CN110785054A - 一种均热板冲压成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种均热板冲压成型方法，包括以下步骤：提供第一盖板和第二盖板；采用压力加工工艺将第一盖板的中部拉伸形成凹槽，边缘折弯形成定位件；第二盖板的中部设置多个凸起；第一盖板或第二盖板内壁附上吸液芯后，将第一盖板与第二盖板的边缘沿定位件焊接，使得第二盖板上的凸起位于凹槽内；再通过边缘预留的注料口注入工作流体，然后再抽真空，之后再将注料口进行密封即得均热板。本发明通过冲压的方式制造均热板盖板，降低了生产成本，有益于环境保护；设置定位件，保证了定位的精度，提高了产品的合格率；通过焊接的方式，大大的缩短了整个工艺制程的生产周期，实现高效生产。

Description

一种均热板冲压成型方法

技术领域

本发明涉及均热板制造技术领域，特别涉及一种均热板冲压成型方法。

背景技术

随着5G无线通信、雷达、无人机、卫星等领域的快速发展，大功率射频芯片的应用前景越来越广阔。芯片的运行速度将实现飞跃的提升，同时其产生的热量也随之增加，保证其稳定运行已成为重中之重，所以对于均热板的需求和挑战也随之而来，加快其产业布局已刻不容缓。

传统的均热板的上下盖板是通过湿刻蚀的方式制造，这种方法使用大量的氧化剂和强酸，所产生废水对环境造成很大污染，同时这种工艺还使用光刻、掩膜等工艺，工艺复杂，制造成本高。除此之外组装成型工艺工序复杂，传统的组装过程通过“点铜膏—上下盖板人工组装—钎焊”的方式，把均热板的上下盖板组合在一起，制造时间过长，不仅限制了产品的产量，还无法保证产品的质量。

发明内容

本发明提供了一种均热板冲压成型方法，能够解决上述现有技术问题中的一种或几种。

根据本发明的一个方面，提供了一种均热板冲压成型方法，包括以下步骤：

(1)提供两块板材，板材分别为第一盖板和第二盖板。

(2)采用压力加工工艺对第一盖板的中部进行拉伸，形成凹槽；对第一盖板的边缘进行折弯冲压，形成定位件。

(3)在第二盖板的中部设置多个凸起。

(4)在步骤(2)中所得第一盖板的内壁上或者步骤(3)中所得第二盖板的内壁上附上吸液芯，吸液芯可以通过烧结等方式固定在第一盖板或第二盖板的内壁上；吸液芯的形状和尺寸一般与第一盖板加工的凹槽相匹配，使得吸液芯能够正好嵌入凹槽内。吸液芯可以烧结在第一盖板上，也可以烧结在第二盖板上。

(5)将第一盖板与第二盖板的边缘沿定位件进行卡合，使得第二盖板上的凸起位于第一盖板的凹槽的内部；沿定位件将第一盖板与第二盖板焊接在一起，焊接时，先不把第一盖板与第二盖板完全连接在一起，而是在定位件的一侧预留一个小口，除这个小口的位置之外，将第一盖板与第二盖板相卡合的位置进行焊接，从而第一盖板上的凹槽与第二盖板连接形成具有小口的腔体，该小口即为注料口。在腔体内部，吸液芯的一侧能够与第二盖板上的凸起相连接，另一侧能够与第一盖板相连接，凸起对整个结构起到支撑作用。

(6)通过注料口向腔体内填充工作流体。

(7)从注料口抽取腔体内部的空气，使腔体内部处于真空状态。

(8)封堵注料口并进行密封制成均热板。

由此，第一盖板与第二盖板连接为一体后，第二盖板上的凸起位于腔体内部，对第一盖板起到支撑作用。第一盖板与第二盖板连接为一体时，采用焊接的方式，先沿定位件将第一盖板与第二盖板相接触的边缘位置进行焊接，第一盖板上的凹槽与第二盖板相连接形成腔体。连接时在定位件的边缘留有一个注料口，注料口与腔体内部相连接。待确保第一盖板与第二盖板连接牢固无缝隙后，可以通过注料口向腔体内灌进适量的工作流体，灌料完成后，通过注料口对腔体内部进行抽真空，使腔体内部成为负压的真空状态，接着将注料口焊接密封，均热板成型。

第一盖板加工成型的方法中，放弃了湿法刻蚀的加工工艺而是采用冲压的方式，凹槽的加工成型可以采用折弯工艺、半剪工艺或者其他工艺，定位件的加工成型可以采用折弯工艺，冲压工艺技术成熟，从而可以避免大量使用氧化剂和强酸等化学试剂，环境污染小，并且简化了工艺步骤，可以缩短加工时长，大大降低加工成本。冲压形成的定位件为第一盖板与第二盖板的贴合提供定位基准，保证了定位的精度，提高了产品的合格率。

第二盖板的加工可以采用蚀刻方式，也可以采用冲压的方式。传统的蚀刻方法对板材的性能要求较低，冲压方式更加环保、快捷和高效。

在一些实施方式中，板材为金属材质。金属具有优良的热传导性，在均热板的加工中应用广泛。冲压工艺技术成熟，并且针对不同强度、塑性以及延展性的金属也已形成了不同的工艺参数。在均热板的加工中，一般使用铜材、铝材、不锈钢材料以及钛铜合金等材料。

在一些实施方式中，步骤(2)中的凹槽的形状包括但不局限于圆形、椭圆形及方形。由此，可以根据需要加工不同形状的均热空间，从而适用于不同的应用场景。

在一些实施方式中，步骤(2)中定位件为一个或多个，定位件的形状包含但不局限于方块形、长条形和齿形。在第一盖板的边缘可以加工一个或多个定位件，单个定位件的加工简单，多个定位件可以提高定位精度，从而可以满足不同的需求。定位件的加工可以先采用折弯的方式将第一盖板的边缘加工成台阶状，并对台阶的边缘进行修整，切除多余的边料，形成能够与第二盖板的边缘相互卡合的定位件。可以根据不同需要将定位件加工成不同的形状。方块形以及长条形定位件加工简单，便于卡合，此外定位件还可以设计为齿形，以方便定位。由此，可以根据加工需求的差异对定位件进行不同形式的加工，以适应不同的应用场景。

在一些实施方式中，步骤(3)中凸起采用蚀刻工艺加工成型。蚀刻工艺成熟，易于加工，并且蚀刻工艺对所加工材料的强度、塑性以及延展性要求不高，可以扩大板材的选材范围，并且加工成型的凸起结构更加牢固不易损坏。在一些实施方式中，凸起结构还可以采用雕刻工艺加工成型，雕刻工艺同样对所加工材料要求不高，可以扩大板材的选材范围。

在一些实施方式中，凸起的形状包括但不限于圆柱形、方柱形以及圆台形。由此，可以根据加工需求的差异进行不同形式的加工，以适应不同的应用场景。

在一些实施方式中，第二盖板的内部经蚀刻加工后，其边缘形成卡位边；卡位边能够与第一盖板上的定位件相卡合。第一盖板上的定位件与第二盖板上的卡位边互相卡合，定位精准，并且不易移动，从而提高产品的合格率。

在一些实施方式中，步骤(5)中采用激光焊接或者扩散焊接的方式将第一盖板与第二盖板连接为一体。激光焊接或者扩散焊接可以简化第一盖板与第二盖板连接的工艺流程，避免了点铜膏和烧结等复杂的工序，从而节省加工时间，提高工作效率。另外，在步骤(8)中，对注料口的密封也可以采用激光焊接或者扩散焊接的方式。

在一些实施方式中，步骤(6)中工作流体为纯水或超纯水。在真空状态下，水受热容易汽化，从而能够快速降温；温度降低后水蒸气凝结，释放一定的热量，由此可以快速调节温度，达到均热的功能。纯水或超纯水对金属板材的腐蚀极弱，可以保证均热板的使用寿命。

附图说明

图1为本发明方法的步骤流程图；

图2为本发明实施例1的立体分解图；

图3为本发明实施例1组装完成后沿A-A线的剖视示意图；

图4为本发明实施例2的立体分解图；

图5为本发明实施例2组装完成后沿B-B线的剖视示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

图2和图3示意性地显示了根据本发明方法的一种均热板。如图1所示，本发明提供的均热板冲压成型方法，包含以下步骤：

步骤(1)：提供两块板材，分别为第一盖板100和第二盖板200；第一盖板100和第二盖板200均为方形金属铜板。

步骤(2)：对第一盖板100进行冲压。

利用冲床采用折弯工艺将第一盖板100的中部冲压成方形凹槽101。将第一盖板100的边缘通过多次折弯形成台阶状，并对台阶的末端进行修整，切除变形的部分，在第一盖板100的各个边缘均加工出多个定位件102，定位件102为沿第一盖板100边缘向下延伸的方块形，并且多个定位件102沿第一盖板100的边缘分散分布。

定位件102的宽度可以根据加工需要进行调整，以适应不同的应用场景。凹槽101的形状为方形，定位件102为方块形，并且围绕在凹槽101的四周。

步骤(3)：在第二盖板200的中部设置多个凸起201结构，凸起201采用蚀刻方式加工成型。

凸起201的高度可以根据需要进行调整。如图2和图3所示，通过蚀刻的方法，第二盖板200的中部形成凹槽，并且均匀分布多个圆柱形凸起201，可以促进第一盖板100与第二盖板200之间的热传导。凸起201均匀分布，如此可以保证均热板的各个部位的热量传导均匀。

另外，采用蚀刻的方法对第二盖板200的内部加工形成凸起201，使得第二盖板200的边缘形成卡位边202，卡位边202能够与定位件102相互卡合。

步骤(4)：采用烧结的方式在第一盖板100的内壁附上吸液芯300，吸液芯300附着在凹槽101内。吸液芯300将凹槽101填满。

步骤(5)：将步骤(4)中所得第一盖板100与步骤(3)中所得第二盖板200沿定位件102进行卡合，将第二盖板200上的卡位边202卡入第一盖板100上的定位件102的阶梯内，定位件102将卡位边202包裹起来，并确保第二盖板200中部的凸起201位于第一盖板100的凹槽101内。第一盖板100与第二盖板200相互卡合时，A-A线与A1-A1线互相重合。凸起201与吸液芯300相接触，如此，第二盖板200上的凸起201对第一盖板100起到支撑作用。第二盖板200将第一盖板100的凹槽101封口，形成一个尚未密封的腔体。采用激光焊接的方式沿定位件102将第一盖板100与第二盖板200焊接在一起，并在定位件102上预留一个小口，即注料口，注料口与腔体内部连通，可用于向腔体内部注料。如此，第一盖板100与第二盖板200连接为一体，形成具有注料口的腔体，如图3所示。

步骤(6)：通过注料口向腔体内部注入适量工作流体，工作流体选用超纯水或纯水。

步骤(7)：注水完毕后，再次通过注料口连接负压装置，对腔体内部进行两次抽真空，使腔体内部成负压真空状态。

步骤(8)：堵住注料口，并对注料口进行激光焊接，使得第一盖板100与第二盖板200形成一体的均热板。

参阅图3，第一盖板100的凹槽101与第二盖板200相连接形成腔体，腔体内部添加有超纯水，并且呈负压状态。凹槽101内的吸液芯300与第二盖板200上的凸起201的顶部面接触，凸起201结构对整个均热板起到支撑作用。均热板接收外界热量的一端为热端，在外界热源的影响下热端吸收热量，使得均热板内部的工作流体受热，并且在真空状态下迅速蒸发形成气态工质，气态工质在腔体内部空间传播，并将热量传输至均热板的其他部位，气态工质携带的热量通过均热板的管壁扩散至外界。释放热量后的工质再次液化，并通过吸液芯300的毛细作用将再度液化的超纯水回流至均热板的热端。液化后的工作流体在均热板的腔体内再度汽化，并将热量通过管壁向外界扩散，并且再次液化，如此循环，从而达到不断吸收热量以及散热的效果。

实施例2

图4和图5示意性地显示了根据本发明方法的另一种均热板，第一盖板100与第二盖板200焊接之后，B-B线与B1-B1线重合。与实施例1的不同之处在于：第一盖板100与第二盖板200均为金属铝板，并且第一盖板100上的凹槽101通过半剪工艺冲压成型，并且凹槽101的形状为圆形，定位件102为长条形，并且4个定位件102分别位于第一盖板100的4个边缘位置。第二盖板200的中部设置的多个凸起201为方柱形。另外，在加工工艺中，第一盖板100与第二盖板200的焊接方式采用扩散焊接。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种均热板冲压成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)提供两块板材，所述板材分别为第一盖板(100)和第二盖板(200)；

(2)采用压力加工工艺对第一盖板(100)的中部进行拉伸，形成凹槽(101)；对所述第一盖板(100)的边缘进行折弯，形成定位件(102)；

(3)在所述第二盖板(200)的中部设置多个凸起(201)；

(4)在(2)中所得第一盖板(100)的内壁上或者(3)中所得第二盖板(200)的内壁上附上吸液芯(300)；

(5)将第一盖板(100)与第二盖板(200)的边缘沿所述定位件(102)进行卡合，使得第二盖板(200)上的所述凸起(201)位于第一盖板(100)的所述凹槽(101)的内部；沿定位件(102)将第一盖板(100)与第二盖板(200)焊接在一起，并预留小口，形成具有注料口的腔体；

(6)通过注料口向腔体内填充工作流体；

(7)从注料口抽取腔体内部的空气，使腔体内部处于真空状态；

(8)封堵注料口并进行密封制成均热板。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述板材为金属材质。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的凹槽(101)的形状包括但不局限于圆形、椭圆形及方形。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述定位件(102)为一个或多个，所述定位件(102)的形状包含但不局限于方块形和长条形。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中所述凸起(201)采用蚀刻加工成型。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述凸起(201)的形状包括但不限于圆柱形、方柱形以及圆台形。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(3)中经过蚀刻，第二盖板(200)的边缘形成卡位边(202)；所述卡位边(202)能够与所述定位件(102)相配合。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)采用激光焊接或扩散焊接的方式将所述第一盖板(100)与所述第二盖板(200)连接为一体。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(6)中所述工作流体为纯水或超纯水。

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