CN102679782A - 一种热管真空充液及除气方法及其设备 - Google Patents

一种热管真空充液及除气方法及其设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种热管真空充液及除气方法及其设备，这种热管真空充液及除气的设备包括真空系统、灌注系统、加热模块以及封口模具，作用管道中间设有一电磁阀，作用管道被该电磁阀分成上腔和下腔两部分，真空系统由一真空电磁阀连接作用管道的上腔，灌注系统由一微型针阀连接作用管道的下腔，封口模具设置于待加工热管管口附近，加热模块设置于待加工热管的尾部。这种热管真空充液及除气的方法，内部含有毛细结构的待加工热管在作用管道中先后完成抽真空、工质灌注以及分离剩余不凝性气体过程。本发明技术手段简便易行，生产效率高、节省金属材料且工质充填精度高。

Description

一种热管真空充液及除气方法及其设备
技术领域
本发明涉及热管在真空环境下充填工质以及除去不凝性气体技术领域，具体是指一种热管真空充液及除气方法及其设备。
背景技术
随着IC制造技术的快速发展，目前单个芯片上集成的晶体管数目已经上亿，功耗及芯片连线密度越来越高，可散热面积小，使得热流密度急剧增加，芯片温度显著上升，严重影响其工作可靠性和使用寿命。因此，具有高导热率、高可靠性、热响应快、无需额外电力驱动等特点的微热管已成为航空及光电子领域普遍使用的理想导热元件。
在热管生产中，需要对待加工铜管进行工质灌注和杂气消除。目前存在的加工方法有两种，第一种先对铜管进行抽真空，然后再进行工质灌注。缺点是把铜管抽至高真空度的时间较长，而且工质在较低真空下迅速汽化，较难实现精准的工质灌注。第二种方法是先对铜管进行工质灌注，然后进行沸腾排气法或者抽真空排气法。缺点是受环境的影响较大，会有工质的损失，而且铜管需要预留一定长度作为集气段裁掉，浪费金属材料。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种热管真空充液及除气方法及其设备，以克服目前热管真空除气技术存在的不足之处，并提高热管质量和生产效率。
本发明通过下述技术方案实现：
一种热管真空充液及除气方法，内部含有毛细结构的待加工热管在作用管道中先后完成抽真空、工质灌注以及分离剩余不凝性气体过程，所述抽真空是把待加工热管内部的大部分气体抽走，达到一定真空度；所述工质灌注是关闭连接所述真空系统与所述作用管道之间的真空电磁阀以及作用管道中间的电磁阀，打开连接所述灌注系统和所述作用管道之间的针阀，填入所需工质量；
所述分离剩余不凝性气体是关闭连接所述灌注系统和所述作用管道之间的针阀，所述加热模块开始加热待加工热管的尾部，使待加工热管管内的工质受热蒸发成气体形成蒸汽压，推动其内不凝性气体往上移动，挤压在所述作用管道下腔的顶部，水蒸汽遇到该下腔内较冷的工质重新凝结成液体，吸附在待加工热管内的毛细结构，在自重和毛细作用下，回流至待加工热管底部，当待加工热管管内整个过程到达平衡后，封口模具把待加工热管管口压合，完成热管真空充液及除气。
上述述待加工热管是没经过缩颈的直管或者是经过缩颈的变径铜管。
上述工质量是填满所述作用管道下腔所需的量加上填充待加工热管的设定量。
一种热管真空充液及除气设备，包括真空系统、灌注系统、作用管道、加热模块以及封口模具，所述作用管道中间设有一电磁阀，作用管道被该电磁阀分成上腔和下腔两部分，真空系统由一真空电磁阀连接作用管道的上腔，灌注系统由一针阀连接作用管道的下腔，封口模具设置于待加工热管的管口侧，加热模块设置于待加工热管的尾部。
上述上腔连接一气源，并设有一控制其通断的截止阀；下腔设有一热管真空密封夹持装置，该热管真空密封夹持装置内嵌有温度传感器；加热模块连接有温度控制装置。
与现有技术相比本发明的有益效果在于：集工质灌注和杂气消除于一体，不需要把热管内部抽至很高的真空度，生产效率高；不需要预留一定长度的热管收集不凝性气体，节省金属材料；没有工质损失，工质充填量精度高。
本发明技术手段简便易行，具有积极的技术效果与推广应用价值。
附图说明
图1为本发明热管真空充液及除气设备的结构示意图；
图2a为经过缩颈的待加工热管的示意图；
图2b为未经缩颈的待加工热管的示意图。
附图标记说明：真空系统1；真空电磁阀2；上腔3；电磁阀4；下腔5；真空密封夹持装置6；加热模块7；作用管道8；气源9；截止阀10；灌注系统11；针阀12；封口模具13；毛细结构14；待加工热管15。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的工艺参数，可参照常规技术进行。
实施例
如图1所示。本发明热管真空充液及除气设备，包括真空系统1、灌注系统11、作用管道8、加热模块7以及封口模具13，所述作用管道8中间设有一电磁阀4，作用管道8被该电磁阀4分成上腔3和下腔5两部分，真空系统1由一真空电磁阀2连接作用管道8的上腔3，灌注系统11由一针阀12连接作用管道8的下腔5，封口模具13设置于待加工热管15的管口侧，加热模块7设置于待加工热管15的尾部。
所述上腔3连接一气源9，并设有一控制其通断的截止阀10。
所述下腔5设有一热管真空密封夹持装置6，该热管真空密封夹持装置6内嵌有温度传感器（图中未示出）。
所述加热模块7连接有温度控制装置，控制其加热温度。
热管真空充液及除气方法，内部含有毛细结构的待加工热管15在作用管道8中先后完成抽真空、工质灌注以及分离剩余不凝性气体过程，所述抽真空是把待加工热管15内部的大部分气体抽走，达到一定真空度；
所述工质灌注是关闭连接所述真空系统1与所述作用管道8之间的真空电磁阀2以及作用管道8中间的电磁阀4，打开连接所述灌注系统11和所述作用管道8之间的针阀12，填入所需工质量；工质量是填满所述作用管道8下腔5所需的量加上填充待加工热管15的设定量。
所述分离剩余不凝性气体是关闭连接所述灌注系统11和所述作用管道8之间的针阀12，所述加热模块7开始加热待加工热管15的尾部，使待加工热管15管内的工质受热蒸发成气体形成蒸汽压，推动其内不凝性气体往上移动，挤压在所述作用管道8下腔5的顶部，水蒸汽遇到该下腔5内较冷的工质重新凝结成液体，吸附在待加工热管15内的毛细结构14，在自重和毛细作用下，回流至待加工热管15底部，当待加工热管15管内整个过程到达平衡后，封口模具13把待加工热管15管口压合，完成热管真空充液及除气。
如图2a、图2b所示。上述待加工热管15可以是没经过缩颈的直管，也可以是经过缩颈的变径铜管。
如图1所示。具体地说，把待加工热管15插进作用管道8的下腔5，由真空密封夹持装置6夹紧。关闭截止阀10和针阀12，打开电磁阀4和真空电磁阀2，真空系统1通过作用管道8把热管内部大部分的杂气抽走。达到一定真空度后，关闭电磁阀4和真空电磁阀2，打开针阀12，灌注系统11开始对热管进行工质灌注，工质量是填满作用管道8下腔5所需的量加上填充待加工热管15的设定量。待灌注完成后，关闭针阀12，加热模块7开始加热待加工热管15的尾部，使其管内的工质受热蒸发成气体形成蒸汽压，推动待加工热管15管内不凝性气体往上移动，挤压在作用管道8下腔5的顶部，水蒸汽遇到该下腔5内的工质重新凝结成液体，吸附在管内的毛细结构14，在自重和毛细作用下，回流至待加工热管15底部。当待加工热管15内整个过程到达平衡后，也就是当内嵌在真空密封夹持装置6里面的温度传感器检测到待加工热管15管口温度到达设定值时，封口模具13把管口压合。取出热管，打开电磁阀4和截止阀10，气源9送出来的气流把下腔5剩余的工质吹走，等待加工下一根热管。
如上所述便可较好地实现本发明。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种热管真空充液及除气方法，内部含有毛细结构的待加工热管在作用管道中先后完成抽真空、工质灌注以及分离剩余不凝性气体过程，其特征在于：
所述工质灌注是关闭连接所述真空系统与所述作用管道之间的真空电磁阀以及作用管道中间的电磁阀，打开连接所述灌注系统和所述作用管道之间的针阀，填入所需工质量；
所述分离剩余不凝性气体是关闭连接所述灌注系统和所述作用管道之间的针阀，所述加热模块开始加热待加工热管的尾部，使待加工热管管内的工质受热蒸发成气体形成蒸汽压，推动其内不凝性气体往上移动，挤压在所述作用管道下腔的顶部，水蒸汽遇到该下腔内较冷的工质重新凝结成液体，吸附在待加工热管内的毛细结构，在自重和毛细作用下，回流至待加工热管底部，当待加工热管管内整个过程到达平衡后，封口模具把待加工热管管口压合，完成热管真空充液及除气。
2.根据权利要求1所述的热管真空充液及除气方法，其特征在于所述待加工热管是没经过缩颈的直管或者是经过缩颈的变径铜管。
3.根据权利要求2所述的热管真空充液及除气方法，其特征在于所述工质量是填满所述作用管道下腔所需的量加上填充待加工热管的设定量。
4.一种热管真空充液及除气设备，包括真空系统、灌注系统、作用管道、加热模块以及封口模具，其特征在于：所述作用管道中间设有一电磁阀，作用管道被该电磁阀分成上腔和下腔两部分，真空系统由一真空电磁阀连接作用管道的上腔，灌注系统由一针阀连接作用管道的下腔，封口模具设置于待加工热管的管口侧，加热模块设置于待加工热管的尾部。
5.根据权利要求4所述的热管真空充液及除气设备，其特征在于所述上腔连接一气源，并设有一控制其通断的截止阀。
6.根据权利要求5所述的热管真空充液及除气设备，其特征在于所述下腔设有一热管真空密封夹持装置，该热管真空密封夹持装置内嵌有温度传感器。
7.根据权利要求6所述的热管真空充液及除气设备，其特征在于所述加热模块连接有温度控制装置。
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