一种星载石墨烯热控技术的制作方法

1.本发明涉及热控技术领域，具体为一种星载石墨烯热控技术。


背景技术：

2.随着航天技术的发展，航天部出现大量的结构不规则、能耗高的电子设备，需要控制宇航器内外的热交换过程，使宇航器达到热平衡温度处于所需范围，这便是宇航器的热控技术，热控有被动式和主动式两种，被动式为主，选用不同热控材料和布局以处理热交换，使所需之处温度不超过允许值范围，现在常用的热控设计是金属结构件通过导热垫接触热源快速导热；但是目前航天使用的星载石墨烯热控技术，其金属结构件设计复杂，精度要求较高，整体质量较重，且金属结构与芯片热源以及金属外部热沉连接会产生静不定结构，产生较大应力，影响热控效果。


技术实现要素：

3.本发明提供一种星载石墨烯热控技术，可以有效解决上述背景技术中提出目前航天使用的星载石墨烯热控技术，其金属结构件设计复杂，精度要求较高，整体质量较重，且金属结构与芯片热源以及金属外部热沉连接会产生静不定结构，产生较大应力，影响热控效果的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种星载石墨烯热控技术，包括星载pcb板，所述星载pcb板的外部包裹有折弯处理的石墨烯膜导热带，所述星载pcb板的上表面与石墨烯膜导热带之间的缝隙处安装有上表面单处热源，所述星载pcb板的下表面与石墨烯膜导热带之间的缝隙处安装有下表面多处热源，所述石墨烯膜导热带的顶部安装有上盖外部热沉；所述石墨烯膜导热带的顶部安装有第一压紧连接结构，所述石墨烯膜导热带的顶部安装有第二压紧连接结构，所述石墨烯膜导热带的顶部安装有第三压紧连接结构；所述石墨烯膜导热带的外部镀覆有绝缘包边。
5.根据上述技术方案，所述下表面多处热源由多个有热控需求的热源组成，多个热源间隔分布。
6.根据上述技术方案，所述绝缘包边为镀覆的聚酰亚胺膜，绝缘包边镀覆在石墨烯膜导热带外部四周位置。
7.根据上述技术方案，所述石墨烯膜导热带折弯处理，所述星载pcb板包裹在石墨烯膜导热带底部折弯位置。
8.根据上述技术方案，所述石墨烯膜导热带的一面对应第一压紧连接结构、第二压紧连接结构和第三压紧连接结构的位置处均为平整的平面。
9.根据上述技术方案，各部件之间的安装步骤如下：s1、压制、绝缘处理后的石墨烯膜导热带与星载pcb板底部的下表面多处热源之间
填充导热填料；s2、星载pcb板固定在安装面板上，将处于星载pcb板和第三压紧连接结构中间部位的石墨烯膜导热带进行压紧，此时石墨烯膜导热带底部一端通过螺栓固定在星载pcb板和第三压紧连接结构之间，且第三压紧连接结构的上表面与石墨烯膜导热带接触；s3、在上表面单处热源的上表面填充导热填料，将石墨烯膜导热带弯折置于星载pcb板上表面，并与上表面单处热源填充的导热填料接触；s4、将第二压紧连接结构下表面压紧在石墨烯膜导热带上对应星载pcb板的位置；s5、最后弯折石墨烯膜导热带与上盖外部热沉下表面接触，并在上盖外部热沉和石墨烯膜导热带接触位置填充导热填料。
10.与现有技术相比，本发明的有益效果：1、根据星载pcb板和热源位置，石墨烯膜导热带折弯绕过中间阻挡与多点热源接触，结构简单，节省空间，通过折弯将不同平面多点热源与石墨烯膜导热带的同一面接触，从而实现多点热源的同时热控，提高整体结构的空间利用率和热控效果。
11.2、对比常见的铜、铝金属合金，石墨烯金属导热密度低，能达到减重效果，石墨烯的厚度相比同等导热需求的金属结构件减少，能够降低静不定结构产生的冗余应力，且石墨烯加工简单、精度要求低，通过压紧连接结构的压紧安装，更加方便。
附图说明
12.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
13.在附图中：图1是本发明石墨烯膜导热带的导热示意图；图2是本发明各部件之间的安装步骤图；图3是本发明石墨烯膜导热带的结构示意图；图中标号：1、上盖外部热沉；2、第一压紧连接结构；3、第二压紧连接结构；4、第三压紧连接结构；5、绝缘包边；6、上表面单处热源；7、星载pcb板；8、石墨烯膜导热带；9、下表面多处热源。
实施方式
14.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
15.如图1所示：本发明提供一种技术方案，一种星载石墨烯热控技术，包括星载pcb板7，星载pcb板7由载荷装置简化，星载pcb板7的外部包裹有折弯处理的石墨烯膜导热带8，星载pcb板7的上表面与石墨烯膜导热带8之间的缝隙处安装有上表面单处热源6，星载pcb板7的下表面与石墨烯膜导热带8之间的缝隙处安装有下表面多处热源9，石墨烯膜导热带8的顶部安装有上盖外部热沉1；石墨烯膜导热带8的顶部安装有第一压紧连接结构2，石墨烯膜导热带8的顶部安
装有第二压紧连接结构3，石墨烯膜导热带8的顶部安装有第三压紧连接结构4，第二压紧连接结构3和第三压紧连接结构4通过螺栓固定，从而将星载pcb板7压紧实现星载热控效果，石墨烯膜导热带8的一面对应第一压紧连接结构2、第二压紧连接结构3和第三压紧连接结构4的位置处均为平整的平面，方便进行安装，压紧星载pcb板7的热源位置；石墨烯膜导热带8的外部镀覆有绝缘包边5，绝缘包边5为镀覆的聚酰亚胺膜，绝缘包边5镀覆在石墨烯膜导热带8外部四周位置，在星载pcb板7的外侧形成；根据上述技术方案，上表面单处热源6为单处高功耗热源，下表面多处热源9由多个结温过高有热控需求的热源组成，多个热源间隔分布。
16.根据上述技术方案，石墨烯膜导热带8折弯处理，星载pcb板7包裹在石墨烯膜导热带8底部折弯位置，石墨烯膜导热带8通过折弯即可以节省空间，又可以方便将多个不同平面的热源在石墨烯膜导热带8的同一面上进行导热，实现全程利用石墨烯同面路径进行热量传导。
17.星载pcb板7在两侧存在需求热控的热源，利用石墨烯膜导热带8弯曲导热路径实现一体化结构的石墨烯同时对多处不同表面的热源进行热控；整个石墨烯膜导热带8导热路径从星载pcb板7底部的下表面多处热源9同面导热，同时在后续路径与星载pcb板7上表面单处热源接触，利用石墨烯膜导热带8的同面高导热率最后将热量导至外部热沉，同样使用螺栓通过第三压紧连接结构4将石墨烯膜导热带8压紧在外部热沉。
18.如图2所示：各部件之间的安装步骤如下：s1、压制、绝缘处理后的石墨烯膜导热带8与星载pcb板7底部的下表面多处热源9之间填充导热填料；s2、星载pcb板7固定在安装面板上，将处于星载pcb板7和第三压紧连接结构4中间部位的石墨烯膜导热带8进行压紧，此时石墨烯膜导热带8底部一端通过螺栓固定在星载pcb板7和第三压紧连接结构4之间，且第三压紧连接结构4的上表面与石墨烯膜导热带8接触；s3、在上表面单处热源6的上表面填充导热填料，将石墨烯膜导热带8弯折置于星载pcb板7上表面，并与上表面单处热源6填充的导热填料接触；s4、将第二压紧连接结构3下表面压紧在石墨烯膜导热带8上对应星载pcb板7的位置；s5、最后弯折石墨烯膜导热带8与上盖外部热沉1下表面接触，并在上盖外部热沉1和石墨烯膜导热带8接触位置填充导热填料。
19.如图3所示：石墨烯膜对总功率4w的多处热源进行热控时，所选石墨烯膜平面热导率至少达800w/(m
·
k)，石墨烯厚度为200μm，采用三层此规格石墨烯膜部分压制使用，图3中，阴影部分为压制区域，无阴影部分用于给所需弯曲部分提供余量，热源接触面如图2的导热示意图所示，经过压制、包络后石墨烯膜整体厚度介于700-800μm，相比金属导热方案，石墨烯导热整体质量会有减小。
20.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡
在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种星载石墨烯热控技术，其特征在于：包括星载pcb板（7），所述星载pcb板（7）的外部包裹有折弯处理的石墨烯膜导热带（8），所述星载pcb板（7）的上表面与石墨烯膜导热带（8）之间的缝隙处安装有上表面单处热源（6），所述星载pcb板（7）的下表面与石墨烯膜导热带（8）之间的缝隙处安装有下表面多处热源（9），所述石墨烯膜导热带（8）的顶部安装有上盖外部热沉（1）；所述石墨烯膜导热带（8）的顶部安装有第一压紧连接结构（2），所述石墨烯膜导热带（8）的顶部安装有第二压紧连接结构（3），所述石墨烯膜导热带（8）的顶部安装有第三压紧连接结构（4）；所述石墨烯膜导热带（8）的外部镀覆有绝缘包边（5）。2.根据权利要求1所述的一种星载石墨烯热控技术，其特征在于，所述下表面多处热源（9）由多个有热控需求的热源组成，多个热源间隔分布。3.根据权利要求1所述的一种星载石墨烯热控技术，其特征在于，所述绝缘包边（5）为镀覆的聚酰亚胺膜，绝缘包边（5）镀覆在石墨烯膜导热带（8）外部四周位置。4.根据权利要求1所述的一种星载石墨烯热控技术，其特征在于，所述石墨烯膜导热带（8）折弯处理，所述星载pcb板（7）包裹在石墨烯膜导热带（8）底部折弯位置。5.根据权利要求1所述的一种星载石墨烯热控技术，其特征在于，所述石墨烯膜导热带（8）的一面对应第一压紧连接结构（2）、第二压紧连接结构（3）和第三压紧连接结构（4）的位置处均为平整的平面。6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种星载石墨烯热控技术，其特征在于，各部件之间的安装步骤如下：s1、压制、绝缘处理后的石墨烯膜导热带（8）与星载pcb板（7）底部的下表面多处热源（9）之间填充导热填料；s2、星载pcb板（7）固定在安装面板上，将处于星载pcb板（7）和第三压紧连接结构（4）中间部位的石墨烯膜导热带（8）进行压紧，此时石墨烯膜导热带（8）底部一端通过螺栓固定在星载pcb板（7）和第三压紧连接结构（4）之间，且第三压紧连接结构（4）的上表面与石墨烯膜导热带（8）接触；s3、在上表面单处热源（6）的上表面填充导热填料，将石墨烯膜导热带（8）弯折置于星载pcb板（7）上表面，并与上表面单处热源（6）填充的导热填料接触；s4、将第二压紧连接结构（3）下表面压紧在石墨烯膜导热带（8）上对应星载pcb板（7）的位置；s5、最后弯折石墨烯膜导热带（8）与上盖外部热沉（1）下表面接触，并在上盖外部热沉（1）和石墨烯膜导热带（8）接触位置填充导热填料。

技术总结
本发明公开了一种星载石墨烯热控技术，包括星载PCB板，所述星载PCB板的外部包裹有折弯处理的石墨烯膜导热带，所述星载PCB板的上表面与石墨烯膜导热带之间的缝隙处安装有上表面单处热源，所述星载PCB板的下表面与石墨烯膜导热带之间的缝隙处安装有下表面多处热源，所述石墨烯膜导热带的顶部安装有上盖外部热沉，所述石墨烯膜导热带的顶部安装有第一压紧连接结构，本发明根据星载PCB板和热源位置，石墨烯膜导热带折弯绕过中间阻挡与多点热源接触，结构简单，节省空间，通过折弯将不同平面多点热源与石墨烯膜导热带的同一面接触，从而实现多点热源的同时热控，提高整体结构的空间利用率和热控效果。用率和热控效果。用率和热控效果。


技术研发人员：张文轩 童志强 刘瑞英 廖振华 朴成勇 许榕城
受保护的技术使用者：地卫二空间技术（杭州）有限公司
技术研发日：2023.02.21
技术公布日：2023/7/20