CN102581586A - 制作散热柱方法及其制品 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制作散热柱方法，还公开了一种实施该方法制得的制品，其包括铜基板、散热主体、导管、毛细结构层和散热片模组；本发明提供的方法能有效简化传统散热柱的制作步骤，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；本发明提供的制品的结构合理，采用紫铜网来形成毛细结构，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内孔壁相贴合的完整性，提高散热柱的稳定性及可靠性，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。
Description
技术领域
本发明涉及散热技术，特别涉及一种制作散热柱方法及其制品。
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柱方法。
本发明的目的还在于，提供一种实现前述的制作散热柱方法制得的制品，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：
一种制作散热柱方法，其包括如下步骤：
(1)制备散热主体：预备紫铜管材料，对该紫铜管材料进行切裁加工出一管体，在该管体的上端设有一能将其上端开口封住的封盖，并在该封盖上预留有一通孔，制得散热主体；
(2)制备铜基板：预备紫铜板金属材料，对该紫铜板金属材料进行切裁、整形加工出所需形状的板体，制得铜基板；
(3)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；
(4)制备毛细结构层：预备具有毛细结构的紫铜网材料，将该紫铜网材料设置在散热主体的内孔上，制得毛细结构层；
(5)焊接：将设置有毛细结构层的散热主体的下端焊接在铜基板的顶面上；
(6)注水：通过导管将水注入散热主体的内孔；
(7)抽真空：通过导管对散热主体的内孔进行抽真空动作，抽真空动作完成后将导管的上端封闭；
(8)制备散热片：预备片状铝合金材料，对该片状铝合金材料进行冲裁、整形加工出多片外形轮廓呈圆形的铝合片，在该圆形铝合片的中心位置设有与所述散热主体相适配的装配孔，制得散热片；
(9)组装：将所述散热片依次间隔套设在散热主体上，制得散热柱；
将散热柱安装在需散热的发热体上，并使散热柱上的装配面与发热体相紧贴，发热体工作时产生的热量经所述散热柱以热辐射及对流作用，散发出去。
所述步骤(1)中的散热主体的长度为100～120mm、孔径为39～41mm、厚度为1mm。
所述步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)预备紫铜板金属材料，对其进行切裁、整形加工出一外形轮廓呈圆形的板体，该板体的厚度为1.8～2.2mm；
(2.2)对该板体的底面进行打磨抛光处理，形成光滑的装配面；
(2.3)在该板体的顶面设有一与所述散热主体相适配、深度为1mm的槽位，制得铜基板。
所述步骤(3)中的导管的长度为28～32mm、孔径为5mm、厚度为0.5mm。
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内孔的孔壁面积大小一致的方形网体以及面积与该散热主体的内孔的横截面积大小一致的圆形网体；
(4.2)将方形网体卷弯，然后放进所述散热主体的内孔，并使该方形网体的外侧壁紧贴在所述散热主体的内孔的孔壁上；
(4.3)将圆形网体设置在散热主体的内孔的下端，并与所述方形网体的下端面相紧贴，制得毛细结构层。
所述步骤(6)中注入的纯水的重量为15g。
所述步骤(7)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，实现对散热主体的内孔进行抽真动作；
(7.3)待散热主体的内孔的真空度为-680～-720Pa时，启动真空封口机的封口功能，实现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底部上的铜基板的温度以及检测该散热主体的顶部上的封盖的温度，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，其包括铜基板、散热主体、导管、毛细结构层和散热片模组，所述散热主体的下端设置在铜基板，该散热主体的上端设有一能其将上端开口封住的封盖，该封盖上设有一通孔，所述导管的下端焊接在该通孔上，将该导管的上端封闭，并使散热主体的内孔形成一真空腔，该真空腔内设有水，所述毛细结构层设置在真空腔上，所述散热片模组套设在将散热主体上。
所述铜基板的厚度为1.8～2.2mm，该铜基板的顶面上设有一与所述散热主体相适配的槽位，该槽位的深度为1mm；该铜基板的底面设有一光滑的装配面；所述散热主体为一长度为100～120mm、孔径为39～41mm、厚度为1mm的管体；所述导管为一长度为28～32mm、孔径为5mm、厚度为0.5mm的管体；所述水为纯水，其的重量为15g；所述真空腔的真空度为-680～-720Pa。
所述毛细结构层包括一面积与所述散热主体的内孔的孔壁面积大小一致的方形网体以及面积与该散热主体的内孔的横截面积大小一致的圆形网体，所述方形网体设置在散热主体的内孔，且该方形网体的外侧壁紧贴在散热主体的内孔的孔壁上，所述圆形网体设置在散热主体的下端，并与所述方形网体的下端面相紧贴，所述方形网体和圆形网体由厚度为3mm、且具有毛细结构的紫铜网材料制成。
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柱的制作步骤，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，能较好保证与散热主体的内孔壁相贴合的完整性，而且合理设计各部件的结构及其布局位置，提高散热柱的稳定性及可靠性，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是本发明的剖视结构示意图；
图2是图1中铜基板的剖视结构示意图。
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柱方法，其包括如下步骤：
(1)制备散热主体1：预备紫铜管材料，对该紫铜管材料进行切裁加工出一管体，在该管体的上端设有一能将其上端开口封住的封盖6，并在该封盖6上预留有一通孔，制得散热主体1；
(2)制备铜基板2：预备紫铜板金属材料，对该紫铜板金属材料进行切裁、整形加工出所需形状的板体，制得铜基板2；
(3)制备导管3：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3，将该导管3的下端焊接在通孔上；
(4)制备毛细结构层4：预备具有毛细结构的紫铜网材料，将该紫铜网材料设置在散热主体1的内孔上，制得毛细结构层4；
(5)焊接：将设置有毛细结构层4的散热主体1的下端焊接在铜基板2的顶面上；
(6)注水：通过导管3将水注入散热主体1的内孔；
(7)抽真空：通过导管3对散热主体1的内孔进行抽真空动作，抽真空动作完成后将导管3的上端封闭；
(8)制备散热片5：预备片状铝合金材料，对该片状铝合金材料进行冲裁、整形加工出多片外形轮廓呈圆形的铝合片，在该圆形铝合片的中心位置设有与所述散热主体1相适配的装配孔，制得散热片5；
(9)组装：将所述散热片5依次间隔套设在散热主体1上，制得散热柱；
将散热柱安装在需散热的发热体上，并使散热柱上的装配面与发热体相紧贴，发热体工作时产生的热量经所述散热柱以热辐射及对流作用，散发出去。
所述步骤(1)中的散热主体1的长度为100～120mm、孔径为39～41mm、厚度为1mm。
所述步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)预备紫铜板金属材料，对其进行切裁、整形加工出一外形轮廓呈圆形的板体，该板体的厚度为1.8～2.2mm；
(2.2)对该板体的底面进行打磨抛光处理，形成光滑的装配面22；
(2.3)在该板体的顶面设有一与所述散热主体1相适配、深度为1mm的槽位21，制得铜基板2。
所述步骤(3)中的导管3的长度为28～32mm、孔径为5mm、厚度为0.5mm。
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的内孔的孔壁面积大小一致的方形网体41以及面积与该散热主体1的内孔的横截面积大小一致的圆形网体42；
(4.2)将方形网体41卷弯，然后放进所述散热主体1的内孔，并使该方形网体41的外侧壁紧贴在所述散热主体1的内孔的孔壁上；
(4.3)将圆形网体42设置在散热主体1的内孔的下端，并与所述方形网体41的下端面相紧贴，制得毛细结构层4。
所述步骤(6)中注入的纯水的重量为15g。
所述步骤(7)具体包括以下步骤：
(7.1)将导管3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，实现对散热主体1的内孔进行抽真动作；
(7.3)待散热主体1的内孔的真空度为-680～-720Pa时，启动真空封口机的封口功能，实现将导管3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的底部上的铜基板2的温度以及检测该散热主体1的顶部上的封盖6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，其包括铜基板2、散热主体1、导管3、毛细结构层4和散热片5模组，所述散热主体1的下端设置在铜基板2，该散热主体1的上端设有一能其将上端开口封住的封盖6，该封盖6上设有一通孔，所述导管3的下端焊接在该通孔上，将该导管3的上端封闭，并使散热主体1的内孔形成一真空腔，该真空腔内设有水，所述毛细结构层4设置在真空腔上，所述散热片5模组套设在将散热主体1上。
所述铜基板2的厚度为1.8～2.2mm，该铜基板2的顶面上设有一与所述散热主体1相适配的槽位21，该槽位21的深度为1mm；该铜基板2的底面设有一光滑的装配面22；所述散热主体1为一长度为100～120mm、孔径为39～41mm、厚度为1mm的管体；所述导管3为一长度为28～32mm、孔径为5mm、厚度为0.5mm的管体；所述水为纯水，其的重量为15g；所述真空腔的真空度为-680～-720Pa。
所述毛细结构层4包括一面积与所述散热主体1的内孔的孔壁面积大小一致的方形网体41以及面积与该散热主体1的内孔的横截面积大小一致的圆形网体42，所述方形网体41设置在散热主体1的内孔，且该方形网体41的外侧壁紧贴在散热主体1的内孔的孔壁上，所述圆形网体42设置在散热主体1的下端，并与所述方形网体41的下端面相紧贴，所述方形网体41和圆形网体42由厚度为3mm、且具有毛细结构的紫铜网材料制成。
本发明提供的方法能有效简化传统散热柱的制作步骤，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，能较好保证与散热主体1的内孔壁相贴合的完整性，而且合理设计各部件的结构及其布局位置，提高散热柱的稳定性及可靠性，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。经实践测试证明，本发明在工作过程中，散热功率达45W以上。
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。
Claims (10)
1.一种制作散热柱方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)制备散热主体：预备紫铜管材料，对该紫铜管材料进行切裁加工出一管体，在该管体的上端设有一能将其上端开口封住的封盖，并在该封盖上预留有一通孔，制得散热主体；
(2)制备铜基板：预备紫铜板金属材料，对该紫铜板金属材料进行切裁、整形加工出所需形状的板体，制得铜基板；
(3)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；
(4)制备毛细结构层：预备具有毛细结构的紫铜网材料，将该紫铜网材料设置在散热主体的内孔上，制得毛细结构层；
(5)焊接：将设置有毛细结构层的散热主体的下端焊接在铜基板的顶面上；
(6)注水：通过导管将水注入散热主体的内孔；
(7)抽真空：通过导管对散热主体的内孔进行抽真空动作，抽真空动作完成后将导管的上端封闭；
(8)制备散热片：预备片状铝合金材料，对该片状铝合金材料进行冲裁、整形加工出多片外形轮廓呈圆形的铝合片，在该圆形铝合片的中心位置设有与所述散热主体相适配的装配孔，制得散热片；
(9)组装：将所述散热片依次间隔套设在散热主体上，制得散热柱；
将散热柱安装在需散热的发热体上，并使散热柱上的装配面与发热体相紧贴，发热体工作时产生的热量经所述散热柱以热辐射及对流作用，散发出去。
2.根据权利要求1所述的制作散热柱方法，其特征在于，所述步骤(1)中的散热主体的长度为100～120mm、孔径为39～41mm、厚度为1mm。
3.根据权利要求2所述的制作散热柱方法，其特征在于，所述步骤(2)具体包括以下步骤：
(2.1)预备紫铜板金属材料，对其进行切裁、整形加工出一外形轮廓呈圆形的板体，该板体的厚度为1.8～2.2mm；
(2.2)对该板体的底面进行打磨抛光处理，形成光滑的装配面；
(2.3)在该板体的顶面设有一与所述散热主体相适配、深度为1mm的槽位，制得铜基板。
4.根据权利要求3所述的制作散热柱方法，其特征在于，所述步骤(3)中的导管的长度为28～32mm、孔径为5mm、厚度为0.5mm。
5.根据权利要求4所述的制作散热柱方法，其特征在于，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内孔的孔壁面积大小一致的方形网体以及面积与该散热主体的内孔的横截面积大小一致的圆形网体；
(4.2)将方形网体卷弯，然后放进所述散热主体的内孔，并使该方形网体的外侧壁紧贴在所述散热主体的内孔的孔壁上；
(4.3)将圆形网体设置在散热主体的内孔的下端，并与所述方形网体的下端面相紧贴，制得毛细结构层。
6.根据权利要求5所述的制作散热柱方法，其特征在于，所述步骤(6)中注入的纯水的重量为15g。
7.根据权利要求6所述的制作散热柱方法，其特征在于，所述步骤(7)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，实现对散热主体的内孔进行抽真动作；
(7.3)待散热主体的内孔的真空度为-680～-720Pa时，启动真空封口机的封口功能，实现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底部上的铜基板的温度以及检测该散热主体的顶部上的封盖的温度，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。
8.一种实施权利要求1-7之一所述方法制得的制品，其特征在于，其包括铜基板、散热主体、导管、毛细结构层和散热片模组，所述散热主体的下端设置在铜基板，该散热主体的上端设有一能其将上端开口封住的封盖，该封盖上设有一通孔，所述导管的下端焊接在该通孔上，将该导管的上端封闭，并使散热主体的内孔形成一真空腔，该真空腔内设有水，所述毛细结构层设置在真空腔上，所述散热片模组套设在将散热主体上。
9.根据权利要求8所述的制品，其特征在于，所述铜基板的厚度为1.8～2.2mm，该铜基板的顶面上设有一与所述散热主体相适配的槽位，该槽位的深度为1mm；该铜基板的底面设有一光滑的装配面；所述散热主体为一长度为100～120mm、孔径为39～41mm、厚度为1mm的管体；所述导管为一长度为28～32mm、孔径为5mm、厚度为0.5mm的管体；所述水为纯水，其的重量为15g；所述真空腔的真空度为-680～-720Pa。
10.根据权利要求9所述的制品，其特征在于，所述毛细结构层包括一面积与所述散热主体的内孔的孔壁面积大小一致的方形网体以及面积与该散热主体的内孔的横截面积大小一致的圆形网体，所述方形网体设置在散热主体的内孔，且该方形网体的外侧壁紧贴在散热主体的内孔的孔壁上，所述圆形网体设置在散热主体的下端，并与所述方形网体的下端面相紧贴，所述方形网体和圆形网体由厚度为3mm、且具有毛细结构的紫铜网材料制成。
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