CN107105605B - 一种散热水冷板及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种散热水冷板及其制作方法，所述散热水冷板包括层叠设置的基板、钎焊板、翅片及安装板，其中，所述基板上设置有流槽，所述安装板上设置有与进水接头配合的第一安装孔及与出水接头配合的第二安装孔，所述进水接头和出水接头均与流槽连通，所述安装板的外侧面覆设有一层强化膜，所述强化膜为氮化铝膜。本发明的散热水板外表面形成有一层氮化铝薄膜，耐腐蚀抗氧化，且热导率高，有利于电子原件热源和水冷板之间进行热交换反应，从而提高水冷板的散热能力。

Description

一种散热水冷板及其制作方法
技术领域
本发明涉及散热设备领域，特别涉及一种散热水冷板及其制作方法。
背景技术
现有技术中电子元器件散热水冷板，是目前轨道机车上用的比较普遍的电子元件散热水冷板，即冷却液经过水冷板的进出水口在水冷板内部流通，同时水冷板表面安装有需要散热的电子元件热源，二者之间通过热交换反应，对电子元件进行散热从而使其保持正常的工作状态，延长电子元件使用寿命。
由于水冷板所使用主要材料为纯度较高的铝板材，而纯铝属于比较活跃性金属，因此此类水冷板在焊接完成后或者在通常大气环境中会受到氧化反应，表面在自然形成一层氧化铝(Al2O3)薄膜。然而，氧化铝(Al2O3)薄膜性能不稳定，容易受酸液腐蚀，并且其导热性能差，影响水冷板的整体散热性能。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种散热水冷板及其制作方法，在水冷板表面形成一层氮化铝薄膜，提高水冷板的耐腐蚀抗氧化性能，同时提高水冷板的散热率。所述技术方案如下：
一方面，本发明提供了一种散热水冷板，包括层叠设置的基板、钎焊板、翅片及安装板，其中，所述基板上设置有流槽，所述安装板上设置有与进水接头配合的第一安装孔及与出水接头配合的第二安装孔，所述进水接头和出水接头均与流槽连通，所述安装板的外侧面覆设有一层强化膜，所述强化膜为氮化铝膜。
进一步地，所述钎焊板包括第一钎焊板和第二钎焊板，所述翅片夹设在第一钎焊板与第二钎焊板之间。
进一步地，所述翅片的数量为多个，多个翅片并排设置。
进一步地，所述第一钎焊板的数量与翅片的数量相同，所述第一钎焊板与翅片一一对应。
进一步地，所述基板上设有若干个隔板，所述隔板将基板分隔成多个分槽单元，所述分槽单元与第一钎焊板一一对应。
进一步地，所述基板的外侧面覆设有一层强化膜，所述强化膜为氮化铝膜。
另一方面，本发明提供了一种散热水冷板的制作方法，包括以下步骤：
S11、将基板、钎焊板、翅片及安装板组装成水冷板；
S12、将组装后的水冷板送入反应炉，使所述水冷板外表面形成一层氮化铝膜。
进一步地，所述基板和安装板由铝材质制成，所述反应炉包括炉体、氮气供气模块、碳供应模块及加热模块，或者，所述反应炉还包括催化剂模块。
再一方面，本发明提供了一种散热水冷板的制作方法，包括以下步骤：
S21、将基板和安装板送入反应炉，使所述基板和安装板的表面形成一层氮化铝膜；
S22、将表面形成氮化铝膜的基板与安装板之间组装入钎焊板和翅片，得到水冷板。
进一步地，所述基板和安装板由铝材质制成，所述反应炉包括炉体、氮气供气模块、碳供应模块及加热模块，或者，所述反应炉还包括催化剂模块。
本发明提供的技术方案带来的有益效果如下：
1)氮化铝的导热率为260W/(m.K)，比氧化铝高6-8倍，改善水冷板的散热效果；
2)氮化铝属于结构单元共价键化合物，具有纤锌矿型结构，属于六方晶系，因此比氧化铝具有更好的耐侵蚀性，更有利于产品在比较恶劣的酸碱度较高的空气环境中使用；
3)抗氧化能力强，延长使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的散热水冷板的结构爆炸示意图；
图2是本发明实施例提供的散热水冷板的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的散热水冷板的第一种制作方法流程示意图；
图4是本发明实施例提供的散热水冷板的第二种制作方法流程示意图。
其中，附图标记为：1-基板，11-流槽，12-分槽单元，2-第一钎焊板，3-翅片，4-第二钎焊板，5-安装板，51-安装孔，61-进水接口，62-出水接口，7-隔板。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
在本发明的一个实施例中，提供了一种散热水冷板，参见图1和图2，所述散热水冷板包括层叠设置的基板1、钎焊板、翅片3及安装板5，其中，所述基板1上设置有流槽11，所述安装板5上设置有与进水接头61配合的第一安装孔及与出水接头62配合的第二安装孔，所述进水接头61和出水接头62均与流槽11连通，所述安装板5上还设有多个安装孔51，所述安装孔51用于安装电子元件，比如IGBT元件，所述安装板5和基板1的外侧面覆设有一层强化膜，所述强化膜为氮化铝膜。
为了提高散热性能，所述钎焊板包括第一钎焊板2和第二钎焊板4，所述翅片3夹设在第一钎焊板2与第二钎焊板4之间，所述翅片3的数量为多个，多个翅片3并排设置，本实施例中，所述基板1上设有3个隔板7，所述隔板7将基板1分隔成4个分槽单元12，所述第一钎焊板2与翅片3的数量均为四个，且所述第一钎焊板2和翅片3与分槽单元12一一对应，即所述第一钎焊板2和翅片3与分槽单元12的大小匹配，所述第一钎焊板2和翅片3容置于对应的分槽单元12中。
实施例2
在本发明的一个实施例中，本发明提供了一种散热水冷板的制作方法，参见图3，所述方法流程包括以下步骤：
S11、将基板1、钎焊板、翅片3及安装板5组装成水冷板；
S12、将组装后的水冷板送入反应炉，使所述水冷板外表面形成一层氮化铝膜。
进一步地，所述基板1和安装板5由铝材质制成，所述反应炉包括炉体、氮气供气模块、碳供应模块及加热模块，在本发明的优选实施例中，所述反应炉还包括催化剂模块，所述催化剂模块用于向炉体内提供反应催化剂，所述催化剂优选为镁粉。
制作过程如下：
打开氮气供气模块，所述氮气供气模块向炉体内供氮气，使炉体内的空气(尤其是空气中的氧气)排出炉体，炉体内充满氮气后，加入碳和镁粉催化剂，并在高温条件下，所述水冷板中的铝板材参与反应，在水冷板的正反表面生成一层氮化铝膜层，反应方程式如下：
实施例3
在本发明的一个实施例中，本发明提供了一种散热水冷板的制作方法，参见图4，所述方法流程包括以下步骤：
S21、将基板1和安装板5送入反应炉，使所述基板1和安装板5的表面形成一层氮化铝膜；
S22、将表面形成氮化铝膜的基板1与安装板5之间组装入钎焊板和翅片3，得到水冷板。
进一步地，所述基板1和安装板5由铝材质制成，所述反应炉包括炉体、氮气供气模块、碳供应模块及加热模块，在本发明的优选实施例中，所述反应炉还包括催化剂模块，所述催化剂模块用于向炉体内提供反应催化剂，所述催化剂优选为镁粉。
制作过程如下：
打开氮气供气模块，所述氮气供气模块向炉体内供氮气，使炉体内的空气(尤其是空气中的氧气)排出炉体，炉体内充满氮气后，加入碳和镁粉催化剂，并在高温条件下，所述基板1、安装板5参与反应，在表面生成一层氮化铝膜层，反应方程式如下：
本发明实施例提供的散热水冷板耐腐蚀，抗氧化，使用寿命长，且由于氮化铝的结构特点和导热性能，提高了水冷板的整体散热性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种散热水冷板，其特征在于，包括层叠设置的基板(1)、钎焊板、翅片(3)及安装板(5)，其中，所述基板(1)上设置有流槽(11)，所述安装板(5)上设置有与进水接头(61)配合的第一安装孔及与出水接头(62)配合的第二安装孔，所述进水接头(61)和出水接头(62)均与流槽(11)连通，所述安装板(5)的外侧面和基板(1)的外侧面覆设有一层强化膜，所述强化膜为氮化铝膜，所述基板(1)和安装板(5)由铝材质制成，并放入反应炉形成氮化铝膜，所述反应炉包括炉体、氮气供气模块、碳供应模块、加热模块及催化剂模块；所述氮化铝膜的生成方法包括：打开氮气供气模块，所述氮气供气模块向炉体内供氮气，使炉体内的空气排出炉体，炉体内充满氮气后，加入碳和催化剂，并在高温条件下，基板和安装板的铝材质参与反应，在水冷板的正反表面生成一层氮化铝膜层。
2.根据权利要求1所述的散热水冷板，其特征在于，所述钎焊板包括第一钎焊板(2)和第二钎焊板(4)，所述翅片(3)夹设在第一钎焊板(2)与第二钎焊板(4)之间。
3.根据权利要求2所述的散热水冷板，其特征在于，所述翅片(3)的数量为多个，多个翅片(3)并排设置。
4.根据权利要求3所述的散热水冷板，其特征在于，所述第一钎焊板(2)的数量与翅片(3)的数量相同，所述第一钎焊板(2)与翅片(3)一一对应。
5.根据权利要求4所述的散热水冷板，其特征在于，所述基板(1)上设有若干个隔板(7)，所述隔板(7)将基板(1)分隔成多个分槽单元(12)，所述分槽单元(12)与第一钎焊板(2)一一对应。
6.一种散热水冷板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S11、将基板、钎焊板、翅片及安装板组装成水冷板；
S12、将组装后的水冷板送入反应炉，使所述水冷板外表面形成一层氮化铝膜；其中，所述基板和安装板由铝材质制成，所述反应炉包括炉体、氮气供气模块、碳供应模块及加热模块，所述反应炉还包括催化剂模块，所述氮化铝膜的生成方法包括：打开氮气供气模块，所述氮气供气模块向炉体内供氮气，使炉体内的空气排出炉体，炉体内充满氮气后，加入碳和催化剂，并在高温条件下，基板和安装板的铝材质参与反应，在水冷板的正反表面生成一层氮化铝膜层。
7.一种散热水冷板的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S21、将基板和安装板送入反应炉，使所述基板和安装板的表面形成一层氮化铝膜；
S22、将表面形成氮化铝膜的基板与安装板之间组装入钎焊板和翅片，得到水冷板；
其中，所述基板(1)和安装板(5)由铝材质制成，所述反应炉包括炉体、氮气供气模块、碳供应模块及加热模块，所述反应炉还包括催化剂模块，所述氮化铝膜的生成方法包括：打开氮气供气模块，所述氮气供气模块向炉体内供氮气，使炉体内的空气排出炉体，炉体内充满氮气后，加入碳和催化剂，并在高温条件下，基板和安装板的铝材质参与反应，在水冷板的正反表面生成一层氮化铝膜层。
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