制作散热器方法及其制品
技术领域
本发明涉及散热技术,特别涉及一种制作散热器方法及其制品。
背景技术
随着大规模集成电路技术的不断进步及广泛应用,高频高速处理器不断推出,其产生的热量若不及时排除将引起处理器温度的不断升高,对系统的安全及性能造成很大影响,目前散热问题已经成为新一代高速处理器推出时必需解决的问题。
散热器是广泛使用的部件,其用来例如为使部件冷却以使其持续和正常工作。传统散热器的种类很多。
由于对散热需求不断提高,新式散热装置不断出现,将热管应用于电子组件散热就是其中的一种。热管为一密封低压的管体,该管体内盛装适量液体,如水、乙醇、丙酮等,利用液体在汽、液两态问转变时吸收或放出大量热量而使热量由管体一端迅速传到另一端,为驱动冷凝液体回流,一般于管体内壁面设置毛细结构层,以提供驱动液体回流的毛细作用力。
现有的热管毛细结构层一般是通过铜粉烧结而成,其主要制程包括芯棒定位、填粉、烧结、芯棒脱膜等,由于铜粉的熔点约在1080℃左右,其烧结峰值温度一般控制在850~980℃左右,众所周知,烧结时铜粉在小于600℃时体积基本上没有变化,但当温度在600~800℃区域时铜粉会产生2%~3%的急剧膨胀,因此在烧结完成后的脱模过程中,由于铜粉膨胀体积增大,必需额外施加更多的外力才能将芯棒抽离,而热管经过高温烧结后其管体表面软化,在外力作用下容易使得热管变形,严重时甚至无法脱膜,从而造成热管不良率的增加。为改善芯棒脱模问题,目前通常将芯棒经过氮化处理或于芯棒表面涂布抗反应层,如:钨粉(w)、氮化硼(NB)、高温陶瓷粉(Al2O3)等。然而,在芯棒抽拔时所涂布的抗反应层容易因摩擦力而剥落进而残留于管体内,导致毛细结构堵塞,造成工作介质回流不顺畅,影响热管的性能甚至毁坏热管,难以保证产品质量,也直接影响传递效率及散热效果。而且其制作工序繁琐,生产效率低,成本高。不能很好的解决散热问题,对产品的使用寿命也有很大的影响。如何有效解决散热,成为目前面临最迫切需要解决的问题。
发明内容
针对上述不足,本发明目的之一在于,提供一种制作工序简洁,易于实现的制作散热器方法。
本发明的目的还在于,提供一种实现前述的制作散热器方法制得的制品,该制品的结构合理、散热快,能及时将热量散发掉,延长使用寿命。
本发明为实现上述目的,所提供的技术方案是:
一种制作散热器方法,其包括如下步骤:
(1)制备散热主体,该散热主体上设有一真空腔;
(2)制备多个散热烧结模组;
(3)装配:将散热烧结模组呈圆心对称焊接在所述散热主体上,并使该散热烧结模组与该散热主体的真空腔相连通;
(4)制备毛细结构层,将该毛细结构层设置在所述真空腔的顶部;
(5)注水:往散热主体的真空腔内注入水;
(6)抽真空:对散热主体的真空腔进行抽真空动作,使真空腔形成真空状态,制得散热器;
将散热器安装在需散热的发热体上,发热体工作时产生的热量经所述散热器以热辐射及对流作用,散发出去。
所述步骤(1)具体包括以下步骤:
(1.1)预备紫铜块材料,对该紫铜块材料进行切裁、钻铣加工出外形轮廓呈圆形的圆形紫铜基板及一圆形盖板;
(1.2)在所述圆形紫铜基板的顶面设有一装配凸台,对该装配凸台的顶面进行打磨抛光处理,形成光滑的装配面;
(1.3)在所述圆形紫铜基板的底面钻铣有一真空腔,制得散热主体;
其中所述圆形紫铜基板的高度为18mm、直径为100mm,所述真空腔的深度为9mm、直径为80mm,所述圆形盖板的高度为5mm、直径为90mm,所述装配凸台的高度为2mm、直径为60mm。
所述步骤(2)具体包括以下步骤:
(2.1)制备对折烧结管:预备6条长度为105mm,直径为80mm的烧结管,将该些烧结管依次对折,制得6条对折烧结管;在其中一条对折烧结管的对折处钻有一通孔;
(2.2)制备导管:预备一与所述通孔的孔径相适配的紫铜管材料,对该紫铜管材料进行切裁加工出一管体,制得导管,将该导管的下端焊接在通孔上;该导管的长度为28~32mm、孔径为5mm、厚度为0.5mm
(2.3)制备弧形散热片:预备铝合金片材料,对该铝合金片材料切裁、整形加工,制得多片弧形散热片;
(2.4)将两条对折烧结管间隔平行设置,然后将所述弧形散热片横向卡设在两条对折烧结管上,使其相互定位并固定,制得散热烧结模组;
(2.5)重复步骤(2.4),制得所需数量的散热烧结模组。
所述步骤(3)具体包括以下步骤:
(3.1)预先在所述散热主体的侧壁上钻设出多个沿其周向排列且呈圆心对称设置的插孔;
(3.2)将散热烧结模组呈圆心对称放置在所述散热主体一侧,然后使该散热烧结模组的对折烧结管的首尾两端对准所述插孔并插入,使该对折烧结管的管路与散热主体的真空腔相连通;然后对所述插孔与对折烧结管的连接处进行焊接固定,并避免该连接处泄漏气体;
(3.3)重复步骤(3.2),完成所有热烧结模组的装配。
所述步骤(4)具体包括以下步骤:
(4.1)预备厚度为3mm、且具有毛细结构的紫铜网材料,对其进行切裁加工出一面积与所述散热主体的真空腔的横截面积大小一致的圆形网体,制得毛细结构层;
(4.2)将毛细结构层设置在散热主体的真空腔顶部;
(4.3)将圆形盖板盖合在所述真空腔的开口上,并对圆形盖板与真空腔的连接处进行焊接固定,并避免该连接处泄漏气体。
所述步骤(5)具体包括以下步骤:通过导管的上端往散热主体的真空腔内注入水,该水为纯水,其的重量为20g。
所述步骤(6)具体包括以下步骤:
(7.1)将导管的上端与真空封口机相连;
(7.2)启动真空封口机的抽真空功能,由于所述导管经对折烧结管与散热主体的真空腔相连接,实现真空封口机对所述真空腔进行抽真动作;
(7.3)待真空腔的真空度为-680~-720Pa时,启动真空封口机的封口功能,将导管的上端的开口封闭,并用氩弧焊机对该开口的封闭处进行焊接,避免该封闭处泄漏气体;
(7.4)预备热管性能检测机,预先设定热源的温度为78~82℃,然后对散热主体加热15~20秒;
(7.5)启动热管性能检测机来检测散热主体的顶部上的装配凸台的温度以及检测该散热主体的底部上的圆形盖板的温度,若两者温差小于或等于5摄氏度时,为合格产品;反之,则为不合格产品。
一种实施上述方法制得的制品,其包括一具有真空腔的散热主体及多个呈圆心对称设置在该散热主体上的散热烧结模组,该些散热烧结模组分别与所述散热主体的真空腔相连通,所述真空腔的顶部设有毛细结构层,所述真空腔内设有水。
所述散热主体包括一圆形紫铜基板及一圆形盖板,所述圆形紫铜基板的顶面设有一具有光滑的装配面的装配凸台,该圆形紫铜基板的底面向内凹陷形成真空腔,所述圆形盖板盖合在该真空腔的开口上,所述圆形紫铜基板的高度为18mm、直径为100mm,所述真空腔的深度为9mm、直径为80mm,所述圆形盖板的高度为5mm、直径为90mm,所述装配凸台的高度为2mm、直径为60mm,所述水为纯水,其的重量为20g;所述毛细结构层包括一面积与所述散热主体的真空腔的横截面积大小一致的圆形网体,该圆形网体由厚度为3mm、且具有毛细结构的紫铜网材料制成。
所述散热烧结模组的数量为3个,该散热烧结模组包括两条对折烧结管及多片弧形散热片,两条对折烧结管间隔平行设置,且该对折烧结管的首尾两端插设在散热主体上,并使该对折烧结管的管路与散热主体的真空腔相连通,所述弧形散热片横向设置在两条对折烧结管上,其中一散热烧结模组中的一条对折烧结管的对折处设有一通孔,该通孔上焊接有一导管,该导管的上端封闭,下端与对折烧结管的管路相连通,所述散热片采用铝合金片制成,所述对折烧结管的长度为105mm,孔径为80mm,所述真空腔的真空度为-680~-720Pa。
本发明的有益效果为:本发明提供的方法能有效简化传统散热器的制作步骤,缩短生产周期,提高生产效率,整个制作工序简洁,易于实现且有效保证产品质量;本发明提供的制品,结构合理,采用紫铜网材料来形成毛细结构,不仅达到传统需烧结才能实现毛细组织结构的效果,而且能较好保证与散热主体的真空腔相贴合的完整性,提高散热器的稳定性及可靠性,还有效缩减传统烧结工序,制造工序少,劳动强度低从而实现成本低,废品率低;另外本发明整体结构紧凑,形成一体式的散热结构,可迅速将热量散发,进一步提高散热效果,大大延长了产品的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是图1中散热主体的剖视结构示意图。
具体实施方式
实施例:参见图1和图2,本发明实施例提供一种制作散热器方法,其包括如下步骤:
(1)制备散热主体1,该散热主体1上设有一真空腔11;
(2)制备多个散热烧结模组2;
(3)装配:将散热烧结模组2呈圆心对称焊接在所述散热主体1上,并使该散热烧结模组2与该散热主体1的真空腔11相连通;
(4)制备毛细结构层3,将该毛细结构层3设置在所述真空腔11的顶部;
(5)注水:往散热主体1的真空腔11内注入水;
(6)抽真空:对散热主体1的真空腔11进行抽真空动作,使真空腔11形成真空状态,制得散热器;
将散热器安装在需散热的发热体上,发热体工作时产生的热量经所述散热器以热辐射及对流作用,散发出去。
所述步骤(1)具体包括以下步骤:
(1.1)预备紫铜块材料,对该紫铜块材料进行切裁、钻铣加工出外形轮廓呈圆形的圆形紫铜基板12及一圆形盖板13;
(1.2)在所述圆形紫铜基板12的顶面设有一装配凸台14,对该装配凸台14的顶面进行打磨抛光处理,形成光滑的装配面15;
(1.3)在所述圆形紫铜基板12的底面钻铣有一真空腔11,制得散热主体1;
其中所述圆形紫铜基板12的高度为18mm、直径为100mm,所述真空腔11的深度为9mm、直径为80mm,所述圆形盖板13的高度为5mm、直径为90mm,所述装配凸台14的高度为2mm、直径为60mm。
所述步骤(2)具体包括以下步骤:
(2.1)制备对折烧结管21:预备6条长度为105mm,直径为80mm的烧结管,将该些烧结管依次对折,制得6条对折烧结管21;在其中一条对折烧结管21的对折处钻有一通孔;
(2.2)制备导管22:预备一与所述通孔的孔径相适配的紫铜管材料,对该紫铜管材料进行切裁加工出一管体,制得导管22,将该导管22的下端焊接在通孔上;该导管22的长度为28~32mm、孔径为5mm、厚度为0.5mm
(2.3)制备弧形散热片23:预备铝合金片材料,对该铝合金片材料切裁、整形加工,制得多片弧形散热片23;
(2.4)将两条对折烧结管21间隔平行设置,然后将所述弧形散热片23横向卡设在两条对折烧结管21上,使其相互定位并固定,制得散热烧结模组2;
(2.5)重复步骤(2.4),制得所需数量的散热烧结模组2。
所述步骤(3)具体包括以下步骤:
(3.1)预先在所述散热主体1的侧壁上钻设出多个沿其周向排列且呈圆心对称设置的插孔16;
(3.2)将散热烧结模组2呈圆心对称放置在所述散热主体1一侧,然后使该散热烧结模组2的对折烧结管21的首尾两端对准所述插孔16并插入,使该对折烧结管21的管路与散热主体1的真空腔11相连通;然后对所述插孔16与对折烧结管21的连接处进行焊接固定,并避免该连接处泄漏气体;
(3.3)重复步骤(3.2),完成所有热烧结模组的装配。
所述步骤(4)具体包括以下步骤:
(4.1)预备厚度为3mm、且具有毛细结构的紫铜网材料,对其进行切裁加工出一面积与所述散热主体1的真空腔11的横截面积大小一致的圆形网体,制得毛细结构层3;
(4.2)将毛细结构层3设置在散热主体1的真空腔11顶部;
(4.3)将圆形盖板13盖合在所述真空腔11的开口上,并对圆形盖板13与真空腔11的连接处进行焊接固定,并避免该连接处泄漏气体。
所述步骤(5)具体包括以下步骤:通过导管22的上端往散热主体1的真空腔11内注入水,该水为纯水,其的重量为20g。
所述步骤(6)具体包括以下步骤:
(7.1)将导管22的上端与真空封口机相连;
(7.2)启动真空封口机的抽真空功能,由于所述导管22经对折烧结管21与散热主体1的真空腔11相连接,实现真空封口机对所述真空腔11进行抽真动作;
(7.3)待真空腔11的真空度为-680~-720Pa时,启动真空封口机的封口功能,将导管22的上端的开口封闭,并用氩弧焊机对该开口的封闭处进行焊接,避免该封闭处泄漏气体;
(7.4)预备热管性能检测机,预先设定热源的温度为78~82℃,然后对散热主体1加热15~20秒;
(7.5)启动热管性能检测机来检测散热主体1的顶部上的装配凸台14的温度以及检测该散热主体1的底部上的圆形盖板13的温度,若两者温差小于或等于5摄氏度时,为合格产品;反之,则为不合格产品。
一种实施上述方法制得的制品,其包括一具有真空腔11的散热主体1及多个呈圆心对称设置在该散热主体1上的散热烧结模组2,该些散热烧结模组2分别与所述散热主体1的真空腔11相连通,所述真空腔11的顶部设有毛细结构层3,所述真空腔11内设有水。
所述散热主体1包括一圆形紫铜基板12及一圆形盖板13,所述圆形紫铜基板12的顶面设有一具有光滑的装配面15的装配凸台14,该圆形紫铜基板12的底面向内凹陷形成真空腔11,所述圆形盖板13盖合在该真空腔11的开口上,所述圆形紫铜基板12的高度为18mm、直径为100mm,所述真空腔11的深度为9mm、直径为80mm,所述圆形盖板13的高度为5mm、直径为90mm,所述装配凸台14的高度为2mm、直径为60mm,所述水为纯水,其的重量为20g;所述毛细结构层3包括一面积与所述散热主体1的真空腔11的横截面积大小一致的圆形网体,该圆形网体由厚度为3mm、且具有毛细结构的紫铜网材料制成。
所述散热烧结模组2的数量为3个,该散热烧结模组2包括两条对折烧结管21及多片弧形散热片23,两条对折烧结管21间隔平行设置,且该对折烧结管21的首尾两端插设在散热主体1上,并使该对折烧结管21的管路与散热主体1的真空腔11相连通,所述弧形散热片23横向设置在两条对折烧结管21上,其中一散热烧结模组2中的一条对折烧结管21的对折处设有一通孔,该通孔上焊接有一导管22,该导管22的上端封闭,下端与对折烧结管21的管路相连通,所述散热片采用铝合金片制成,所述对折烧结管21的长度为105mm,孔径为80mm,所述真空腔11的真空度为-680~-720Pa。
本发明提供的方法能有效简化传统散热器的制作步骤,缩短生产周期,提高生产效率,整个制作工序简洁,易于实现且有效保证产品质量;本发明提供的制品,结构合理,采用紫铜网材料来形成毛细结构,不仅达到传统需烧结才能实现毛细组织结构的效果,而且能较好保证与散热主体1的真空腔11相贴合的完整性,提高散热器的稳定性及可靠性,还有效缩减传统烧结工序,制造工序少,劳动强度低从而实现成本低,废品率低;另外本发明整体结构紧凑,形成一体式的散热结构,可迅速将热量散发,进一步提高散热效果,大大延长了产品的使用寿命。
如本发明上述实施例所述,采用与其相同或相似的步骤或结构而得到的其它制品及制作方法,均在本发明保护范围内。