CN111987059B - 一种均热板充注及封口结构及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种均热板充注及封口结构及方法。该结构包括充注结构及封口结构，二者与均热板一体成型；所述均热板的基本结构为均热板壳体和均热板腔体；所述充注结构包括充注头和充注流道，充注头设有与抽真空充注管路对接的螺纹接口，充注流道位于充注头和均热板内，将均热板腔体与外部连通；所述封口结构包括封口孔和过渡流道，封口孔位于充注流道的正上方，过渡流道设置于充注流道和均热板腔体之间。方法包括管路连接、抽真空、工质充注、封口密封、固化、外形处理的工艺步骤，实现了真空度、充注量的精确控制，封口密封效果好，保证了均热板的散热性能及成品率。本发明均热板充注及封口结构与方法使用效果好，扩展性强，具有广阔的应用前景。

Description

一种均热板充注及封口结构及方法
技术领域
本发明涉及均热板制作技术领域，特别是一种均热板充注及封口结构与方法。
背景技术
均热板作为一种新型散热元件，其基本结构是内部具有真空吸液芯腔室或毛细脉动热管回路的壳体，利用内部腔体相变工质的蒸发、冷凝以及吸液芯或毛细回路提供的工质循环驱动力，实现热量的快速传递、扩散，有效解决高热耗、高热流密度电子元器件的散热难题，在电子散热领域具有广阔的应用前景。
现有技术中，与均热板壳体和腔体结构设计及其制造方法相关的报道很多，而具体涉及充注及封口结构与方法的较少。均热板的充注及封口关系到均热板真空度、充注量的控制难易以及密封效果，是均热板生产制造的关键一环，决定了均热板散热性能的优劣以及成品率的高低。
现有的均热板充注及封口结构与方法存在着以下不足：1)充注结构与均热板不是一体成型，存在二次焊接；充注结构形式粗糙，与抽真空充注管路对接困难、不可靠，存在进气、漏液风险，使均热板的真空度、充注量难以控制；2)封口操作复杂、难度大，且存在密封效果差、甚至假密封的问题，最终导致真空失效，无法发挥均热板的散热效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一体成型、操作简单、密封可靠的均热板充注及封口结构及方法。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种均热板充注及封口结构，包括充注结构及封口结构，二者与均热板一体成型；所述均热板的基本结构为均热板壳体和均热板腔体；
所述充注结构包括充注头和充注流道，充注头设有与抽真空充注管路对接的螺纹接口，充注流道位于充注头和均热板内，将均热板腔体与外部连通；
所述封口结构包括封口孔和过渡流道，封口孔位于充注流道的正上方，过渡流道设置于充注流道和均热板腔体之间。
进一步地，充注头的螺纹接口设置为“1/4”SAE螺纹配合密封锥面”或“M12×1.25配合密封锥面”的结构形式。
进一步地，封口孔直径为2～3mm，封口前封口孔与充注流道不连通，封口孔底部到充注流道间的壁厚为0.3～0.5mm。
进一步地，充注完成后，封口胶通过封口孔，在均热板腔体负压的作用下进入充注流道及过渡流道，实现均热板的密封。
进一步地，所述充注流道与过渡流道截面相同，水力直径为1～1.5mm。
进一步地，所述封口胶采用环氧树脂胶。
一种均热板充注及封口方法，步骤如下：
步骤1，管路连接：将充注头与抽真空充注管路端口连接，抽真空充注管路通过三通阀门，一端与真空泵连接，另一端与工质容器连接；其中与工质容器连通的管路排空气体，使管内充满工质；此时，充注头与真空泵、工质容器均处于连通断开状态；
步骤2，抽真空：旋转阀门把手，将充注头与真空泵连通，对均热板进行抽真空，当腔体真空度小于等于2Pa时，旋转阀门把手，断开充注头与真空泵的连通；
步骤3，工质充注：旋转阀门把手，将充注头与工质容器连通，此时工质在均热板腔体负压的作用下，自动注入腔体；通过容器内工质量的变化控制均热板的充注量；充注完成后，旋转阀门把手，断开充注头与工质容器的连通；
步骤4，封口密封：将封口胶混合均匀，填充并堆积到封口孔内及周边；用锥子针搅拌封口孔内封口胶，排空封口孔内气泡，而后将充满封口胶的封口孔与充注流道间的薄壁捅穿；封口胶在均热板腔体负压的作用下进入充注流道及过渡流道，实现均热板的密封；
步骤5，固化：将封口后的均热板加热保温，进行封口胶的固化；
步骤6，外形处理：封口胶固化后，去除充注头，并将封口孔外固化的封口胶打磨平整，即完成均热板的充注及封口。
进一步地，步骤5中所述的固化，具体为：将封口后的均热板置于40℃～50℃的环境中加热保温，进行封口胶的固化。
本发明与现有技术相比，其显著优点为：
1)一体成型：充注及封口结构与均热板一体焊后加工成型，不存在充注结构的二次焊接，避免了均热板充注及封口的薄弱环节；
2)对接简单：充注头螺纹接口标准化设计，可直接与空调加氟管对接；
3)封口可靠：在封口孔与充注流道间的薄壁捅穿瞬间，利用封口胶隔绝空气，并通过均热板腔体负压，将封口胶吸入充注流道，实现了真空在线密封；同时，在充注流道与均热板腔体间设置过渡流道，在保证密封效果的前提下，避免封口胶进入均热板腔体，从而影响相变工质的循环流动。
附图说明
图1是本发明均热板充注及封口结构的示意图。
图2是本发明均热板充注及封口结构的封口胶固化状态示意图。
图3是均热板最终外形示意图。
图中标号：1-均热板，2-均热板壳体，3-均热板腔体；4-充注结构，4-1-充注头，4-2-充注流道；5-封口结构，5-1-封口孔，5-2-过渡流道；6-封口胶。
具体实施方式
本发明一种均热板充注及封口结构，包括充注结构4及封口结构5，二者与均热板1一体成型；所述均热板1的基本结构为均热板壳体2和均热板腔体3；
所述充注结构4包括充注头4-1和充注流道4-2，充注头4-1设有与抽真空充注管路对接的螺纹接口，充注流道4-2位于充注头4-1和均热板1内，将均热板腔体3与外部连通；
所述封口结构5包括封口孔5-1和过渡流道5-2，封口孔5-1位于充注流道4-2的正上方，过渡流道5-2设置于充注流道4-2和均热板腔体3之间。
进一步地，充注头4-1的螺纹接口设置为“1/4”SAE螺纹配合密封锥面”或“M12×1.25配合密封锥面”的结构形式。
进一步地，封口孔5-1直径为2～3mm，封口前封口孔5-1与充注流道4-2不连通，封口孔5-1底部到充注流道4-2间的壁厚为0.3～0.5mm。
进一步地，充注完成后，封口胶6通过封口孔5-1，在均热板腔体3负压的作用下进入充注流道4-2及过渡流道5-2，实现均热板1的密封。
进一步地，所述充注流道4-2与过渡流道5-2截面相同，水力直径为1～1.5mm。
进一步地，所述封口胶6采用环氧树脂胶。
本发明一种均热板充注及封口方法，步骤如下：
步骤1，管路连接：将充注头4-1与抽真空充注管路端口连接，抽真空充注管路通过三通阀门，一端与真空泵连接，另一端与工质容器连接；其中与工质容器连通的管路排空气体，使管内充满工质；此时，充注头4-1与真空泵、工质容器均处于连通断开状态；
步骤2，抽真空：旋转阀门把手，将充注头4-1与真空泵连通，对均热板1进行抽真空，当腔体3真空度小于等于2Pa时，旋转阀门把手，断开充注头4-1与真空泵的连通；
步骤3，工质充注：旋转阀门把手，将充注头4-1与工质容器连通，此时工质在均热板腔体3负压的作用下，自动注入腔体3；通过容器内工质量的变化控制均热板1的充注量；充注完成后，旋转阀门把手，断开充注头4-1与工质容器的连通；
步骤4，封口密封：将封口胶6混合均匀，填充并堆积到封口孔5-1内及周边；用锥子针搅拌封口孔5-1内封口胶6，排空封口孔5-1内气泡，而后将充满封口胶6的封口孔5-1与充注流道4-2间的薄壁捅穿；封口胶6在均热板腔体3负压的作用下进入充注流道4-2及过渡流道5-2，实现均热板1的密封；
步骤5，固化：将封口后的均热板1加热保温，进行封口胶6的固化；
步骤6，外形处理：封口胶6固化后，去除充注头4-1，并将封口孔5-1外固化的封口胶6打磨平整，即完成均热板1的充注及封口。
进一步地，步骤5中所述的固化，具体为：将封口后的均热板1置于40℃～50℃的环境中加热保温，进行封口胶6的固化。
本发明充注头采用标准化设计，可直接与空调加氟管对接；充注流道、封口孔及过渡流道的特殊设计，使封口操作简单、可靠。本发明提供的一种均热板充注及封口方法，包括管路连接、抽真空、工质充注、封口密封、固化、外形处理的工艺步骤，实现了真空度、充注量的精确控制，封口密封效果好，保证了均热板好的散热性能及高的成品率。
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
实施例
如图1所示，一种均热板充注及封口结构，均热板1的基本结构为均热板壳体2和均热板腔体3，均热板壳体2外侧可以是平板，也可以是风冷肋片、液冷冷板形式，均热板腔体3可以是吸液芯腔室形式，也可以是毛细脉动热管回路形式。均热板1的充注结构4及封口结构5在焊前是均热板1盖板或底板的一部分，通过真空铝钎焊或扩散焊等焊接为一体，焊后加工成型。
充注结构4包括充注头4-1和充注流道4-2。充注头4-1设有与抽真空充注管路对接的螺纹接口，螺纹接口设计为“1/4”SAE螺纹配合密封锥面”或“M12×1.25配合密封锥面”的结构形式，以便直接利用空调英制/公制加氟管，实现充注头4-1螺纹接口的标准化设计，对接简单、气密可靠。充注流道4-2位于充注头4-1和均热板1内，将均热板腔体3与外部连通。
封口结构5包括封口孔5-1和过渡流道5-2。封口孔5-1位于充注流道4-2的正上方，直径为2～3mm，封口前，封口孔5-1与充注流道4-2不连通，封口孔5-1底部到充注流道4-2间的壁厚为0.3～0.5mm。过渡流道5-2介于充注流道4-2和均热板腔体3之间，防止封口胶6通过充注流道4-2直接进入均热板腔体3，从而影响腔体3内相变工质的循环流动。
充注流道4-2与过渡流道5-2截面相同，水力直径为1～1.5mm，以利用流道的毛细阻力，防止封口胶6被均热板腔体3负压过多吸入。其中，封口胶6采用铸工胶等高强度环氧树脂胶，具备强度高、耐高温、固化时间短、充分固化后允许再加工及表面处理的特性。
结合图1～3，一种均热板充注及封口方法的操作步骤如下：
步骤1，管路连接：将充注头4-1与抽真空充注管路端口连接，抽真空充注管路通过三通阀门，一端与真空泵连接，另一端与工质容器连接；其中，与工质容器连通的管路应排空气体，使管内充满工质。此时，充注头4-1与真空泵、工质容器均处于连通断开状态。
步骤2，抽真空：旋转阀门把手，将充注头4-1与真空泵连通，对均热板1进行抽真空，当腔体3真空度小于等于2Pa时，旋转阀门把手，断开充注头4-1与真空泵的连通。
步骤3，工质充注：旋转阀门把手，将充注头4-1与工质容器连通，此时工质在均热板腔体3负压的作用下，自动注入腔体3；通过容器内工质量的变化精确控制均热板1的充注量；充注完成后，旋转阀门把手，断开充注头4-1与工质容器的连通。
步骤4，封口密封：将封口胶6混合均匀，填充并堆积到封口孔5-1内及周边；用锥子针搅拌封口孔5-1内封口胶6，排空封口孔5-1内气泡，而后将充满封口胶6的封口孔5-1与充注流道4-2间的薄壁捅穿；封口胶6在均热板腔体3负压的作用下进入充注流道4-2及过渡流道5-2，实现均热板1的密封。
步骤5，固化：将封口后的均热板1置于50℃的环境中加热保温，以加速封口胶6的固化。
步骤6，外形处理：等封口胶6充分固化后，加工去除充注头4-1，并将封口孔5-1外固化的封口胶6打磨平整，修平表面，即可完成均热板1的充注及封口。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种均热板充注及封口结构，其特征在于，包括充注结构(4)及封口结构(5)，二者与均热板(1)一体成型；所述均热板(1)的基本结构为均热板壳体(2)和均热板腔体(3)；
所述充注结构(4)包括充注头(4-1)和充注流道(4-2)，充注头(4-1)设有与抽真空充注管路对接的螺纹接口，充注流道(4-2)位于充注头(4-1)和均热板(1)内，将均热板腔体(3)与外部连通；
所述封口结构(5)包括封口孔(5-1)和过渡流道(5-2)，封口孔(5-1)位于充注流道(4-2)的正上方，过渡流道(5-2)设置于充注流道(4-2)和均热板腔体(3)之间。
2.根据权利要求1所述的均热板充注及封口结构，其特征在于，充注头(4-1)的螺纹接口设置为“1/4”SAE螺纹配合密封锥面”或“M12×1.25配合密封锥面”的结构形式。
3.根据权利要求1所述的均热板充注及封口结构，其特征在于，封口孔(5-1)直径为2～3mm，封口前封口孔(5-1)与充注流道(4-2)不连通，封口孔(5-1)底部到充注流道(4-2)间的壁厚为0.3～0.5mm。
4.根据权利要求1所述的均热板充注及封口结构，其特征在于，充注完成后，封口胶(6)通过封口孔(5-1)，在均热板腔体(3)负压的作用下进入充注流道(4-2)及过渡流道(5-2)，实现均热板(1)的密封。
5.根据权利要求4所述的均热板充注及封口结构，其特征在于，所述充注流道(4-2)与过渡流道(5-2)截面相同，水力直径为1～1.5mm。
6.根据权利要求4所述的均热板充注及封口结构，其特征在于，所述封口胶(6)采用环氧树脂胶。
7.一种均热板充注及封口方法，其特征在于，步骤如下：
步骤1，管路连接：将充注头(4-1)与抽真空充注管路端口连接，抽真空充注管路通过三通阀门，一端与真空泵连接，另一端与工质容器连接；其中与工质容器连通的管路排空气体，使管内充满工质；此时，充注头(4-1)与真空泵、工质容器均处于连通断开状态；
步骤2，抽真空：旋转阀门把手，将充注头(4-1)与真空泵连通，对均热板(1)进行抽真空，当腔体(3)真空度小于等于2Pa时，旋转阀门把手，断开充注头(4-1)与真空泵的连通；
步骤3，工质充注：旋转阀门把手，将充注头(4-1)与工质容器连通，此时工质在均热板腔体(3)负压的作用下，自动注入腔体(3)；通过容器内工质量的变化控制均热板(1)的充注量；充注完成后，旋转阀门把手，断开充注头(4-1)与工质容器的连通；
步骤4，封口密封：将封口胶(6)混合均匀，填充并堆积到封口孔(5-1)内及周边；用锥子针搅拌封口孔(5-1)内封口胶(6)，排空封口孔(5-1)内气泡，而后将充满封口胶(6)的封口孔(5-1)与充注流道(4-2)间的薄壁捅穿；封口胶(6)在均热板腔体(3)负压的作用下进入充注流道(4-2)及过渡流道(5-2)，实现均热板(1)的密封；
步骤5，固化：将封口后的均热板(1)加热保温，进行封口胶(6)的固化；
步骤6，外形处理：封口胶(6)固化后，去除充注头(4-1)，并将封口孔(5-1)外固化的封口胶(6)打磨平整，即完成均热板(1)的充注及封口。
8.根据权利要求7所述的均热板充注及封口方法，其特征在于，步骤5中所述的固化，具体为：将封口后的均热板(1)置于40℃～50℃的环境中加热保温，进行封口胶(6)的固化。
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