CN101907416A - 散热板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种散热板及其制作方法，所述散热板包括底座(1)和顶盖(2)，底座(1)与顶盖(2)扣合，在底座(1)与顶盖(2)之间形成一个密封的腔体，顶盖(2)侧壁插置有一注料与排气管(4)，其特征在于：在所述密封的腔体内设置有支撑件(3)，支撑件(3)支撑于底座(1)与顶盖(2)之间，所述底座(1)上表面和顶盖(2)下表面均设置有烧结铜粉层(5)。本发明由于在底座与顶盖形成的密封的腔体内设置支撑件，解决了铜材料在高温烧结和银钎焊后变软问题以及遇抽真空排气形成负压力造成板面向里凹陷变形问题。散热板不会出现受阻不能顺利回流现象，使传热性能大幅提高，保证了元件平整、变形量极小，从而保障正常工作。

Description

散热板及其制作方法

(一)技术领域

本发明涉及一种传热元件，尤其是涉及一种用于发热电子元件快速传热与散热的板及其制作方法。

(二)背景技术

大功率LED照明光源由发光二极体芯片组成，在发光的同时会很快产生大量的热，这些热量如果不能快速降温到较低的温度，会造成发光芯片加速衰减，从而严重影响灯具的使用寿命。还有计算机、通讯、温差发电等行业均有因电子元件热量过高影响正常工作的情形。因此，解决散热问题对于诸如大功率LED照明等电子产品的正常工作和使用寿命有着至关重要的作用。散热板(注)作为传热元件已显示出是能够适合新一代电子产品发展需要的散热核心元件。近年来被称为均温板的产品发展较快，其主要由底座和顶盖组成，底座与顶盖扣合，在底座与顶盖之间形成一个密封的腔体，在底座上表面和顶盖下表面均设置有毛细构造，顶盖侧壁插置有一注料与排气管。其存在有以下不足：

1、铜材料在高温烧结和银钎焊后存在变软问题，以及又遇抽真空排气形成负压造成板面向里凹陷变形问题，散热板出现受阻不能顺利回流现象，使传热性能大幅降低。

2、生产效率较低因而生产成本高影响产品的推广。

(三)发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种具有支撑强度的结构且不会出现受阻不能顺利回流现象的散热板及其制作方法。

本发明的目的是这样实现的：一种散热板，包括底座和顶盖，底座与顶盖扣合，在底座与顶盖之间形成一个密封的腔体，顶盖侧壁插置有一注料与排气管，在所述密封的腔体内设置有支撑件，支撑件支撑于底座与顶盖之间，所述底座上表面和顶盖下表面均设置有烧结铜粉层。

本发明散热板的制作方法，所述方法包括以下工艺步骤：

步骤一、成型底座坯料和顶盖坯料

取无氧铜板材，采用冲压或挤压拉伸的方式成型底座坯料和顶盖坯料，

步骤二、摊铺铜粉或静电喷涂铜粉

采用摊铺或静电喷涂的方式，在步骤一制成的底座坯料上表面和顶盖坯料下表面均复合一层铜粉，再入炉烧结，烧结温度为850℃～950℃，时间1.5～2.0小时，在底座上表面和顶盖下表面形成烧结铜粉层，

步骤三、装配

取一支撑件置于底座坯料内，合上顶盖坯料，支撑件支撑于底座坯料与顶盖坯料之间；将底座坯料与顶盖坯料扣合，分别形成底座和顶盖，在底座与顶盖之间形成一个密封的腔体，

步骤四、安放注料与排气管并注入液体传热工质

在顶盖侧壁钻孔或冲孔后安放注料与排气管，注入传热工质，

步骤五、焊接

将底座与顶盖扣合处和注料与排气管与顶盖圆孔结合部采用银钎焊。

本发明的有益效果是：

1、由于在底座与顶盖形成的密封的腔体内设置支撑件，支撑底座与顶盖平面，建立了传热工质相变回流通道，解决了铜材料在高温烧结和银钎焊后变软问题以及遇抽真空排气形成负压力造成板面向里凹陷变形问题。散热板不会出现受阻不能顺利回流现象，使传热性能大幅提高，保证了元件平整、变形量极小，从而保障正常工作。可以满足大功率LED照明、温差发电、电脑微处理器、集成电路散热器、防爆与军工等产品对散热功率大、重量轻的使用要求。

2、铜粉采用静电喷涂后烧结可以大大提高生产效率。

(四)附图说明

图1为本发明散热板的结构示意图。

图2为本发明的底座结构示意图。

图3为本发明的顶盖结构示意图。

图4为本发明采用的静电喷涂底座示意图。

图5为本发明采用的静电喷涂顶盖示意图。

图6为本发明装配用模具示意图。

图7为本发明采用的装配工艺分解图。

图8为本发明安放注料与排气管以及焊接示意图。

图9为图8的俯视图。

图中附图标记：

底座1、顶盖2、支撑件3、注料与排气管4、铜粉层5、底座坯料11、顶盖坯料21、铜粉51、密封的腔体6、喷枪7、挡粉装置8、模具9、焊接环10、折弯A、扣合B、整形C。

(五)具体实施方式

参见图1，图1为本发明散热板的结构示意图。由图1可以看出，本发明散热板，包括底座1、顶盖2和支撑件3，底座1上表面和顶盖2下表面均设置有烧结铜粉层5，底座1与顶盖2扣合，在底座1与顶盖2之间形成一个密封的腔体，支撑件3设置于所述密封的腔体内，并支撑于底座1与顶盖2之间，顶盖2侧壁插置有一注料与排气管4。其制作方法包括以下工艺步骤：

步骤一、成型底座坯料和顶盖坯料

取无氧铜板材，采用冲压或挤压拉伸的方式成型底座坯料11和顶盖坯料21，如图2和图3；

步骤二、摊铺或静电喷涂铜粉

采用摊铺或静电喷涂的方式，在步骤一制成的底座坯料上表面和顶盖坯料下表面均复合一层铜粉51，再入炉烧结，烧结温度为850℃～950℃，时间1.5～2.0小时，在底座1上表面和顶盖2下表面形成烧结铜粉层5，如图4和图5。这样在底座1上表面和顶盖2下表面制作成毛细构造。

步骤三、装配

取一支撑件3置于底座坯料11内，合上顶盖坯料21，支撑件3支撑于底座坯料11与顶盖坯料21之间，将底座坯料11与顶盖坯料21扣合，分别形成底座1和顶盖2，在底座1与顶盖2之间形成一个密封的腔体6。

其中支撑件3可以采用三种形式：成型铜中板、海绵铜或波浪形不锈钢网。

其中底座1与顶盖2扣合分三步进行：利用模具9(如图6)将底座坯料11边缘先折斜边、再压边，最后再整形，如图7所示，图7(1)为折斜边，图7(2)为压边，图7(3)为整形。

步骤四、安放注料与排气管并注入液体传热工质

在顶盖侧壁钻孔或冲孔后安放注料与排气管，注入液体传热工质，如图8。

步骤五、焊接

将底座与顶盖扣合处和注料与排气管与顶盖圆孔结合部采用银钎焊，如图8和图9。所使用的银钎焊为银质量含量72％、余量为铜的合金焊丝。

注：本发明的散热板可以称为“核腾散热板”，该名称是依据液体工质在密封腔体毛细结构中，在真空状态下受热相变汽化出现物理化学变化的状态，核态沸腾产生的密集气泡破裂形成微小使热蒸汽迅速扩散，顶盖上设置的散热片或水循环套带走热量重新冷凝结成液态，通过支撑件迅速流回受热面，由此良性循环传递热量。

Claims (6)

1.一种散热板，包括底座(1)和顶盖(2)，底座(1)与顶盖(2)扣合，在底座(1)与顶盖(2)之间形成一个密封的腔体，顶盖(2)侧壁插置有一注料与排气管(4)，其特征在于：在所述密封的腔体内设置有支撑件(3)，支撑件(3)支撑于底座(1)与顶盖(2)之间，所述底座(1)上表面和顶盖(2)下表面均设置有烧结铜粉层(5)。

2.根据权利要求1所述的一种散热板，其特征在于：所述支撑件(3)采用三种形式：成型铜中板、海绵铜或波浪形不锈钢网。

3.一种如权利要求1所述的散热板的制作方法，其特征在于：所述方法包括以下工艺步骤：

步骤一、成型底座坯料和顶盖坯料

取无氧铜板材，采用冲压或挤压拉伸的方式成型底座坯料和顶盖坯料，

步骤二、摊铺铜粉或静电喷涂铜粉

采用摊铺或静电喷涂的方式，在步骤一制成的底座坯料上表面和顶盖坯料下表面均复合一层铜粉，再入炉烧结，烧结温度为850℃～950℃，时间1.5～2.0小时，在底座上表面和顶盖下表面形成烧结铜粉层，

步骤三、装配

取一支撑件置于底座坯料内，合上顶盖坯料，支撑件支撑于底座坯料与顶盖坯料之间；将底座坯料与顶盖坯料扣合，分别形成底座和顶盖，在底座与顶盖之间形成一个密封的腔体，

步骤四、安放注料与排气管并注入液体传热工质

在顶盖侧壁钻孔或冲孔后安放注料与排气管，注入传热工质，

步骤五、焊接

将底座与顶盖扣合处和注料与排气管与顶盖圆孔结合部采用银钎焊。

4.根据权利要求3所述的一种散热板的制作方法，其特征在于：所述底座与顶盖扣合分三步进行：利用模具将底座坯料边缘先折斜边、再压边，最后再整形。

5.根据权利要求3或4所述的一种散热板的制作方法，其特征在于：步骤五所使用的银钎焊为银质量含量72％、余量为铜的合金焊丝。

6.根据权利要求3或4所述的一种散热板，其特征在于：所述支撑件(3)采用三种形式：成型中板、海绵铜或波浪形不锈钢网。

Images