CN107588672A - 一种均温板结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种均温板结构及其制造方法，该方法包括：提供一传热板；在所述传热板的同一面一体烧结成型支撑回水毛细结构和面毛细结构，所述支撑回水毛细结构的底部与所述面毛细结构相连；将所述传热板折弯成型为一个内空腔体，并使所述支撑回水毛细结构的顶部与所述传热板折弯所形成的相对面上的所述面毛细结构相连；对所述腔体进行密闭处理；在密闭的所述腔体内填充工作流体；对所述腔体抽真空密封。该均温板结构的制造方法简易，并提升了均温板的传热性能，有效解决传统平板热管性能不佳与制造成本居高不下的问题。

Description

一种均温板结构及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种均温板结构及其制造方法。

背景技术

随着电子技术的飞速发展，晶体管的集成度越来越高，芯片的发热量与日俱增，尤其是局部发热过大，热流分布不均的问题，严重影响到电子产品的稳定性，所以新型高效的电子散热技术逐渐倍受关注。平板热管是一项用于应对局部热流过高所产生的热点问题的新型热管技术，它具有与小热源接触，而热扩散面积大的特点而得到广泛应用。

目前制作均温板的过程为了避免产生凹陷及膨胀问题，现有技术主要采用的办法是外加支撑结构来增强平板热管内部机械强度，如加入丝网，金属冲压片，金属柱等支撑柱焊接于上下两金属盖板。这样的做法存在以下缺陷。其一是使用扩散焊接设备及多次扩散焊接制作成本很高。其二这些方案均存在无法平衡支撑结构强度和工作液体回流不畅工作性能不稳定以及增加热传导阻抗，从而降低均温板的性能。因此传统均温板的方案存在不少亟待克服的缺陷。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种均温板结构及其制造方法，解决传统平板热管性能不佳与制造成本居高不下的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种均温板结构的制造方法，包括以下步骤：

S1、提供一传热板；

S2、在所述传热板的同一面一体烧结成型支撑回水毛细结构和面毛细结构，所述支撑回水毛细结构的底部与所述面毛细结构相连；

S3、将所述传热板折弯成型为一个内空腔体，并使所述支撑回水毛细结构的顶部与所述传热板折弯所形成的相对面上的所述面毛细结构相连；

S4、对所述腔体进行密闭处理；

S5、在密闭的所述腔体内填充工作流体；

S6、对所述腔体抽真空密封。

进一步地：

所述传热板为铜板，优选为冲压成型的铜板。

步骤S2中，用于烧结成型所述支撑回水毛细结构和所述面毛细结构的材料包括铜粉、铝粉、镍粉及碳纳米粉中的任一种。

步骤S2中，所述传热板的所述同一面包括第一区域和第二区域，所述面毛细结构覆盖所述第一区域和所述第二区域，所述支撑回水毛细结构位于所述第一区域；步骤S3中，所述传热板折弯使得所述第一区域面对所述第二区域，所述支撑回水毛细结构的顶部连接到所述第二区域的所述面毛细结构上。

步骤S2中，所述传热板上涂有机胶以粘结用于烧结毛细结构的粉末材料。

步骤S4中，通过扩散焊接对所述腔体未密闭部位进行密闭处理。

步骤S2中采用烧结模具，所述烧结模具包括至少第一模和第二模，所述第一模上设置有传热板固定凹槽、设置在所述传热板固定凹槽中的面毛细结构填粉凹槽、以及设置在所述面毛细结构填粉凹槽中一部分区域内的支撑回水毛细结构填粉凹槽；步骤S2包括以下子步骤：

S21、在所述支撑回水毛细结构填粉凹槽和所述面毛细结构填粉凹槽填充用于烧结毛细结构的粉末；

S22、将所述传热板放置在所述传热板固定凹槽中；

S23、将所述第二模叠盖在所述第一模上，并将所述烧结模具置入炉烧结内进行烧结。

步骤S23中，将所述烧结模具整体反转后再置入炉烧结内进行烧结。

所述烧结模具为石墨烧结模具。

一种用于所述的制造方法的烧结模具，包括至少第一模和第二模，所述第一模上设置有传热板固定凹槽、设置在所述传热板固定凹槽中的面毛细结构填粉凹槽、以及设置在所述面毛细结构填粉凹槽中一部分区域内的支撑回水毛细结构填粉凹槽，所述第二模在烧结时叠盖在所述第一模上以形成烧结模具腔。

一种均温板结构，其是采用所述的制造方法制造的均温板结构。

本发明的有益效果有：

本发明提出将多孔的面毛细结构连同支撑回水毛细结构在传热板上一次一体烧结成型，并弯折该传热板而形成具有上下两面的腔体以及在腔体内部连接上下两面的面毛细结构的支撑回水毛细结构，这种均温板的制造方法可以有效解决传统平板热管性能不佳与制造成本居高不下问题，大幅降低制造成本及提升传热性能。本发明均温板结构的制造方法避免了传统方法采用上下两金属盖板进行制作所存在的问题，有效减少了扩散焊接的制作成本，均温板结构的制造更为简便和容易，大幅度降低了生产成本并提高生产效率。由于多孔的支撑回水毛细结构与面毛细结构采用在传热板上一体烧结成型，进而大幅提升了工作流体的循环效率，解决了传统结构回水不畅的问题，减少了传热阻抗同时也大幅提升了均温板的传热性能。

附图说明

图1为本发明均温板结构的制造方法一种实施例的流程示意图；

图2为本发明实施例的均温板结构弯折成型步骤的示意图；

图3为本发明实施例的均温板结构各部分分解及其烧结模具示意图；

图4为本发明实施例烧结成型为一体的毛细结构与铜板示意图；

图5为本发明实施例的弯折半成品示意图；

图6为本发明实施例的抽真空后密封成品示意图；

图7a至7c分别为本发明实施例中的圆柱型、十字型、长条型的支撑回水毛细结构示意图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

参阅图1至图6，在一种实施例中，一种均温板结构的制造方法，包括以下步骤：

S1、提供一传热板；

S2、在所述传热板的同一面一体烧结成型支撑回水毛细结构和面毛细结构，所述支撑回水毛细结构的底部与所述面毛细结构相连；

S3、将所述传热板折弯成型为一个内空腔体，并使所述支撑回水毛细结构的顶部与所述传热板折弯所形成的相对面上的所述面毛细结构相连；

S4、对所述腔体进行密闭处理；

S5、在密闭的所述腔体内填充工作流体；

S6、对所述腔体抽真空密封。

在优选的实施例中，所述传热板为铜板，更优选为一体冲压成型的铜板。

在优选的实施例中，步骤S2中，用于烧结成型所述支撑回水毛细结构和所述面毛细结构的材料包括铜粉、铝粉、镍粉及碳纳米粉中的任一种。

在优选的实施例中，步骤S2中，所述传热板的所述同一面包括第一区域和第二区域，所述面毛细结构覆盖所述第一区域和所述第二区域，所述支撑回水毛细结构位于所述第一区域；步骤S3中，所述传热板折弯使得所述第一区域面对所述第二区域，所述支撑回水毛细结构的顶部连接到所述第二区域的所述面毛细结构上。

在优选的实施例中，步骤S2中，所述传热板上涂有机胶以粘结用于烧结毛细结构的粉末材料。

在优选的实施例中，步骤S4中，通过扩散焊接对所述腔体未密闭部位进行密闭处理。

在优选的实施例中，步骤S2中采用烧结模具，所述烧结模具包括至少第一模4和第二模，所述第一模4上设置有传热板固定凹槽41、设置在所述传热板固定凹槽41中的面毛细结构填粉凹槽42、以及设置在所述面毛细结构填粉凹槽42中一部分区域内的支撑回水毛细结构填粉凹槽43；

步骤S2包括以下子步骤：

S21、在所述支撑回水毛细结构填粉凹槽和所述面毛细结构填粉凹槽填充用于烧结毛细结构的粉末；

S22、将所述传热板放置在所述传热板固定凹槽中；

S23、将所述第二模叠盖在所述第一模上，并将所述烧结模具置入炉烧结内进行烧结。

在优选的实施例中，步骤S23中，将所述烧结模具整体反转后再置入炉烧结内进行烧结。

在优选的实施例中，所述烧结模具为石墨烧结模具。

如图7a至7c所示，在一些实施例中，所制作的支撑回水毛细结构可以是圆柱型、十字型、长条型等。

参阅图3，在另一种实施例中，一种用于所述的制造方法的烧结模具，包括至少第一模和第二模，所述第一模上设置有传热板固定凹槽、设置在所述传热板固定凹槽中的面毛细结构填粉凹槽、以及设置在所述面毛细结构填粉凹槽中一部分区域内的支撑回水毛细结构填粉凹槽，所述第二模在烧结时叠盖在所述第一模上以形成烧结模具腔。

参阅图6，在又一种实施例中，一种均温板结构，其是采用前述任一实施例的制造方法制造的均温板结构。

以下结合附图进一步描述本发明的具体实施例。

参阅图1至图6，在一个具体实施例中，一种均温板结构的制造方法包含以下步骤：

首先，主体采用一冲压成型的平型铜板或凹槽铜板，铜板涂有机胶以粘铜粉并烧结毛细结构。

第二步，在烧结模具内填粉与铜板组装，将铜板与多孔的面毛细结构及支撑回水毛细结构一次一体烧结成型。

第三步，将铜板折弯成型为一个内空腔体，支撑回水毛细结构与上下面毛细结构连接。

第四步，经扩散焊接密闭腔体。

第五步，在密闭腔体内填充工作流体。

最后，抽真空密封腔体。

上述第二步中，铜板与多孔的面毛细结构以及毛细连同支撑回水结构一次一体烧结成型的具体方法说明如下：

1.根据产品结构提供石墨烧结模具，包括至少第一模和第二模，所述第一模上设置有传热板固定凹槽、设置在所述传热板固定凹槽中的面毛细结构填粉凹槽、以及设置在所述面毛细结构填粉凹槽中一部分区域内的支撑回水毛细结构填粉凹槽，所述第二模在烧结时叠盖在所述第一模上以形成烧结模具腔。第二模可以与第一模相同。

2.石墨烧结模具的第一模填充金属粉末，铜粉、铝粉、镍粉及碳纳米粉中的任一种。

3.将清洗干净的铜板固定在填粉后的第一模上。

4.将第二模叠放在第一模上将铜板压住。第二模与第一模相同时，还可以在第二模上填粉和铜板，并将另外的模叠在第二模上。

5.重复以上步骤进行堆叠，堆叠完成后，整体翻转倒置入炉烧结。

6.烧结完成后，取出铜板半成品。

以上内容是结合具体/优选的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，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种均温板结构的制造方法，其特征在于,包括以下步骤：

S1、提供一传热板；

S2、在所述传热板的同一面一体烧结成型支撑回水毛细结构和面毛细结构，所述支撑回水毛细结构的底部与所述面毛细结构相连；

S3、将所述传热板折弯成型为一个内空腔体，并使所述支撑回水毛细结构的顶部与所述传热板折弯所形成的相对面上的所述面毛细结构相连；

S4、对所述腔体进行密闭处理；

S5、在密闭的所述腔体内填充工作流体；

S6、对所述腔体抽真空密封。

2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于,所述传热板为铜板，优选为冲压成型的铜板。

3.如权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于,步骤S2中，用于烧结成型所述支撑回水毛细结构和所述面毛细结构的材料包括铜粉、铝粉、镍粉及碳纳米粉中的任一种。

4.如权利要求1至3任一项所述的制造方法，其特征在于,步骤S2中，所述传热板的所述同一面包括第一区域和第二区域，所述面毛细结构覆盖所述第一区域和所述第二区域，所述支撑回水毛细结构位于所述第一区域；步骤S3中，所述传热板折弯使得所述第一区域面对所述第二区域，所述支撑回水毛细结构的顶部连接到所述第二区域的所述面毛细结构上。

5.如权利要求1至4任一项所述的制造方法，其特征在于,步骤S4中，通过扩散焊接对所述腔体未密闭部位进行密闭处理。

6.如权利要求1至5任一项所述的制造方法，其特征在于,步骤S2中采用烧结模具，所述烧结模具包括至少第一模和第二模，所述第一模上设置有传热板固定凹槽、设置在所述传热板固定凹槽中的面毛细结构填粉凹槽、以及设置在所述面毛细结构填粉凹槽中一部分区域内的支撑回水毛细结构填粉凹槽；步骤S2包括以下子步骤：

S21、在所述支撑回水毛细结构填粉凹槽和所述面毛细结构填粉凹槽填充用于烧结毛细结构的粉末；

S22、将所述传热板放置在所述传热板固定凹槽中；

S23、将所述第二模叠盖在所述第一模上，并将所述烧结模具置入炉烧结内进行烧结。

7.如权利要求6任一项所述的制造方法，其特征在于,步骤S23中，将所述烧结模具整体反转后再置入炉烧结内进行烧结。

8.如权利要求6或7所述的制造方法，其特征在于,所述烧结模具为石墨烧结模具。

9.一种用于如权利要求1至8任一项所述的制造方法的烧结模具，其特征在于,包括至少第一模和第二模，所述第一模上设置有传热板固定凹槽、设置在所述传热板固定凹槽中的面毛细结构填粉凹槽、以及设置在所述面毛细结构填粉凹槽中一部分区域内的支撑回水毛细结构填粉凹槽，所述第二模在烧结时叠盖在所述第一模上以形成烧结模具腔。

10.一种均温板结构，其特征在于,是采用如权利要求1至8任一项所述的制造方法制造的均温板结构。