高功率密度電力電子器件是電動汽車、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、高鐵、電網(wǎng)等應(yīng)用的核心部件。當(dāng)前大功率電力電子器件正朝著高功率水平、高集成度的方向發(fā)展，因此散熱問題不可避免的受到關(guān)注。

一、新興散熱材料

金剛石增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料是以鋁、銅等與金剛石具有一定親和性的金屬材料為基體結(jié)合劑，以高導(dǎo)熱金剛石顆粒為增強(qiáng)相，采用粉末冶金、高溫高壓、浸滲等方法制備的具有高導(dǎo)熱性能的新型散熱材料。金剛石增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料集成了金剛石材料高導(dǎo)熱的特性以及金屬材料大尺寸、易成形的特點(diǎn)，具有高熱導(dǎo)率（≥ 600 W/(m?K)）、低密度（3.0～7.0 g/cm3）、熱膨脹系數(shù)可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。因此基于金剛石基材料的高效散熱方法（如金剛石基材料作為熱擴(kuò)散層等），成為超高熱流散熱研究的熱點(diǎn)。

二、高熱流密度均熱板

暢能達(dá)科技針對熱流密度高，散熱困難的電子器件提出了一種用于多熱源、高功率傳熱的高熱流密度均熱板，其外觀尺寸如下圖所示。器件底面有四塊尺寸相同的凸臺，凸臺面為熱源接觸面。器件頂面為冷源接觸面。相變器件可以通過內(nèi)部工質(zhì)的相變，從而實現(xiàn)熱源與冷源之間的高效傳熱。

高熱流密度均熱板利用液體相變傳熱原理：均熱板內(nèi)部飽和液體從高溫?zé)嵩刺幬諢崃慷?，飽和蒸汽流動到冷源處放熱并冷凝成液體，經(jīng)毛細(xì)力作用下回流到高溫側(cè)繼續(xù)參與吸、放熱循環(huán)。高功率電子器件存在的問題主要是發(fā)熱集中、散熱面積有限，而我司研發(fā)的高熱流密度均熱板可擴(kuò)大散熱面積、提高傳熱效率，實現(xiàn)電子器件的高效傳熱、防止熱量集中、避免出現(xiàn)高溫?zé)狳c(diǎn)。

金剛石銅和金剛石鋁作為新興散熱材料，被當(dāng)成極具競爭力的電子封裝散熱方案。為了驗證高熱流密度均熱板高效散熱的有效性，對相同尺寸的金剛石銅板和金剛石鋁板，與高高熱流密度均熱板進(jìn)行性能對比測試。

實驗結(jié)果表明，在相同的熱源溫度下，高熱流密度均熱板所通過的熱流密為515.08 W/cm2，遠(yuǎn)大于金剛石銅408.33 W/cm2，金剛石鋁331.35 W/cm2以及水冷板222.87 W/cm2。這表明加入高熱流密度均熱板后，會使水冷散熱效果更加明顯。并且相比于金剛石銅、金剛石鋁，此高熱流密度均熱板不僅擁有低廉的制造成本，而且具備更優(yōu)秀的傳熱性能。

審核編輯 黃宇