CN110421001A - 一种冲压成型相变均温板及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冲压成型相变均温板，其包括相互盖合的第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板之间设置有封闭腔体，所述第一基板上朝远离所述第二基板的方向凹陷形成有凸起，所述第二基板上对应所述凸起朝面向所述第一基板的方向凹陷形成有凹槽，所述凸起或所述凹槽用于与热源相贴合。本发明的冲压成型相变均温板，相较于传统结构而言，通过第一基板上朝远离第二基板的方向凹陷形成有凸起，第二基板上对应凸起朝面向第一基板的方向凹陷形成有凹槽，从而使得凸起或凹槽与热源直接地、紧密地贴合，减少了传递热阻，提高了散热性能。本发明还公开了一种用于加工该冲压成型相变均温板的加工方法。

Description

一种冲压成型相变均温板及加工方法

技术领域

本发明涉及散热技术领域，特别地，涉及一种冲压成型相变均温板及加工方法。

背景技术

随着电力电子设备和器件向小型化、集成化、高效化的快速发展，器件性能和散热量不断增大，并带来热流密度分布不均匀、局部热流密度极大、热量聚集在局部区域、局部温度过高的问题。

现有的相变均温板，通常为平板结构，嵌压在基板的槽道内，热源与基板贴合，将热量通过基板传导到相变均温板散热；或者，相变均温板折弯后直接与热源贴合，热量通过折弯部传导到相变均温板的腔体，通过均温板表面散热。但对于特定形状和结构、位置和布局的热源，现有的均温板的结构难以与热源直接地、紧密地贴合，增大了传递热阻，散热性能显著降低。

发明内容

基于此，有必要提供一种与热源的结构紧密贴合的冲压成型相变均温板及加工方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种冲压成型相变均温板，所述冲压成型相变均温板包括相互盖合的第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板之间设置有封闭腔体，所述第一基板上朝远离所述第二基板的方向凹陷形成有凸起，所述第二基板上对应所述凸起朝面向所述第一基板的方向凹陷形成有凹槽，所述凸起或所述凹槽用于与热源相贴合。

进一步地，所述凸起包括第一凸起和第二凸起，所述凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，所述第一凸起与所述第一凹槽相对应，所述第二凸起与所述第二凹槽相对应，所述第一凸起和所述第二凸起位于所述第一基板的同一侧且具有高度差，所述第一凹槽和所述第二凹槽位于所述第二基板的同一侧且具有深度差。

进一步地，所述第一凸起的内表面与所述第一凹槽的底壁的外表面之间为实心结构。

进一步地，所述第一基板与所述第二基板之间设置有第一腔体，所述第一凸起的内表面与所述第一凹槽的底壁的外表面之间形成有第二腔体，所述第一腔体与所述第二腔体连通，所述封闭腔体包括所述第一腔体和所述第二腔体。

进一步地，所述凸起截面呈梯形状，所述凸起的侧壁与顶壁之间的角度为α，120°≤α＜180°。

进一步地，所述凸起的侧壁与顶壁之间设置有折弯部，所述折弯部呈圆弧结构，所述折弯部的折弯半径为R，所述冲压成型相变均温板的厚度为d，R＞2.5d。

进一步地，所述封闭腔体内充注有相变工质。

一种冲压成型相变均温板的加工方法，上述所述的冲压成型相变均温板，该加工方法包括以下步骤：

步骤S1：印刷阻轧剂，在第一基板上印刷阻轧剂图案；

步骤S2：热轧延压，将第二基板覆盖在印刷有阻轧剂的第一基板上，并将两块所述基板进行热轧延压得到复合板；

步骤S3：预吹胀，在复合板上开设工艺孔，向工艺孔通入高压气体进行吹胀，形成封闭腔体；

步骤S4：冲压，将复合板装到冲压模具之间，所述冲压模具包括第一模具和第二模具，在所述第一模具上开设有限位槽，在所述第二模具上开设有限位凸起，所述第一模具上的限位槽与所述第二模具上的限位凸起相互配合，进行冲压，从而使复合板上形成凸起和凹槽，进而使得复合板上位于凸起和凹槽之间的部分被压紧。

进一步地，所述步骤S4之后还包括以下步骤，

二次吹胀，将复合板装到吹胀模具中，向工艺孔通入高压气体进行吹胀，从而使得复合板上位于凸起和凹槽之间被压紧的部分再次胀开。

本发明的有益效果是：本发明提供的冲压成型相变均温板或加工方法，相较于传统结构而言，通过第一基板上朝远离第二基板的方向凹陷形成有凸起，第二基板上对应凸起朝面向第一基板的方向凹陷形成有凹槽，从而使得凸起或凹槽与热源直接地、紧密地贴合，减少了传递热阻，提高了散热性能，保证了不同位置、不同形状以及不同高度的热源能够与凸起或凹槽充分接触。本发明还公开了一种用于加工该冲压成型相变均温板的加工方法。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明实施例一的冲压成型相变均温板与冲压模具冲压前的结构示意图；

图2是图1所示冲压成型相变均温板与冲压模具冲压吹胀后的结构示意图；

图3是图1所示冲压成型相变均温板与热源配合的结构示意图；

图4是图1所示冲压成型相变均温板与热源配合的另一结构示意图；

图5是图4中A处的局部放大图；

图6是本发明的冲压成型相变均温板的加工方法的流程图；

图7是本发明实施例二的冲压成型相变均温板与冲压模具冲压后的结构示意图；

图8是本发明实施例三的冲压成型相变均温板与热源配合的结构示意图。

图中零部件名称及其编号分别为：

第一基板1 第二基板2 凸起3

第一凸起31 第二凸起32 凹槽4

第一凹槽41 第二凹槽42 第一腔体21

第二腔体22 第三腔体23 第一热源5

第二热源6 冲压模具20 第一模具201

第二模具202 第一限位槽203 第二限位槽204

第一限位凸起205 第二限位凸起206 电路板7

具体实施方式

现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

请参阅图1至图7，本发明提供了一种吹胀成型相变均温板，其包括相互盖合的第一基板1和第二基板2，第一基板1和第二基板2之间设置有封闭腔体，封闭腔体内填充有相变工质。第一基板1上朝远离第二基板2的方向凹陷形成有凸起3，第二基板2上对应凸起3朝面向所述第一基板的方向凹陷形成有凹槽4，凸起3或凹槽4用于与热源相贴合。

实施例一

请参阅图1至图5，本发明实施例一提供了一种冲压成型相变均温板，凸起3包括第一凸起31和第二凸起32，凹槽4包括第一凹槽41和第二凹槽42，第一凸起31和第一凹槽41相对应，第二凸起32和第二凹槽42相对应，第一凸起31和第二凸起32位于第一基板1的同一侧，第一凹槽41和第二凹槽42位于第二基板2的同一侧。

在本实施方式中，第一基板1和第二基板2之间设置有第一腔体21，第一凸起31的内表面与第一凹槽41的底壁的外表面之间形成有与第一腔体21连通的第二腔体22。第二凸起32的内表面和第二凹槽42的底壁的外表面之间形成有与第二腔体22连通的第三腔体23，第一腔体21、第二腔体22以及第三腔体23相互连通，第一腔体21、第二腔体22以及第三腔体23共同构成封闭腔体，封闭腔体内设置有毛细结构，第一腔体21、第二腔体22以及第三腔体23内充注有相变工质。本实施方式中，第一凸起31的高度较第二凸起32高，对应的，第一凹槽41的深度较第二凹槽42深。可以理解地，在其他实施方式中，第一凸起31和第二凸起32的高度也可以相同，对应的，第一凹槽41和第二凹槽42的深度也可以相同。

进一步地，第一基板1上通过吹胀工艺形成流路，第二基板2为平面。

可以理解地，在其他未示出的实施方式中，针对多个需要散热的热源，凸起3还包括第三凸起或第四凸起，凹槽4还包括第三凹槽或第四凹槽，凸起3与凹槽4的数量及位置根据热源的数量及位置决定，优选的，针对一个需要散热的热源，凸起3和凹槽4均具有一个即可。

在本实施方式中，需要对两个热源进行散热，比如热源包括安装在电路板7上的第一热源5和第二热源6，当电路板7位于第二基板2的一侧，第一热源5收容于第一凹槽41内且与第一凹槽41的底壁的外表面相贴合，第二热源6收容于第二凹槽42内且与第二凹槽42的底壁的外表面相贴合，第一凹槽41用于对第一热源5进行散热，第二凹槽42用于对第二热源6进行散热；当电路板7位于第一基板1的一侧，第一热源5与第一凸起31的外表面相贴合，第二热源6与第二凸起32的外表面相贴合，第一凸起31用于对第一热源5进行散热，第二凸起32用于对第二热源6进行散热。

优选的，第一凸起31、第二凸起32、第一凹槽41以及第二凹槽42均呈方形结构，第一凸起31、第二凸起32、第一凹槽41以及第二凹槽42的位置与第一热源5和第二热源6的位置、形状以及高度相对应。

基于此，请参阅图1至图6，本发明还提供了一种用于加工上述冲压成型相变均温板的加工方法，该加工方法包括以下步骤：

步骤S1：印刷阻轧剂，在第一基板1上印刷阻轧剂图案。

步骤S2：热轧延压，将第二基板2覆盖在印刷有阻轧剂的第一基板1上，并将两块所述基板进行热轧延压得到复合板。

步骤S3：预吹胀，在复合板上开设工艺孔，向工艺孔通入高压气体进行管路吹胀，吹胀能够使得第一基板1和第二基板2之间形成第一腔体21，其中，第一凸起31的内表面与第一凹槽41的底壁的外表面之间形成第二腔体22，第二凸起32的内表面与第二凹槽42的底壁的外表面之间形成第三腔体23。

可以理解地，通过预吹胀能够把管路图形吹胀出来，从而可以得到所要冲压形成凸起的局部的位置。

步骤S4：冲压，将复合板装到冲压机上，冲压机上设置有冲压模具20，冲压模具20包括第一模具201和第二模具202，将复合板装到第一模具201和第二模具202之间，通过第一模具201与第二模具202相互配合，进行冲压，从而使复合板上形成凸起3和凹槽4，凸起3包括第一凸起31、第二凸起32，凹槽4包括第一凹槽41和第二凹槽42。冲压后，第一凸起31的内表面与第一凹槽41的底壁的外表面之间形成的第二腔体22被压紧，第二凸起32的内表面与第二凹槽42的底壁的外表面之间形成的第三腔体23被压紧，第一凸起31的内表面与第一凹槽41的底壁的外表面之间为实心结构，第二凸起32的内表面与第二凹槽42的底壁的外表面之间为实心结构。

进一步地，凸起3的截面均大致呈梯形状，能够使得在吹胀时不容易撕裂。凸起3的侧壁与顶壁之间的角度为α，120°≤α＜180°，在本实施方式中，α＝150°。凸起3的侧壁与顶壁之间设置有折弯部，该折弯部呈圆弧结构，且折弯部的折弯半径为R(单位：mm)，另外，复合板厚度为d(单位：mm)，其中，R＞2.5d。在本实施方式中，R＝3mm，d＝9mm。需要说明的是，复合板厚度d即为冲压成型相变均温板的厚度。

在冲压之前，在第一模具201上开设有第一限位槽203和第二限位槽204，第一限位槽203的位置与第一凸起31的位置相对应，第二限位槽204的位置与第二凸起32的位置相对应，具体地，第一限位槽203和第二限位槽204的深度不同，第一限位槽203的深度与第一凸起31的高度相匹配，第二限位槽204的深度与第二凸起32的高度相匹配。在第二模具202上开设有第一限位凸起205和第二限位凸起206，第一限位凸起205的位置与第一凹槽41的位置相对应，第二限位凸起206的位置与第二凹槽42的位置相对应，具体地，第一限位凸起205和第二限位凸起206的高度不同，第一限位凸起205的高度与第一凹槽41的深度相匹配，第二限位凸起206的高度与第二凹槽42的深度相匹配。

在冲压过程中，第一基板1上对应第一限位槽203和第二限位槽204的部分，由于第一限位槽203和第二限位槽204，能够使得第一基板1伸入至第一限位槽203和第二限位槽204内，第一基板1的表面与第一限位槽203相贴合，第一凸起31的表面与第二限位槽204相贴合，第一限位槽203形成第一凸起31，第二限位槽204形成第二凸起32。在本实施方式中，由于第一限位槽203与第二限位槽204的深度不同，从而能够使得第一凸起31和第二凸起32的高度不同。第二基板2上对应第一限位凸起205和第二限位凸起206的部分，由于第一限位凸起205和第二限位凸起206，能够使得第二基板2向内凹陷，第一基板1的表面与第一限位凸起205相贴合，第一凹槽41的表面与第二限位凸起206相贴合，第一限位凸起205形成第一凹槽41，第二限位凸起206形成第二凹槽42。在本实施方式中，由于第一限位凸起205和第二限位凸起206的高度不同，从而能够使得第一凹槽41和第二凹槽42的深度不同。

需要说明的是，热轧复合后的复合板，复合板内部已印刷了流路图形，但从外部看不出来，因此，无法将冲压模具放在流路图形的位置处，就会导致最后形成的凸起没有与流路图形相对应，进而无法得到预期的冲压位置。为了解决这个问题，先进行预吹胀操作，从而在进行冲压定位时，得到所要冲压形成凸起的局部的位置。

所述步骤S1之前还包括以下步骤，

备料，准备两个基板，在本实施方式中，两个基板均为铝板，且铝板的型号为3003。

所述步骤S2与所述步骤S3之间还包括以下步骤，

冷轧校平，为了保证复合板的平整度，热轧后形成的复合板需要送入冷轧机进行冷轧处理，通过冷轧后的复合板被校平。同时，通过冷轧操作，也能够起到调整成品长度的作用。复合板在轧制后伸长，但热轧后的伸长率存在误差，因此要对热轧后的复合板按长度进行分拣，通过冷轧控制使其达到预计长度。

退火处理，将轧制的复合板送入退火炉中，经600℃退火后，冷却。经过退火处理，可以有效降低复合板冷轧校平过程中产生的残余应力，避免复合板发生形变。在本实施方式中，复合板加热至600℃后退火。

所述步骤S4之后还包括以下步骤，

二次吹胀，吹胀能够使得第一凸起31的内表面与第一凹槽41的底壁的外表面之间再次吹开形成第二腔体22，第二凸起32的内表面与第二凹槽42的底壁的外表面之间再次吹开形成第三腔体23。

切边，将复合板根据工艺需要的图形、尺寸进行切边。

充注相变工质并封口，在复合板上开设与外界连通的充注口，焊接与充注口连接的工艺连管。通过工艺连管对复合板抽真空、充注相变工质，焊接或压接封口后切除工艺连管，从而将相变工质密封在封闭腔体内，从而得到相变均温板。

本发明提供的冲压成型相变均温板或加工方法，相较于传统结构而言，通过第一基板1上朝背离第二基板2的方向凸设有凸起3，第二基板2上朝面向第一基板1的方向凹设有凹槽4，从而使得凸起3或凹槽4与热源直接地、紧密地贴合，减少了传递热阻，提高了散热性能，保证了不同位置、不同形状以及不同高度的热源能够与凸起3或凹槽4充分接触。

实施例二

请参阅图7,本发明实施例二提供的冲压成型相变均温板与实施例一的冲压成型相变均温板的区别在于：本实施方式中，第一凸起31的内表面与第一凹槽41的底壁的外表面之间为实心结构，第二凸起32的内表面与第二凹槽42的底壁的外表面之间为实心结构。

本发明实施例二提供的冲压成型相变均温板的加工与实施例一的冲压成型相变均温板的加工方法的区别在于：本实施方式中，不进行二次吹胀，从而使得第一凸起31的内表面与第一凹槽41的底壁的外表面之间为实心结构，第二凸起32的内表面与第二凹槽42的底壁的外表面之间为实心结构。

本发明实施例二提供的冲压成型相变均温板或加工方法，通过第一凸起31的内表面与第一凹槽41的底壁的外表面之间为实心结构，第二凸起32的内表面与第二凹槽42的底壁的外表面之间为实心结构，同样可以实现凸起3或凹槽4与热源直接地、紧密地贴合，减少了传递热阻，提高了散热性能，保证了不同位置、不同形状以及不同高度的热源能够与凸起3或凹槽4充分接触。

实施例三

请参阅图8,本发明实施例三提供的冲压成型相变均温板与实施例一的冲压成型相变均温板的区别在于：本实施方式中，第一基板1为平面，第二基板2上通过吹胀工艺形成流路，进而使得凸起3凸出设置在相变均温板的平面侧。

本发明实施例三提供的冲压成型相变均温板，第一基板1为平面，第二基板2上通过吹胀工艺形成流路。同样可以实现凸起3或凹槽4与热源直接地、紧密地贴合，减少了传递热阻，提高了散热性能，保证了不同位置、不同形状以及不同高度的热源能够与凸起3或凹槽4充分接触。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (9)

1.一种冲压成型相变均温板，其特征在于：所述冲压成型相变均温板包括相互盖合的第一基板和第二基板，所述第一基板和所述第二基板之间设置有封闭腔体，所述第一基板上朝远离所述第二基板的方向凹陷形成有凸起，所述第二基板上对应所述凸起朝面向所述第一基板的方向凹陷形成有凹槽，所述凸起或所述凹槽用于与热源相贴合。

2.如权利要求1所述的冲压成型相变均温板，其特征在于：所述凸起包括第一凸起和第二凸起，所述凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，所述第一凸起与所述第一凹槽相对应，所述第二凸起与所述第二凹槽相对应，所述第一凸起和所述第二凸起位于所述第一基板的同一侧且具有高度差，所述第一凹槽和所述第二凹槽位于所述第二基板的同一侧且具有深度差。

3.如权利要求2所述的冲压成型相变均温板，其特征在于：所述第一凸起的内表面与所述第一凹槽的底壁的外表面之间为实心结构。

4.如权利要求2所述的冲压成型相变均温板，其特征在于：所述第一基板与所述第二基板之间设置有第一腔体，所述第一凸起的内表面与所述第一凹槽的底壁的外表面之间形成有第二腔体，所述第一腔体与所述第二腔体连通，所述封闭腔体包括所述第一腔体和所述第二腔体。

5.如权利要求1所述的冲压成型相变均温板，其特征在于：所述凸起截面呈梯形状，所述凸起的侧壁与顶壁之间的角度为α，120°≤α＜180°。

6.如权利要求5所述的冲压成型相变均温板，其特征在于：所述凸起的侧壁与顶壁之间设置有折弯部，所述折弯部呈圆弧结构，所述折弯部的折弯半径为R，所述冲压成型相变均温板的厚度为d，R＞2.5d。

7.如权利要求1所述的冲压成型相变均温板，其特征在于：所述封闭腔体内充注有相变工质。

8.一种冲压成型相变均温板的加工方法，其特征在于：适用于如权利要求1-7任一项所述的冲压成型相变均温板，该加工方法包括以下步骤：

步骤S1：印刷阻轧剂，在第一基板上印刷阻轧剂图案；

步骤S2：热轧延压，将第二基板覆盖在印刷有阻轧剂的第一基板上，并将两块所述基板进行热轧延压得到复合板；

步骤S3：预吹胀，在复合板上开设工艺孔，向工艺孔通入高压气体进行吹胀，形成中空腔体；

步骤S4：冲压，将复合板装到冲压模具之间，所述冲压模具包括第一模具和第二模具，在所述第一模具上开设有限位槽，在所述第二模具上开设有限位凸起，所述第一模具上的限位槽与所述第二模具上的限位凸起相互配合，进行冲压，从而使复合板上形成凸起和凹槽，进而使得复合板上位于凸起和凹槽之间的部分被压紧。

9.如权利要求8所述的冲压成型相变均温板的加工方法，其特征在于：所述步骤S4之后还包括以下步骤，

二次吹胀，将复合板装到吹胀模具中，向工艺孔通入高压气体进行吹胀，从而使得复合板上位于凸起和凹槽之间被压紧的部分再次胀开。