CN107543440B - 均温板的制造方法及均温板 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种均温板的制造方法，包括以下步骤：将芯材加工成型，其中所述芯材的材质为60～200PPi的泡沫材料；在盒体上加工连通孔；将连通管安装在所述连通孔中，用粘接胶固定密封；将加工成型后的芯材安装在盒体中，安装盖板并密封；通过所述连通管将盒体的腔体抽真空，并向盒体的腔体内注入工质；将所述连通管密封。采用这种方法通过将芯材加工成型，内嵌入腔体内实现均温板的制作，避免了高温烧结等问题，降低了能耗及成本，提高了均温板的性能，并且方便批量生产，提高了良品率。

Description

均温板的制造方法及均温板

技术领域

本发明涉及材料技术领域，更具体的说，涉及一种均温板的制造方法及均温板。

背景技术

在散热技术方面，传统铜铝散热技术越来越不能满足我们日益增长的功率散热需求，目前的冷却技术已涉及到各种方法。面对严峻的热问题，特别是军品高功率设备，功率密度大，均温散热困难，目前最有效的手段是利用相变原理制作的均温板技术，制作更优更稳定的均温散热产品是电子散热领域持续研究的课题，而均温板的制作方式性能水平各种不同。

现有均温板中，多为铜质基材，以便于焊接，制作方式包括烧结结构。烧结结构中，一般为铜材壳面，表面采用烧结粉末的形式形成微孔，实现冷凝回流。然而粉末烧结烧结温度高，费工费时，且粉末烧结成型困难，烧结致密效果批次一致性无法保证，导致各批次的均温板性能差异，稳定性不好。

因此，如何提供一种均温板的制造方法及均温板，避免高温烧结，降低能耗及成本，使均温板的性能更稳定，成为本领域亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供了提供一种均温板的制造方法及均温板，避免高温烧结，降低能耗及成本，使均温板的性能更稳定。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种均温板的制造方法，包括以下步骤：

将芯材加工成型，其中所述芯材的材质为60～200PPi的泡沫材料；

在盒体上加工连通孔；

将连通管安装在所述连通孔中，用粘接胶固定密封；

将加工成型后的芯材安装在盒体中，安装盖板并密封；

通过所述连通管将盒体的腔体抽真空，并向盒体的腔体内注入工质；

将所述连通管密封。

优选的，所述方法进一步包括：在盒体和盖板的内表面分别加工槽道。

优选的，所述安装盖板并密封的步骤中，采用搅拌摩擦焊接工艺机械式密封。

优选的，所述通过所述连通管将盒体的腔体抽真空的步骤后，腔体内的真空度为10^-3pa量级。

优选的，所述向盒体的腔体内注入工质的步骤中，充入工质的体积为均温板体积的10％～40％。

一种均温板，所述均温板为根据上述任一所述制造方法制造。

优选的，所述芯材包括镂空部和基板部，所述镂空部包括边框和设置在边框上的隔板，所述隔板设有至少两个，并且至少两个隔板中心对称设置。

优选的，所述芯材的厚度为1～10mm，所述芯材包括镂空部和基板部，所述镂空部的厚度为0.7mm～9mm，所述基板部的厚度为0.3～1mm。

优选的，所述盒体和盖板的内表面上分别设有多个槽道，其中盒体上至少有两个槽道平行设置，盖板上至少有两个槽道平行设置。

优选的，所述芯材包括框体，所述框体中设有镂空，所述镂空内设有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板相互垂直，所述第一隔板和第二隔板的相互垂直处设有垫块连接，所述第一隔板和第二隔板的厚度相同。

本发明中均温板的制造方法由于包括：将芯材加工成型，其中所述芯材的材质为60～200PPi的泡沫材料；在盒体上加工连通孔；将连通管安装在连通孔中，用粘接胶固定密封；将加工成型后的芯材安装在盒体中，安装盖板并密封；通过所述连通管将盒体的腔体抽真空，并向盒体的腔体内注入工质；将所述连通管密封。采用这种方法通过将芯材加工成型，内嵌入腔体内实现均温板的制作，避免了高温烧结等问题，降低了能耗及成本，提高了均温板的性能，并且方便批量生产，提高了良品率。

附图说明

图1是本发明实施例的一种均温板的示意图；

图2是本发明实施例的另一种均温板的示意图；

图3是本发明实施例的盒体的内部示意图；

图4是本发明实施例的另一种盒体的内部示意图；

图5是本发明实施例的芯材的示意图；

图6是本发明实施例的另一种芯材的示意图；

图7是本发明实施例的盖板的示意图。

附图标记：

1-均温板，2-盒体，3-盖板，4-芯材，21-连通孔，22-连通管，23-槽道，24-连接槽道，40-边框，41-镂空部，42-基板部，43-隔板，50-框体，51-第一隔板，52-第二隔板，53-垫块。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。

本发明实施例公开一种均温板的制造方法，包括以下步骤：

S1、将芯材加工成型，其中所述芯材的材质为60～200PPi的泡沫材料；

S2、在盒体上加工连通孔；

S3、将连通管安装在所述连通孔中，用粘接胶固定密封；

S4、将加工成型后的芯材安装在盒体中，安装盖板并密封；

S5、通过所述连通管将盒体的腔体抽真空，并向盒体的腔体内注入工质；

S6、将所述连通管密封。

采用这种方法通过将芯材加工成型，内嵌入腔体内实现均温板的制作，避免了高温烧结等问题，降低了能耗及成本，提高了均温板的性能，并且方便批量生产，提高了良品率。

现有技术均温板的制造中，多为铜质基材以便于焊接，其中烧结结构使用较多。在铜材的表面采用烧结粉末的形式形成微孔，实现冷凝回流。然而粉末烧结烧结温度高，费工费时，且粉末烧结成型困难，烧结致密效果批次一致性无法保证，导致均温板性能差异，稳定性不好。本发明中将芯材加工成型，其中所述芯材的材质为60～200PPi的泡沫材料；然后在盒体上加工连通孔；接着将连通管安装在所述连通孔中，用粘接胶固定密封；并将加工成型后的芯材安装在盒体中，安装盖板并密封；之后通过所述连通管将盒体的腔体抽真空，并向盒体的腔体内注入工质；最后将所述连通管密封。这样就可以避免了高温烧结等问题，降低了能耗及成本，使每个批次生产的均温板具有相同或相接近的性能，产品的稳定性更好，良品率更高。本发明中规避均温板粉末烧结温度高、能耗高、成型难问题；规避铝制均温板密封热焊接问题；解决了均温板性能稳定问题；解决了均温板轻质应用问题。

本实施例中，结合图1和图2所示，均温板1的连通管22管径选取2～6mm，并且连通管经过退火，这样比较柔软，便于挤压密封，方便安装在连通孔21中。芯材的厚度为1～10mm，芯材为具有60～200PPi的通孔泡沫材料，芯材可采用泡沫铜，泡沫铝，泡沫石墨等金属或非金属泡沫材料，可以适用各种场景需求。比如采用泡沫铝可以实现纯铝均温腔的制造。采用泡沫石墨可以实现更轻便，均温性能更好的特点。本实施例中一般芯材略高于腔体，这样可以更紧密的压入填充，实现泡沫材料与盒体内壁面最大限度地均匀地接触，且实现盒体内蒸汽流通最大通量空间与壳体内各点均匀接触最小阻力联通，实现快速均温均热。步骤S1中可使用机械加工的方式将芯材加工成型，当然也可以采用其他加工方式。步骤S2中可在盒体的侧边或角落位置开设连通孔，例如使用钻孔的方式开设。步骤S5中可采用抽真空充液机对接连通管，进行抽空和充入工质。步骤S6中可采用压切机对连通管密封，当然也可以采用其他器械进行密封。

本实施例中，用机械加工方式使芯材成最优联通形状，例如，结合图6所示，芯材4包括框体50，所述框体50中设有镂空，所述镂空内设有第一隔板51和第二隔板52，所述第一隔板51和第二隔板52相互垂直，所述第一隔板51和第二隔板52的相互垂直处设有垫块53连接，所述第一隔板51和第二隔板52的厚度相同。这样可以保证上下各50％的厚度，使工质与芯材最大面积均匀接触，提高散热效率。本实施例中也可以采用其他方式，例如，结合图4和图5所示，芯材4包括镂空部41和基板部42，所述镂空部41包括边框40和设置在边框40上的隔板43，所述隔板43设有至少两个，并且至少两个隔板43中心对称设置，其中本实施例中可设有八个隔板，对称设置，当然也可以是4个、6个等数量。这样可以实现加热面毛细结构全覆盖，其中镂空部41的厚度为0.7mm～9mm，隔板的厚度也可以是0.7mm～9mm，所述基板部42的厚度为0.3～1mm。基板部42采用该厚度可以防止太薄加工时的破碎，而如果太厚则水汽无法穿透影响均温板性能。镂空部41包括边框40和设置在边框40上的隔板43可实现中间热气流最小阻力的向四周或两端扩散，提高扩散速度。还可以使液汽冷凝快速回流，使芯材4充满整个腔体，实现冷却液上下面虹吸及相连，热蒸汽空腔流畅互通，并实现上下表面毛细连体力学支撑的作用。

根据其中一个示例，本实施例的方法进一步包括：在盒体和盖板的内表面分别加工槽道。如图3和图7所示，槽道23可用于增加毛细，增加液体与加热面，以及气体与冷却面换热接触面积，从而提高散热效率。

根据其中另一个示例，所述安装盖板并密封的步骤中，采用搅拌摩擦焊接工艺机械式密封。这样就可以密封的更加紧密，从而防止工质外溢，保证均温板工作的稳定性。

根据其中另一个示例，所述通过所述连通管将盒体的腔体抽真空的步骤后，腔体内的真空度为10^-3pa量级。这样可以让均温板的真空度在合适的范围内，保证均温板的正常工作。

根据其中另一个示例，所述向盒体的腔体内注入工质的步骤中，充入工质的体积为均温板体积的10％～40％。工质可以为纯净水，丙酮，乙二醇，R134a等物质。充注量以芯材吸食饱和为准，一般为均温板体积的10％～40％之间。

如图1至图7所示，本实施例中公开一种均温板1，所述均温板1为根据上述任一所述制造方法制造。这样避免了高温烧结等问题，降低了能耗及成本，提高了均温板的性能，并且方便批量生产，提高了良品率。

其中芯材4的厚度为1～10mm，芯材4包括镂空部41和基板部42，所述镂空部41包括边框40和设置在边框上的隔板43，所述隔板43设有至少两个，并且至少两个隔板43中心对称设置。以实现加热面毛细结构全覆盖，其中镂空部41的厚度为0.7mm～9mm，所述基板部42的厚度为0.3～1mm。基板部42采用该厚度可以防止太薄加工时的破碎，而如果太厚则水汽无法穿透影响均温板性能。镂空部41包括边框40和设置在边框40上的隔板43可实现中间热气流最小阻力的向四周或两端扩散，提高扩散速度。还可以使液汽冷凝快速回流，使芯材4充满整个腔体，实现冷却液上下面虹吸及相连，热蒸汽空腔流畅互通，并实现上下表面毛细连体力学支撑的作用。

本实施例中，所述盒体2和盖板3的内表面上分别设有多个槽道23，其中盒体2上至少有两个槽道23平行设置，盖板3上至少有两个槽道23平行设置。设置槽道23可用于增加毛细，增加液体与加热面，以及气体与冷却面换热接触面积，从而提高散热效率。当然槽道也可以有其他形式的，例如图7所示，在盖板3上除了槽道23以外，还具有连接平行的槽道23之间的连接槽道24，从而加速工质流动，提高散热效率。

当然本实施例中芯材4还可以采用其他结构，例如芯材4包括框体50，所述框体50中设有镂空，所述镂空内设有第一隔板51和第二隔板52，所述第一隔板51和第二隔板52相互垂直，所述第一隔板51和第二隔板52的相互垂直处设有垫块53连接，所述第一隔板51和第二隔板52的厚度相同。这样可以保证上下各50％的厚度，使工质与芯材最大面积均匀接触，提高散热效率。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种均温板的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

将芯材加工成型，其中所述芯材的材质为60～200PPi的泡沫材料，所述芯材包括框体，所述框体中设有镂空，所述镂空内设有第一隔板和第二隔板，所述第一隔板和第二隔板相互垂直，所述第一隔板和第二隔板的相互垂直处设有垫块连接，所述第一隔板和第二隔板的厚度相同；

在盒体上加工连通孔；

将连通管安装在所述连通孔中，用粘接胶固定密封；

将加工成型后的芯材安装在盒体中，安装盖板并密封；

通过所述连通管将盒体的腔体抽真空，并向盒体的腔体内注入工质；

将所述连通管密封。

2.根据权利要求1所述的一种均温板的制造方法，其特征在于，所述方法进一步包括：在盒体和盖板的内表面分别加工槽道。

3.根据权利要求1所述的一种均温板的制造方法，其特征在于，所述安装盖板并密封的步骤中，采用搅拌摩擦焊接工艺机械式密封。

4.根据权利要求1所述的一种均温板的制造方法，其特征在于，所述通过所述连通管将盒体的腔体抽真空的步骤后，腔体内的真空度为10^-3pa量级。

5.根据权利要求1所述的一种均温板的制造方法，其特征在于，所述向盒体的腔体内注入工质的步骤中，充入工质的体积为均温板体积的10％～40％。

6.一种均温板，其特征在于，所述均温板为根据权利要求1至5任一所述制造方法制造。

7.根据权利要求6所述的一种均温板，其特征在于，所述芯材包括镂空部和基板部，所述镂空部包括边框和设置在边框上的隔板，所述隔板设有至少两个，并且至少两个隔板中心对称设置。

8.根据权利要求6所述的一种均温板，其特征在于，所述芯材的厚度为1～10mm，所述芯材包括镂空部和基板部，所述镂空部的厚度为0.7mm～9mm，所述基板部的厚度为0.3～1mm。

9.根据权利要求6所述的一种均温板，其特征在于，所述盒体和盖板的内表面上分别设有多个槽道，其中盒体上至少有两个槽道平行设置，盖板上至少有两个槽道平行设置。