高功率密度電力電子器件是電動汽車、風力發(fā)電機、高鐵、電網(wǎng)等應用的核心部件。當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注。

一、新興散熱材料

金剛石增強金屬基復合材料是以鋁、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，以高導熱金剛石顆粒為增強相，采用粉末冶金、高溫高壓、浸滲等方法制備的具有高導熱性能的新型散熱材料。金剛石增強金屬基復合材料集成了金剛石材料高導熱的特性以及金屬材料大尺寸、易成形的特點，具有高熱導率（≥ 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。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散層等），成為超高熱流散熱研究的熱點。

二、高熱流密度均熱板

暢能達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)部飽和液體從高溫熱源處吸收熱量而汽化，飽和蒸汽流動到冷源處放熱并冷凝成液體，經(jīng)毛細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)高溫熱點。

金剛石銅和金剛石鋁作為新興散熱材料，被當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