式

下面结合附图详细叙述本发明的实施例，需要说明的是，本实施例是叙述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种解决发热元件热传导通道阻断问题的散热结构方案，包括发热元件安装基板1、导热板2、发热元件3和散热器4。发热元件安装基板为金属或者非金属基板，发热元件和导热板均安装在发热元件安装基板上，且导热板位于发热元件的外侧。导热板材料的导热系数要求大，本身具备良好的热传导性；导热板最好为一整体结构，其具体结构形式可根据发热元件形状设定。

所述的导热板由水平板和立板构成，形成L形结构，水平板安装在发热元件安装基板上。散热器位于发热元件上方，该散热器的内底面与发热元件的上表面(发热面)紧密贴合，该散热器的内侧壁与导热板立板的外侧壁贴合固紧。

导热板的水平板的高度为L1，导热板的整体高度(即：导热板的立面高度)为L4，发热元件的高度为L3，散热器的高度(即：散热器的下底面到内底面之间的高度)为L2，上述的尺寸要求L4<L3，L3>L1+L2。

本发明的制作过程及工作原理为：

要求首先测量发热元件厚度L3，然后根据L3分配导热板的尺寸L1和L4以及散热器的尺寸L2，要求L4<L3，L3>L1+L2。

根据相关尺寸制作L形导热板和散热器，安装时首先将发热元件安装在发热元件安装基板上，然后将导热板也安装在发热元件安装基板上，最后将散热器与发热元件紧密贴合同时与导热板的L形立面贴合固紧。热传导路径见图4中箭头所示。

通过此种散热结构可以避免发热元件尺寸计量，避免对导热板和散热器结构件作尺寸公差要求，降低机加工难度、缩短机加工时间，同时减少机加工成本；散热结构安装简单易行，能有效避免热传导通道阻断问题出现，可有效进行热量传递，降低发热元件工作温度，确保器件精度和使用寿命。