CN108907460A - 热单元制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种散热单元制造方法，所述散热单元具有一本体，该本体具有一第一金属板体及一第二金属板体并共同界定一腔室，该腔室内具有一毛细结构层，并填充有工作液体，该本体腔室外缘具有一唇部，该唇部具有一烧结焊部垂直连结该第一金属板体、第二金属板体，并本案制造方法通过激光焊接直接垂直对该第一金属板体、第二金属板体焊接提供一种更加稳固结合及提升密闭性的工法。
Description
技术领域
本发明涉及一种散热单元制造方法，尤指一种实现提升激光焊接更佳稳固结合及提升密闭性的散热单元制造方法。
背景技术
均温板或平板式热管普遍被使用在作为热传导元件使用，这两项热传导元件具有高导热的特性，由于内部真空密闭腔室填充工作液体使得通过气液两相特性的转换快速达到热传导的效果，均温板及平板式热管系通过以上、下至少两金属板体进行叠合后进行封边注水抽真空封闭等作业，均温板及平板式热管最常使用的材料是铜、铝、不锈钢等金属材质，其中又以铜最为常使用，因铜本身具有高热传导特性，故最常被使用。
多数均温板及平板式热管主要通过扩散接合(Diffusion Bonding)与硬焊(Brazing)及点焊的方式进行封边的工作，而扩散接合(Diffusion Bonding)与硬焊(Brazing)适用于多数材质，但若两种相异材质的结合例如铜与铝或铜与不锈钢则并不适用扩散接合此项工法。
点焊的缺点在于虽可连续加工但无法完整密闭封边，则若使用在均温板封边的工作则无法维持内部腔室的真空度以及工作液体容易因为密闭性不佳而产生外泄，进而失去热传导效果。
也有业者通过使用激光焊接的方式对两种相异材质进行焊接接合的工作，而现行激光焊接(Lap Joint Weld)的均温板或平板式热管，主要由一上板3a(表面积较小)及一下板3b(表面积较大)相互叠合后，再通过于上、下板3a、3b搭接重合的垂直角落位置进行激光焊接(如图1、图1a所示)，虽激光焊接可提供大小不一致的上、下板3a、3b的焊接结合，但现有激光焊接的焊接方式及材料的结合处仍具有缺点，如上、下板3a、3b为了形成可提供焊接的垂直角落部位，选择上板3a小于下板3b，故上、下板3a、3b必须要准确对位，甚至必须有专用治具对该上、下板3a、3b进行定位。
再者，激光焊接的焊接路径当遇到圆角时则会因路径并需由直线慢慢修正为弧形，则会采用多段短直线进行拼凑为弧形的路径，故令激光焊接的部位重复或停留时间增长，令材料过度烧熔甚至破坏至均温板或平板式热管内部的毛细结构或令内部腔室缩减等缺点，并且为了形成可焊接的垂直角落部位，则必须选用形状大小不同的上、下板3a、3b，使下板3b外缘唇边容易产生多余无效的唇边，形成材料浪费的缺点。
现有具有下列缺点：
1、材料浪费；
2、密闭性不佳；
3、必须额外进行定位；
4、异材料不易结合。
发明内容
爰此，为解决上述现有技术的缺点，本发明的主要目的，是提供一种可提供均温板更加稳固结合的散热单元。
本发明的另一目的，是提供一种可提供均温板激光焊接更为稳固结合的散热单元制造方法。
为达上述的目的，本发明提供一种散热单元制造方法，其特征是包含下列步骤：
提供一第一金属板体及一第二金属板体；
在前述第一金属板体、第二金属板体其中任一的一侧形成一毛细结构；
将所述第一金属板体、第二金属板体对应叠合，并通过激光焊接的方式，垂直对应该第一金属板体、第二金属板体对应叠合的部位进行封边作业并预留一注水抽气区域；
进行抽真空及注水作业，最后将注水抽气区域通过激光焊接的方式进行封闭。
所述的散热单元制造方法，其中：所述第一金属板体、第二金属板体的材质为金、银、铁、铜、铝、商业纯钛、钛合金、不锈钢其中任一。
所述的散热单元制造方法，其中：进行激光焊接时通入氩气作为惰性气体防止氧化反应产生。
所述的散热单元制造方法，其中：进行激光焊接工作时是在真空环境下进行。
所述的散热单元制造方法，其中：所述第一金属板体、第二金属板体大小相同或不同。
所述的散热单元制造方法，其中：所述激光焊接完全穿透该第一金属板体并穿透第二金属板体板厚的三分之一至三分之二厚度。
所述的散热单元制造方法，其中：所述激光焊接的激光波长为400nm～1100nm。
所述的散热单元制造方法，其中：在前述第一金属板体、第二金属板体其中任一的一侧形成一毛细结构此一步骤后还具有一步骤：在该第一金属板体、第二金属板体之间放置一毛细结构件，所述毛细结构件是一烧结体或一网格体或一纤维体。
所述的散热单元制造方法，其中：在前述“第一金属板体、第二金属板体其中任一的一侧形成一毛细结构”步骤后还具有一步骤：于前述第一金属板体、第二金属板体其中任一的一侧形成一支撑结构。
所述的散热单元制造方法，其中：所述支撑结构为通过外力变形或通过切削加工或通过外加元件作为支撑的支撑件，所述切削加工是选择于该第一金属板体、第二金属板体其中任一板体的一侧通过切削方式形成凸出结构向另一板体抵顶支撑；所述外力形变的支撑结构是选择在该第一金属板体、第二金属板体其中任一板体的一侧施加外力向另一侧凹陷所形成的支撑结构；所述外加元件是通过在该第一金属板体、第二金属板体两者之间设置支撑体如支撑柱作为支撑结构。
本发明主要通过改善激光焊接与该第一金属板体、第二金属板体的焊接角度及方式以改善均温板激光焊接结合稳固及密闭性的缺失。
附图说明
图1是现有均温板示意图；
图1a是现有均温板示意图；
图2是本发明散热单元的第一实施例的立体分解图；
图3是本发明散热单元的第一实施例的立体剖视图；
图4是本发明散热单元的第二实施例的立体分解图；
图5是本发明散热单元制造方法的第一实施例步骤流程图；
图6是本发明散热单元制造方法的第一实施例加工示意图；
图7是本发明散热单元制造方法的第一实施例加工示意图；
图8是本发明散热单元制造方法的第二实施例步骤流程图；
图9是本发明散热单元制造方法的第三实施例步骤流程图。
附图标记说明：本体1；第一金属板体1a；第二金属板体1b；支撑结构1c；毛细结构1d；密闭腔室1e；注水抽气的区域1f；工作液体1g；唇部1h；烧结焊部1i；激光焊接机具2；激光光束21；毛细结构件3。
具体实施方式
请参阅图2、图3，是本发明散热单元的第一实施例的立体分解及组合图，如图所示，所述散热单元，包含：一本体；
所述本体1具有一第一金属板体1a及一第二金属板体1b，所述第一金属板体、第二金属板体1a、1b的材质为金、银、铁、铜、铝、商业纯钛、不锈钢或其他具导热特性的金属其中任一，所述第一金属板体、第二金属板体1a、1b共同界定一密闭腔室1e，所述密闭腔室1e表面具有至少一毛细结构1d(可是烧结粉末体或纤维体或网格体或沟槽其中任一)，所述毛细结构1d系选择设置于前述第一金属板体、第二金属板体1a、1b其中任一，所述密闭腔室1e填充有一工作液体1g，该本体1密闭腔室1e外缘具有一唇部1h，所述唇部1h具有一烧结焊部1i，所述烧结焊部1i垂直连结该第一金属板体、第二金属板体1a、1b，所述烧结焊部1i垂直贯穿所述第一金属板体1a整个板厚并延伸至所述第二金属板体1b板厚的三分之一至三分之二处。
所述本体1具有一支撑结构1c，所述支撑结构1c可为通过外力变形或通过切削加工或通过外加元件作为支撑的支撑件，所述切削加工是选择于该第一金属板体、第二金属板体1a、1b其中任一板体的一侧通过切削加工方式(如铣削加工)形成凸出结构向另一板体抵顶支撑；所述外力形变的支撑结构1c是选择于该第一金属板体、第二金属板体1a、1b其中任一板体的一侧施加外力向另一侧凹陷所形成的支撑结构1c；所述外加元件系通过于该第一金属板体、第二金属板体1a、1b两者之间设置支撑体如支撑柱作为支撑结构1c，并不引以为限。
请参阅图4，是本发明散热单元的第二实施例立体分解图，如图所示，本实施例部分说明实施与前述第一实施例相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与前述第一实施例的差异在于所述第一金属板体、第二金属板体之间放置一毛细结构件3，此一步骤的毛细结构件是单一结构体，该毛细结构件3设置于该第一金属板体、第二金属板体1a、1b之间，所述毛细结构件3是烧结粉末板体或纤维体或网格体或波浪板或具有复数沟槽的板体其中任一，并通过该毛细结构件3可提供辅助的毛细力，增加汽液循环的效率。
请参阅图5，是本发明散热单元制造方法的第一实施例步骤流程图，一并参阅图6、图7加工示意图，如图所示，本发明的散热单元制造方法，包含下列步骤：
S1：提供一第一金属板体及一第二金属板体；
提供一第一金属板体1a及一第二金属板体1b，所述第一金属板体、第二金属板体1a、1b可选择相同或不相同大小其中任一，所述第一金属板体、第二金属板体1a、1b可为金、银、铁、铜、铝、不锈钢、钛合金、商业纯钛其中任一，本实施例系选择以商业纯钛与铜搭配作为说明实施例但并不引以为限。
S2：于前述第一金属板体、第二金属板体其中任一的一侧形成一毛细结构；
选择于前述第一金属板体、第二金属板体1a、1b其中任一或任二相互对应的一侧形成一毛细结构1d，所述毛细结构1d是烧结粉末或网格体或沟槽或纤维体其中任一。
S3：将所述第一金属板体、第二金属板体对应叠合，并通过激光焊接(Lap JointWeld)的方式，垂直对应该第一金属板体、第二金属板体对应叠合的部位进行封边作业并预留一注水抽气区域；
将前述第一金属板体、第二金属板体1a、1b对应叠合并于两者之间形成一密闭腔室1e，并于所述第一金属板体、第二金属板体1a、1b对应叠合的外缘部分通过激光焊接的方式进行结合，进行激光焊接(Lap Joint Weld)工作时，所述激光焊接机具的激光头主要与该第一金属板体、第二金属板体1a、1b呈垂直设置，所述激光焊接的激光波长为400nm～1100nm，令所述激光焊接机具2所产生的激光光束21垂直穿设进入该第一金属板体、第二金属板体1a、1b，并直接穿透设置于上部的第一金属板体1a整体后再穿透位于该第一金属板体1a下部的第二金属板体1b板厚约三分之一至三分之二处，最后保留欲进行注水抽气的区域1f将其他部位封闭，进行所述激光焊接(Lap Joint Weld)工作时较佳是在该所述激光焊接机具2的激光头处通以氩气进行惰性气体保护，避免进行激光焊接工作时产生氧化反应，也可将激光焊接的工作环境设置于真空环境的下进行以避免焊接工作中遭受污染或氧化反应产生。
S4：进行抽真空及注水作业，最后将注水抽气区域通过激光焊接的方式进行封闭。
进行抽气注水作业，对进行封边后的第一金属板体、第二金属板体1a、1b进行抽真空注入工作液体的作业，并最后将预留的注水抽气区域1f相同通过激光焊接的方式进行封闭。
请参阅图8，是本发明散热单元制造方法的第二实施例步骤流程图，如图所示，本实施例部分说明实施与前述第一实施例相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与前述第一实施例的差异在于前述第一金属板体、第二金属板体其中任一的一侧形成一毛细结构此一步骤后更具有一步骤S5：于该第一金属板体、第二金属板体之间放置一毛细结构件，此一步骤的毛细结构件3是单一结构体，该毛细结构件3设置于该第一金属板体、第二金属板体1a、1b之间，所述毛细结构件是烧结粉末板体或纤维体或网格体或波浪板或具有复数沟槽的板体其中任一。
请参阅图9，是本发明散热单元制造方法的第三实施例步骤流程图，如图所示，本实施例部分说明实施与前述第一实施例相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与前述第一实施例的差异在于前述于前述第一金属板体、第二金属板体其中任一的一侧形成一毛细结构；此一步骤后更具有一步骤S6：于前述第一金属板体、第二金属板体其中任一的一侧形成一支撑结构；
所述支撑结构1c可为通过外力变形或通过切削加工或通过外加元件作为支撑的支撑件，所述切削加工是选择于该第一金属板体、第二金属板体1a、1b其中任一板体的一侧通过切削方式形成凸出结构向另一板体抵顶支撑；所述外力形变的支撑结构是选择于该第一金属板体、第二金属板体1a、1b其中任一板体的一侧施加外力向另一侧凹陷所形成的支撑结构；所述外加元件系通过于该第一金属板体、第二金属板体1a、1b两者之间设置支撑体如支撑柱作为支撑结构。，本实施例系选择以外力加压加工所形成的支撑结构作为说明实施例并不引以为限。
本发明主要通过以激光焊接(Lap Joint Weld)的方式改善商业纯钛或钛金属或铜材质激光焊接时的缺点，并通过将激光焊接时激光焊接器具的激光头与欲接受激光焊接的第一金属板体、第二金属板体1a、1b垂直对应设置，并令激光光束同时垂直穿透该第一金属板体1a及第二金属板体1b厚度的三分之一至三分之二处最后令两者完成接合，提升第一金属板体、第二金属板体1a、1b激光焊接的结合性以及密闭性，并改善现有均温板或平板式热管对位不易的缺失。
Claims (10)
1.一种散热单元制造方法，其特征是包含下列步骤：
提供一第一金属板体及一第二金属板体；
在前述第一金属板体、第二金属板体其中任一的一侧形成一毛细结构；
将所述第一金属板体、第二金属板体对应叠合，并通过激光焊接的方式，垂直对应该第一金属板体、第二金属板体对应叠合的部位进行封边作业并预留一注水抽气区域；
进行抽真空及注水作业，最后将注水抽气区域通过激光焊接的方式进行封闭。
2.根据权利要求1所述的散热单元制造方法，其特征在于：所述第一金属板体、第二金属板体的材质为金、银、铁、铜、铝、商业纯钛、钛合金、不锈钢其中任一。
3.根据权利要求1所述的散热单元制造方法，其特征在于：进行激光焊接时通入氩气作为惰性气体防止氧化反应产生。
4.根据权利要求1所述的散热单元制造方法，其特征在于：进行激光焊接工作时是在真空环境下进行。
5.根据权利要求1所述的散热单元制造方法，其特征在于：所述第一金属板体、第二金属板体大小相同或不同。
6.根据权利要求1所述的散热单元制造方法，其特征在于：所述激光焊接完全穿透该第一金属板体并穿透第二金属板体板厚的三分之一至三分之二厚度。
7.根据权利要求1所述的散热单元制造方法，其特征在于：所述激光焊接的激光波长为400nm～1100nm。
8.根据权利要求1所述的散热单元制造方法，其特征在于：在前述第一金属板体、第二金属板体其中任一的一侧形成一毛细结构此一步骤后还具有一步骤：在该第一金属板体、第二金属板体之间放置一毛细结构件，所述毛细结构件是一烧结体或一网格体或一纤维体。
9.根据权利要求1所述的散热单元制造方法，其特征在于：在前述“第一金属板体、第二金属板体其中任一的一侧形成一毛细结构”步骤后还具有一步骤：于前述第一金属板体、第二金属板体其中任一的一侧形成一支撑结构。
10.根据权利要求9所述的散热单元制造方法，其特征在于：所述支撑结构为通过外力变形或通过切削加工或通过外加元件作为支撑的支撑件，所述切削加工是选择于该第一金属板体、第二金属板体其中任一板体的一侧通过切削方式形成凸出结构向另一板体抵顶支撑；所述外力形变的支撑结构是选择在该第一金属板体、第二金属板体其中任一板体的一侧施加外力向另一侧凹陷所形成的支撑结构；所述外加元件是通过在该第一金属板体、第二金属板体两者之间设置支撑体如支撑柱作为支撑结构。
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2018
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