CN108645258A - 一种新型复合热柱的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型复合热柱的制造方法，利用冲压或挤压制成纯铜金属筒体及底板，其内腔设置烧结铜粉末、铜网、沟槽等多种毛细结构，通过烧结后进行装配使腔体内毛细组织充分连通，经过焊接、注液、真空除气制做出热柱；本发明有效解决液体传热工质蒸发和冷凝相变过程的工质回流阻断问题，使传热性能大幅提高，作为散热的核心元件，可以满足电脑微处理器、大功率LED照明、集成电路散热器对散热功率大，重量轻的使用要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种散热装置的核心元件，特别是一种用于发热电子元件，大功率LED光源传热元件的结构与制造方法。
背景技术
计算机、通讯、光电照明等大多数电子产品在工作时会产生热量，解决散热问题对于电子产品的正常工作和寿命有着至关重要的作用，热柱作为核心传热元件制作的散热器已显示出能够适合新一代电子产品发展需要的散热组件；在解决集成式单颗大功率LED照明光源的散热方面已经取得非常好的效果；近年来热柱产品发展较快，但结构比较单一，很好的解决内腔毛细组织完全连通的办法以及真空除气方法，还有夹封工艺方法等方面有很多不足之处，因此影响到该产品的传热性能，以至于影响热柱散热器产品的推广发展。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种制作热柱过程的方法，该结构使制作传热元件部件主体相互需要钎焊的部分底板与管体之间设置横截面为矩形、三角形、圆弧形及其组合等多种隔焊料措施，其中腔体内毛细组织为烧结铜粉末的还能够有效保证银合金焊料通过隔料槽而不会被吸入腔体内的毛细组织，大大提高焊接成品率；采取上述措施有效解决了因焊接不良造成的渗漏难题。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种新型复合热柱的制造方法，热柱包括底板、管体、注液及抽真空小管以及腔体内部多种毛细结构，热柱管体为冲压成型，中心有小锥孔，烧结用不锈钢心轴中部以小锥孔锥度定位，先行烧结电解铜粉，烧结完成取出心轴与烧结好铜粉的底板组装，使热柱内腔铜粉烧结层形成完整的连通，其特征包括：主要步骤为，热柱为冲压成型的管体，中心冲有带锥面的小锥孔，烧结用不锈钢心轴中部以小锥孔锥度定位，利用专用的漏斗震动装入树枝状恰当目数的电解铜粉，取下漏斗入炉烧结，烧结结束后取出心轴，已具有烧结层的热柱管体与已烧结好专用铜粉层的底板合装，使底板烧结好的铜粉层嵌入管体烧结层的铜粉层中；在热柱管体和底板之间安装银合金焊丝环，在管体中心小锥孔装入注液及抽真空小管和焊丝环进炉钎焊；进炉钎焊完成后往注液及抽真空小管中注入适量液体传热工质，利用真空泵机组除气，使用专用夹钳完成封闭，制成热柱。
进一步的，热柱管体与底板和热柱管体与注液及抽真空小管之间在入炉钎焊前焊丝环，焊丝材料为银合金，且直径为0.4～0.6mm的圆环状。
进一步的，热柱管体与底板之间设有防止钎焊料溶化后被吸入腔体内毛细组织的隔焊料结构，其特征在于：隔焊料结构的横截面为矩形、三角形、圆弧形以及其组合形式。
进一步的，从热柱装粉专用漏斗漏入管体与心轴夹缝的铜粉通道横截面为三角形、矩形、圆弧形。
进一步的，注液及抽真空小管的外径尺寸是2mm，壁厚为0.2mm～0.4mm，材料是无氧铜。
进一步的，液体传热工质注入腔体后要取得腔体内理想真空度需要采取真空排气—暂停—再真空排气—再暂停多次循环的方法。
进一步的，用于夹封截断的专用夹钳为气动驱动或液压驱动或手动，夹封后的形状为两个圆弧挤压形成的锋利刀口，经计算和验证采用2mm直径抽真空管封口可以承受传热元件应承受的最高压力，压力超限封口处泄露起到安全阀作用，对于承压要求更高的热柱选用夹封后氩弧焊接及折弯形式。
进一步的，底板的形状是圆形、方形、长方形或六角形。
本发明提供的一种新型复合热柱的制造方法的有益效果在于：真空状态下液态传热工质受热汽化迅速扩散，遇冷凝结成液态可以通过周边的烧结层毛细组织迅速流向受热面，由此良性循环，不会出现受阻隔不能顺利回流现象，从而保障热柱正常工作；结合抽气与暂停的循环控制可以达到较高的真空度以得到比较低的启动温度，通过注液量的精确控制以及安全的夹封装置保证制作的热柱具有既符合功率要求有具有小的热阻达到优良的性能
附图说明
图1是热柱的立体剖视图
本图是本发明热柱的技术结构，内部毛细结构浑然一体形成完整的连通
图中：
1表示：注液及抽真空小管
2表示：毛细结构
3表示：管体
4表示：底板
图2是热柱底板先行烧结出特定的铜粉层
本图是烧结底板示意图，这样分体烧结容易保证质量又非常利于量产化图中：
5表示：电解铜粉
6表示：不锈钢圆芯板
7表示：不锈钢定位环
8表示：底板
9表示：烧结粘合面
图3是热柱管体装粉示意图及几种装粉漏斗剖视图
本图是芯棒装入热柱的结构示意图和专用漏斗的结构
图中：
10表示：芯轴
11表示：管体
12表示：铜粉
13表示：三角形
14表示：圆弧形
15表示：矩形
图4是热柱底板与管体几种隔料槽结构示意图
本图是热柱底板与管体装配时几种隔料槽结构示意图，图中还显示了焊丝环的断面图中：
16表示：焊丝环断面
17表示：方形隔料槽
18表示：三角形隔料槽
19表示：弧形隔料槽
图5是热柱管体装铜网与底板铜粉烧结结构示意图
本图是管体内安装铜网毛细结构与底板烧结的结构形式
图中：
20表示：抽真空小管预留小孔
21表示：管体
22表示：管体内装铜网(紧贴内壁)
23表示：铜网部分装入铜粉内(形成边通毛细结构层)
24表示：底板
25表示：底部装铜粉
图6是热柱注液管夹封钳示意图
本图是小抽管在抽真空后被专用夹钳夹封的情形的示意图，夹封面为挤压断以后形成的锋利刃口型图中：
26表示：注液及抽真空小管
27表示：专用气动夹封钳
图7是热柱端盖环氧胶封后断面剖视图
本图是小抽管压力夹封后弯曲灌装环氧密封胶保护的状况
图中：
28表示：环氧胶
29表示：管体
30表示：抽管夹封焊接
具体实施方式
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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通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，均属于本发明的保护范围。
对于装配焊接式热柱烧结的方法分解为分项烧结后组装再钎焊，将热柱管体装入心轴，通过专用漏斗将电解铜粉震动流入其夹层进行烧结，将底板蒸发段部位用治具定位烧结出符合要求形状的烧结铜粉层，热柱管体2与底板1装配，使底板上的烧结层嵌入管体的铜粉烧结层中，其效果是热柱各部烧结层形成完整的连接体，非常有利于工作液的循环畅通；在热柱管体和底板之间安装银合金焊丝环，在管体中心孔装入注液及抽真空小管和焊丝环进炉钎焊，氦质谱检测漏率达到要求注入适量液体传热工质，利用真空泵机组分次排气，使用专用夹钳完成抽真空小管密封或者密封后焊接折弯制成热柱。
Claims (9)
1.一种新型复合热柱的制造方法，其特征在于，
热柱包括底板、管体、注液及抽真空小管以及腔体内部多种毛细结构，热柱管体为冲压成型，中心有小锥孔，烧结用不锈钢心轴中部以小锥孔锥度定位，先行烧结电解铜粉，烧结完成取出心轴与烧结好铜粉的底板组装，使热柱内腔铜粉烧结层形成完整的连通，其特征包括：主要步骤为，热柱为冲压成型的管体，中心冲有带锥面的小锥孔，烧结用不锈钢心轴中部以小锥孔锥度定位，利用专用的漏斗震动装入树枝状恰当目数的电解铜粉，取下漏斗入炉烧结，烧结结束后取出心轴，已具有烧结层的热柱管体与已烧结好专用铜粉层的底板合装，使底板烧结好的铜粉层嵌入管体烧结层的铜粉层中；在热柱管体和底板之间安装银合金焊丝环，在管体中心小锥孔装入注液及抽真空小管和焊丝环进炉钎焊；进炉钎焊完成后往注液及抽真空小管中注入适量液体传热工质，利用真空泵机组除气，使用专用夹钳完成封闭，制成热柱。
2.如权利要求1所述的新型复合热柱的制造方法，其特征在于：热柱管体与底板和热柱管体与注液及抽真空小管之间在入炉钎焊前焊丝环，焊丝材料为银合金，且直径为0.4～0.6mm的圆环状。
3.如权利要求1所述的新型复合热柱的制造方法，其特征在于：热柱管体与底板之间设有防止钎焊料溶化后被吸入腔体内毛细组织的隔焊料结构，其特征在于：隔焊料结构的横截面为矩形、三角形、圆弧形以及其组合形式。
4.如权利要求1所述的新型复合热柱的制造方法，其特征在于：从热柱装粉专用漏斗漏入管体与心轴夹缝的铜粉通道横截面为三角形、矩形、圆弧形。
5.如权利要求1所述的新型复合热柱的制造方法，其特征在于：管体内壁装入冲压成型的一层或多层纯铜网取代烧结层在不需要安装心轴的情形下与底板嵌入铜粉层后烧结。
6.如权利要求1所述的新型复合热柱的制造方法，其特征在于：注液及抽真空小管的外径尺寸是2mm，壁厚为0.2mm～0.4mm，材料是无氧铜。
7.如权利要求1所述的新型复合热柱的制造方法，其特征在于：液体传热工质注入腔体后要取得腔体内理想真空度需要采取真空排气—暂停—再真空排气—再暂停多次循环的方法。
8.如权利要求1所述的新型复合热柱的制造方法，其特征在于：用于夹封截断的专用夹钳为气动驱动或液压驱动或手动，夹封后的形状为两个圆弧挤压形成的锋利刀口，经计算和验证采用2mm直径抽真空管封口可以承受传热元件应承受的最高压力，压力超限封口处泄露起到安全阀作用，对于承压要求更高的热柱选用夹封后氩弧焊接及折弯形式。
9.如权利要求1所述的新型复合热柱的制造方法，其特征在于：底板的形状是圆形、方形、长方形或六角形。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN110303298A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-10-08 | 广东水利电力职业技术学院（广东省水利电力技工学校） | 一种复合毛细芯热柱成形方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101846472A (zh) * | 2010-05-05 | 2010-09-29 | 嘉善恒杰热管科技有限公司 | 热柱制造方法 |
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2018
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| CN110303298A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-10-08 | 广东水利电力职业技术学院（广东省水利电力技工学校） | 一种复合毛细芯热柱成形方法 |
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