CN103759561A - 一种基于相变压胀的热管散热器及其制造方法 - Google Patents

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汤勇
关沃欢
余彬海
李宗涛
陆龙生
袁伟
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores

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Abstract

本发明公开了一种基于相变压胀的热管散热器及其制造方法，包括热管、以及间隔设置在热管上的散热翅片；所述热管上还设置有一金属基座，所述金属基座上设有多个容纳槽，容纳槽的形状与热管的外形相适配，热管置于容纳槽内，其外露面与金属基座的外表面形成一个平面；将金属基座、热管、散热翅片进行初步装配，然后把热管加热，使用压平模具把突出金属基座的热管上表面压平，再提高加热温度，热管内部工质相变产生蒸汽压力使热管径向胀大。本热管散热器采用压胀方法装配，依靠工质汽化压力实现热管的胀大，能使热管与容纳槽、热管与翅片充分接触，可大大减少接触热阻。

Description

一种基于相变压胀的热管散热器及其制造方法
技术领域
本发明涉及热管散热器，尤其涉及一种基于相变压胀的热管散热器及其制造方法。
背景技术
随着电力电子技术的飞速发展，电子元器件封装的高度集成化、大功率化程度越来越高，电子元器件的总功率密度大幅增加，而物理尺寸却越来越小，因此，电子元器件的散热问题也变得越来越突出。热管散热器是电子元器件中一种常用的散热装置，具有导热率高、散热效果好，无噪音等优点。常见的热管散热器的制造工艺中，热管与基座的装配一般采用冲制与铣切或者过盈配合的方式，而热管与散热鳍片的连接一般采用焊接或穿片工艺。然而，这些方法存在着一定的缺点：热管与基座容槽接触不充分，接触热阻大；在热管冲制过程中，表面容易发生内凹，降低热管性能；冲制完后需要在基座表面铣切一刀以增加表面光滑度，引起热管厚度减薄，容易变形，在与电子元器件的装配中造成下凹；热管与鳍片接触不充分，焊接、穿片工艺复杂等等。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种接触热阻小的基于相变压胀的热管散热器及其制造方法，其可靠性高、工艺简单。
本发明通过下述技术方案实现：
一种基于相变压胀的热管散热器，包括热管2、以及间隔设置在热管2上的散热翅片3；所述热管2上还设置有一金属基座1，所述金属基座1上设有多个容纳槽12，容纳槽12的形状与热管2的外形相适配，热管2置于容纳槽12内，其外露面与金属基座1的外表面形成一个平面。
所述热管2包括直端和折弯端，所述散热翅片3穿插在直端上，所述金属基座1设置在折弯端上。
所述金属基座的容纳槽直径比热管直径大3%-10%。
制造上述基于相变压胀的热管散热器的方法，包括下述步骤：
（1）初次装配
将热管2折弯段放置于金属基座1的容纳槽12内，并将散热翅片3穿插于热管2的直端上；
（2）一次加热及热管2相变压平
把热管2及金属基座1加热到200℃～220℃；
使用压平模具4把突出容纳槽12开口外部的热管2压至与金属基座1的表面齐平；
（3）二次加热
完成步骤（2）后，接着把加热温度上升到260℃～300℃，热管2内部工质汽化，对管壁产生压力，迫使热管2径向胀大，实现热管2与金属基座1以及热管2与散热翅片3的紧密连接。
上述步骤（1）中热管2与散热翅片3的装配方式为过渡配合。
本发明与现有的技术相比具有以下优点：
本发明热管与金属基座采用压胀方法装配，依靠工质汽化压力实现热管的胀大，能使热管充分与金属基座的容纳槽接触，可大大减少接触热阻。
本发明热管与散热翅片依靠热管直径胀大实现过盈装配，接触紧密，接触热阻小。比传统的焊接、穿片工艺简单，效率高。
本发明工艺步骤少，只需加热与压平，工艺简单可行，生产效率高，散热器可靠性高。生产过程绿色无污染。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为图1中热管与容纳槽配合结构示意图。
图3为热管压平工艺示意图。
图4为热管压平后的结构示意图。
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。
实施例
如图1、2所示。本发明基于相变压胀的热管散热器，包括热管2、以及间隔设置在热管2上的散热翅片3；所述热管2上还设置有一金属基座1，所述金属基座1上设有多个容纳槽12，容纳槽12的形状与热管2的外形相适配，热管2置于容纳槽12内，其外露面与金属基座1的外表面形成一个平面。
所述热管2包括直端和折弯端，所述散热翅片3穿插在直端上，所述金属基座1设置在折弯端上。
所述金属基座的容纳槽直径比热管直径大3%～10%。
如图3、4所示。制造上述基于相变压胀的热管散热器的方法，可通过下述步骤实现：
（1）初次装配
将热管2折弯段放置于金属基座1的容纳槽12内，并将散热翅片3穿插于热管2的直端上；
（2）一次加热及热管2相变压平
把热管2及金属基座1加热到200℃～220℃；
使用压平模具4把突出容纳槽12开口外部的热管2压至与金属基座1的表面齐平；
（3）二次加热
完成步骤（2）后，接着把加热温度上升到260℃～300℃（保温1min～5min），热管2内部工质汽化，对管壁产生压力，迫使热管2径向胀大，实现热管2与金属基座1以及热管2与散热翅片3的紧密连接，最后冷却1min～5min后卸去压平模具4，最终形成如图1所示的热管散热器。
所述步骤（1）中热管2与散热翅片3的装配方式可采用过渡配合。
所述金属基座1具有容纳槽12的开口面为光滑平面，该平面粗糙度为Ra1.6。
所述热管2直径约6mm，所述容纳槽12直径约6.3mm,所述容槽12开口宽度约6.1mm。
所述压平模具4与热管2接触的一面为光滑平面，其粗糙度为Ra1.6。
上述加热方式可以采用加热棒、加热带、加热炉等加热方式。
如上所述便可较好的实现本发明。
本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他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 (5)

1.一种基于相变压胀的热管散热器，其特征在于，包括热管、以及间隔设置在热管上的散热翅片；所述热管上还设置有一金属基座，所述金属基座上设有多个容纳槽，容纳槽的形状与热管的外形相适配，热管置于容纳槽内，其外露面与金属基座的外表面形成一个平面。
2.根据权利要求1所述的基于相变压胀的热管散热器，其特征在于，所述热管包括直端和折弯端，所述散热翅片穿插在直端上，所述金属基座设置在折弯端上。
3.根据权利要求1所述的基于相变压胀的热管散热器，其特征在于所述金属基座的容纳槽直径比热管直径大3%～10%。
4.一种制造权利要求1-3中任一项所述基于相变压胀的热管散热器的方法，其特征在于，包括下述步骤：
（1）初次装配
将热管折弯端放置于金属基座的容纳槽内，并将散热翅片穿插于热管的直端上；
（2）一次加热及热管相变压平
把热管及金属基座加热到200℃～220℃；
使用压平模具把突出容纳槽开口外部的热管压至与金属基座的表面齐平；
（3）二次加热
完成步骤（2）后，接着把加热温度上升到260℃～300℃，热管内部工质汽化，对管壁产生压力，迫使热管径向胀大，实现热管与金属基座以及热管与散热翅片的紧密连接。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤（1）中热管与散热翅片的装配方式为过渡配合。
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