CN110986640B - 一种均热板及其内部结构的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种均热板及其内部结构的制作方法，包括以下步骤：采用冲压工艺在第一盖板上加工凹槽以及焊接边并预留注料口，第二盖板加工为平板；在第一盖板的凹槽内焊接多个支撑柱；在第一盖板的内壁上或者第二盖板的内壁上附上吸液芯；将第一盖板与第二盖板互相贴合，形成腔体，支撑柱与吸液芯均位于腔体内；将第一盖板与第二盖的边缘进行焊接；腔体通过注料口与外界连通；通过注料口向腔体内填充工质后，通过注料口抽取腔体内部的空气，然后封堵注料口并进行密封制成均热板。本发明方法采用冲压工艺加工均热板及其内部支撑结构，方法简单易操作，提高生产效率；另外避免了大量化学试剂的使用，安全无污染。

Description

一种均热板及其内部结构的制作方法

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及其内部结构的制作方法。

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。

发明内容

本发明提供了一种均热板及其内部结构的制作方法，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，提供了一种均热板及其内部结构的制作方法，包括以下步骤：

(1)提供第一盖板和第二盖板；采用压力加工工艺对第一盖板进行拉伸，形成中部的凹槽以及边缘的焊接边；并在焊接边上预留注料口；第二盖板采用冲压直接落料的方式加工为平板；

(2)在第一盖板的凹槽内焊接多个支撑柱；

(3)在第一盖板的内壁上或者第二盖板的内壁上附上吸液芯；

(4)将第一盖板与第二盖板互相贴合，形成腔体，并使支撑柱与吸液芯均位于腔体的内部；将第一盖板与第二盖板相接触的边缘沿焊接边进行焊接；使腔体通过注料口与外界连通；

(5)通过注料口向腔体内填充工质；

(6)通过注料口抽取腔体内部的空气，使腔体内部处于真空状态；

(7)封堵注料口并进行密封制成均热板。

由此，在均热板以及其内部支撑结构的加工过程中，不使用强氧化剂以及酸液等进行蚀刻，解决了化工污染的问题。另外，冲压工艺作为一种成熟的金属板件加工工艺，操作简单，工作效率高，适合规模化生产，并且各批次产品之间的一致性高，良品率大大提高。冲压工艺简单，还可以免去蚀刻工艺后续的光刻、掩膜等工序，简化工艺流程、缩短加工时长，大大降低制作成本。

在一些实施方式中，支撑柱采用半剪的方式加工。采用半剪工艺冲裁支撑柱，可以减少从板材上加工支撑柱时因断裂带斜度而产生毛刺，支撑柱外表面光滑，便于与第一盖板的连接。

在一些实施方式中，支撑柱的半剪加工方法包括以下步骤：

(1)通过冲压半剪的方式，在板材上冲出柱体，但是柱体的尾端仍与板材相连；

(2)将柱体再次拍回板材内，使柱体与板材分离，形成支撑柱；

(3)将嵌有支撑柱的板材放入第一盖板的凹槽内，然后从第一盖板的外表面进行焊接，使支撑柱固定在第一盖板的凹槽底部，焊接完成后从凹槽内取出失去支撑柱的板材余料。

由此，采用半剪工艺确定在板材上冲压多个柱体，形成支撑柱的母体，半剪加工后，柱体与原板材并未分离，这是半剪工艺的加工方法决定的。从板材中突出的多个柱体的尾端与板材相连接，此时对柱体的顶端施力，将柱体拍回板材内，从而将柱体与板材相连接的尾端断开，柱体与板材可以彼此分离，脱离板材的柱体可作为支撑柱加工均热板的内部支撑结构。采用半剪与回拍的工艺加工支撑柱，柱体在这一过程中往返的路径相同，可以保证支撑柱的形状完好，并且在柱体被拍回板材的过程中，柱体表面与板材互相摩擦，可以保证支撑柱的表面光滑。将嵌有支撑柱的板材放入第一盖板的凹槽内，进行支撑柱与第一盖板的焊接，由此，板材起到了定位的作用，可以避免支撑柱的遗失，并且还可以确保支撑柱的焊接位点准确，进而保证均热板的品质。

在一些实施方式中，支撑柱采用冲压落料的方式加工。由此，可以采用一次冲压完成支撑柱的成型，加工简便，容易操作。

在一些实施方式中，支撑柱冲压落料的加工方法包括以下步骤：

(1)通过冲压落料的方式，在板材上冲出多个柱体散件，即为支撑柱；

(2)将多个支撑柱通过整列或其它的方式固定在定位治具中；

(3)将第一盖板与治具互相扣合，使治具嵌入第一盖板的凹槽内，凹槽底面与支撑柱接触；

(4)从第一盖板的外表面进行焊接，使支撑柱固定在第一盖板的凹槽底部，焊接完成后移除治具。

由此，采用冲压落料的方式，通过一次冲压便可加工多个支撑柱。并且，采用冲压落料的方式加工支撑柱，同一块板材所加工的支撑柱数量不受均热板内支撑柱的排列方式的限制，从而使同一块板材所加工的支撑柱数量增多，节约成本。通过治具对多个支撑柱进行定位处理，可以保证支撑柱的位置不发生偏移，定位精准，提高产品良率。

在一些实施方式中，支撑柱均匀分布。由此，可以保证加工成型的均热板内部空腔无支撑的空间均匀分布，在受到外界压力时，均热板的第一盖板与第二盖板受力均匀，避免变形。

在一些实施方式中，支撑柱的形状包含但不局限于圆柱形和方柱形。由此，可以使均热板有多种加工形式，满足不同需求。

在一些实施方式中，工质为纯水。在真空状态下，工质受热容易汽化，从而能够快速降温；温度降低后气态工质再次凝结，释放一定的热量，由此可以快速调节温度，达到均热的功能。

在一些实施方式中，第一盖板、第二盖板以及支撑柱均为金属材质。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。第一盖板与第二盖板以及支撑柱均为金属材质，焊接方便，并且结构稳固。

附图说明

图1为本发明实施例1的第一盖板与支撑柱结合的俯视图；

图2为本发明实施例1组装完成后沿A-A线的剖视示意图；

图3为本发明实施例1中支撑柱的加工工艺示意图；

图4为本发明实施例2的第一盖板与支撑柱结合的俯视图；

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；

图6为本发明实施例2支撑柱与第一盖板焊接的分解示意图。

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。需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“上侧”、“下侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

图1和图2示意性地显示了根据本发明的一种均热板。如图所示，该装置包括第一盖板10和第二盖板20。其中，第一盖板10的中部加工有凹槽11，凹槽11内均匀分布多个支撑柱32。支撑柱32为上下均匀的方柱形。第一盖板10的边缘加工为焊接边12，焊接边12与第二盖板20的边缘互相贴合，并且密封连接。第二盖板20与第一盖板10密封连接，使得凹槽11成为腔体，支撑柱32位于腔体内。在腔体内部还设有吸液芯40，吸液芯 40的一侧与第二盖板20的内侧相连接，另一侧与支撑柱32相连接。均热板内装有适量工质，并且处于真空状态。

本实施方式的均热板的制作方法如下：

步骤(1)：提供第一盖板10和第二盖板20；第一盖板10和第二盖板 20均为金属铜板。

利用冲床采用折弯成型的方式将第一盖板10内表面的中部冲压成方形凹槽11，并将第一盖板10的边缘折弯成台阶状，形成焊接边12。焊接边 12的一角预留一个小口，即注料口13，注料口13与凹槽11的内部相连通，可用于向腔体内部注料。

利用冲床采用冲压直接落料的方式将第二盖板20冲压成方形平板。

步骤(2)：焊接支撑柱32。

另外选取一块金属板材30，所选的板材30也为铜材。采用冲压落料的方式将所选板材30裁切为正好能够嵌入第一盖板10的凹槽11内的尺寸。

利用冲头50采用冲压半剪的方式在金属板材30的上侧进行冲压，在板材30上冲出多个均匀分布的柱体31，多个柱体31为上下均匀的方柱形。此时多个柱体31并未与板材30完全断开，柱体31的尾端尚与板材30的下侧边缘相连接，如图3(a)所示。

在板材30的上侧放置支撑板51，利用冲头50从板材30的下侧对多个柱体31施加向上的作用力，将突出板材30外侧的柱体31拍回板材30内，如图3(b)所示。在此过程中，柱体31上原本与板材30相连接的尾端断开，多个柱体31成为能够脱离板材30的支撑柱32。支撑板51可以防止支撑柱32脱离板材30。

柱体31被拍断后，仍旧嵌在板材30内，如图3(c)所示。将嵌有多个支撑柱32的板材30嵌入第一盖板10的凹槽11内，使得支撑柱32的一端与凹槽11的底部相连接。焊接头60在第一盖板10的外表面进行焊接，使支撑柱32固定在凹槽11的底部。焊接时注意将板材30稍稍远离凹槽11 的底部，避免将板材30与第一盖板10焊接在一起。支撑柱32与第一盖板10焊接时的分解图如图3(d)所示。

完成焊接后，从凹槽11内取出板材30的余料，从而得到了焊接有支撑柱32的第一盖板10。

步骤(3)：连接吸液芯40。

在第一盖板10的内表面烧结吸液芯40，将吸液芯40烧结在第一盖板 10连接的支撑柱32的顶面上。吸液芯40是金属或者非金属材料制成的毛细结构，其形状和尺寸与第一盖板10加工的凹槽11相匹配，使得吸液芯 40能够嵌入凹槽11内。

步骤(4)：将第一盖板10的焊接边12与第二盖板20的内表面互相贴合，凹槽11的顶部被第二盖板20封住形成腔体。吸液芯40的一侧烧结在支撑柱32的顶面上，另一侧与第二盖板20的内表面面接触。采用激光焊接的方式将第一盖板10与第二盖板20相接触的边缘沿焊接边12进行焊接，焊接边12使得第一盖板10与第二盖板20连接定位精准，提高产品良率。腔体通过注料口13与外界连通。

支撑柱32在腔体的内部起到支撑的作用，支撑柱32均匀分布，可以在腔体内部提供均匀的支撑力，在均热板受到外界作用力时，保持各部分受力均匀，防止变形。

步骤(5)：填充工质。

通过注料口13向腔体内填充适量工质，工质选用纯水或者其他常用工质。

步骤(6)：抽真空。

通过注料口13外接负压装置，抽取腔体内部的空气，使腔体内部处于真空状态。

步骤(7)：封堵注料口13并进行密封制成均热板。

在真空状态下，工质受热容易气化，从而可以在腔体内部的空间内进行扩散，并将吸收的热量通过均热板的管壁向外界扩散，从而达到散热的效果。释放热量后的工质再度液化，并在吸液芯40的毛细作用下，迅速返回受热端。如此循环，达到持续散热的功能。

实施例2

图4和图5示意性地显示了根据本发明的另一种均热板，与实施例1 的不同之处在于：第一盖板10、第二盖板20以及支撑柱32均为铝材。支撑柱32为圆柱形，并且支撑柱32与吸液芯40点接触。

本实施例的均热板在加工方法中与实施例1的不同之处在于：

步骤(2)中采用铝材加工支撑柱32，支撑柱32的加工采用冲压直接落料的方式，通过一步操作从板材30上冲压处多个圆柱形支撑柱32。如图6所示，支撑柱32可以放入治具70内。治具70上设有多个均匀分布的用于支撑柱32定位的孔，起到限位的作用，方便支撑柱32的定位。治具70 的形状与尺寸正好与第一盖板10上的凹槽11相配合，治具70可以嵌入凹槽11内。将冲压得到的支撑柱32散件通过整列或其它的方式放入治具70 中进行位置固定，将嵌有多个支撑柱32的治具70嵌入第一盖板10的凹槽 11内，使得多个支撑柱32的一端与凹槽11的底部相连接，焊接头60在第一盖板10的外表面进行焊接，将支撑柱32焊接在凹槽11内。焊接完成后，从凹槽11内取出治具70即可。

另外，本实施例中，步骤(3)中吸液芯40烧结在第二盖板20的内表面，吸液芯40的一侧烧结在第二盖板20上，另一侧与支撑柱32的顶端点接触。

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 (6)

1.一种均热板及其内部结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)提供第一盖板(10)和第二盖板(20)；采用压力加工工艺对第一盖板(10)进行拉伸，形成中部的凹槽(11)以及边缘的焊接边(12)；并在所述焊接边(12)上预留注料口(13)；第二盖板(20)采用冲压直接落料的方式加工为平板；

(2)在第一盖板(10)的凹槽(11)内焊接多个支撑柱(32)；所述支撑柱(32)采用半剪或冲压落料的方式加工而成；

(3)在第一盖板(10)的内壁上或者第二盖板(20)的内壁上附上吸液芯(40)；

(4)将第一盖板(10)与第二盖板(20)互相贴合，形成腔体，并使所述支撑柱(32)与所述吸液芯(40)均位于所述腔体的内部；将第一盖板(10)与第二盖板(20)沿焊接边(12)进行焊接；使所述腔体通过所述注料口(13)与外界连通；

(5)通过注料口(13)向腔体内填充工质；

(6)通过注料口(13)抽取腔体内部的空气，使腔体内部处于真空状态；

(7)封堵注料口(13)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，所述支撑柱(32)的加工方法包括以下步骤：

(1)通过冲压半剪的方式，在板材(30)上冲出柱体(31)，但是柱体(31)的尾端仍与板材(30)相连；

(2)将柱体(31)再次拍回板材(30)内，使柱体(31)与板材(30)分离，形成支撑柱(32)；

(3)将嵌有支撑柱(32)的板材(30)放入第一盖板(10)的凹槽(11)内，然后从第一盖板(10)的外表面进行焊接，使支撑柱(32)固定在第一盖板(10)的凹槽(11)底部，焊接完成后从凹槽(11)内取出失去支撑柱(32)的板材(30)余料。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑柱(32)的加工方法包括以下步骤：

(1)通过冲压落料的方式，在板材(30)上冲出多个柱体(31)散件，即为支撑柱(32)；

(2)将多个支撑柱(32)固定在定位治具(70)中；

(3)将第一盖板(10)与治具(70)互相扣合，使治具(70)嵌入第一盖板(10)的凹槽(11)内，凹槽(11)底面与支撑柱(32)接触；

(4)从第一盖板(10)的外表面进行焊接，使支撑柱(32)固定在第一盖板(10)的凹槽(11)底部，焊接完成移除治具(70)。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述支撑柱(32)均匀分布。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述支撑柱(32)的形状为圆柱形或方柱形。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一盖板(10)、所述第二盖板(20)以及所述支撑柱(32)均为金属材质。

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