CN112795910A - 一种均温板制作方法及均温板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种均温板制作方法及均温板,该均温板制作方法由盖板获取步骤、盖板钝化步骤、毛细结构获取步骤和盖板固定步骤组合而成,在以钢片为原材料制作的第一盖板和第二盖板的表面形成一层致密的钝化膜,而后在钝化膜表面设置毛细结构,最后盖合第一盖板和第二盖板形成封闭内腔,密闭内腔内填充冷却介质,毛细结构收容于密闭内腔;由该方法制作的均温板由于在均温板的表面钝化形成有一层致密的钝化膜,在均温板应用过程中可以降低钢材与水的反应,延长其使用寿命。

Description

一种均温板制作方法及均温板
【技术领域】
本发明属于热传导技术领域,涉及一种均温板制作方法及均温板。
【背景技术】
随着科技发展的日新月异以及电子产品的日益薄型化,人们研发出许多类型的均温板来对电子发热元件进行导散热。
目前所使用的均温板材料多为铜和铜合金,材料强度和支撑效果欠佳,难以实现超薄化,而钢材作为高强度的支撑材料用于均温板在使用过程中会产生非凝结性气体,无法直接使用,必须在盖板内侧进行化学或物理处理,虽然现有技术提出在表面覆盖铜层来改善这一问题,但由于铜和钢材之间会形成原电池从而加速钢材与水的反应,须镀覆一层无孔厚铜才能有效防御,该方案也因此增加了均温板生产成本。
目前对于采用钢材作为均温板材料尚未有较好的解决方案
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是:本发明提供一种均温板制作方法及均温板,在均温板的第一盖板和/或第二盖板表面过渡金属化合物钝化膜,以弥补钢材类均温板的应用缺陷,为均温板的超薄化提供一种简单可行的方案。
为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
本发明提供一种均温板制作方法,所述制作方法包括:
盖板获取步骤:获取由钢片制成的第一盖板和第二盖板;
盖板钝化步骤:将所述第一盖板和/或所述第二盖板置于钝化液中进行钝化处理,得到表面附有钝化膜结构的第一盖板和/或所述第二盖板,所述钝化液包括浓度为3~15g/L的过渡金属化合物、0~20g/L的磷酸/磷酸钠、0~10ml/L的硝酸、0~8g/L的植酸/植酸钠、0~7g/L的酒石酸/酒石酸钾钠、0~5g/L的柠檬酸/柠檬酸钠和0.5~5g/L的表面活性剂;
毛细结构获取步骤:在所述第一盖板的钝化膜表面或所述第二盖板的钝化膜表面设置毛细结构;
盖板固定步骤:将所述第一盖板与所述第二盖板盖合并固定连接,以形成封闭内腔,所述毛细结构收容于所述封闭内腔中,所述封闭内腔中填充有冷却介质。
作为优选地,所述第一盖板和所述第二盖板为由厚度在0.05~0.4mm之间的钢片制成。
作为优选地,所述过渡金属化合物包括硫酸锌、钼酸钠、钨酸钠中的至少一种。
作为优选地,所述表面活性剂为非离子型表面活性剂,包括聚乙烯醇、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚乙二醇400~2000中的至少一种。
作为优选地,所述钝化液中还包括0.01~5g/L的稀土化合物,所述稀土化合物为铈盐、镧盐、镨盐、钕盐中的至少一种。
作为优选地,所述盖板钝化步骤中所述钝化液的溶液温度为40~60℃,钝化处理时间为5~30min。
作为优选地,所述盖板钝化步骤之后还包括:将钝化处理后的所述第一盖板和/或所述第二盖板在80℃-100℃的温度下干燥处理5min-15min。
作为优选地,所述盖板钝化步骤之前还包括:
对所述第一盖板和/或所述第二盖板进行除油处理、酸洗处理以及活化处理中的一种或多种处理。
作为优选地,所述除油处理具体包括:
将所述第一盖板和/或所述第二盖板置于温度为70~80℃的除油溶液中浸泡20-30min,所述除油溶液包括浓度为10~50g/L的氢氧化钠、10~50g/L的碳酸钠、1~5ml/L的OP乳化剂,而后用纯水清洗干净。
作为优选地,所述酸洗处理具体包括:
将所述第一盖板和/或所述第二盖板置于温度为20~40℃的酸洗溶液中浸泡1~2min,所述酸洗溶液包括体积分数为20~30%的盐酸和浓度为3~5g/L的若丁,而后用纯水清洗干净。
作为优选地,所述活化处理具体包括:
将所述第一盖板和/或所述第二盖板置于15℃-30℃的活化溶液中浸泡0.5~1min,所述活化溶液包括体积分数为10~20%盐酸和浓度为5~10g/L乙酸,取出后用纯水冲洗。
本发明提供一种均温板,所述均温板由上述的均温板制作方法制作形成。
本发明的有益效果在于:本发明采用钢材作为均温板的盖板,能够有效提高均温板盖板的材料强度和支撑效果;在对均温板第一盖板和/或第二盖板进行钝化处理后,在第一盖板和/或第二盖板表面形成一层结合力良好的致密的过渡金属化合物钝化膜,在均温板应用过程中能够降低钢材与水的反应,延长其使用寿命。
【附图说明】
图1为本发明均温板制作方法的流程图;
图2为本发明均温板整体结构图;
图3为沿图2所示A-A方向的剖视图;
图4为本发明均温板的分解图;
其中:100-均温板;10-下盖板;101-支撑柱;20-上盖板;30-毛细结构;40-钝化膜。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
本发明一方面提供一种均温板的制作方法,旨在通过在均温板表面生成一层致密的钝化膜来阻隔水蒸气的侵蚀,参阅图1所示的均温板制作方法流程图,该制作方法包括:
盖板获取步骤101:获取由钢片制成的第一盖板和第二盖板。
具体地,提供有两片厚度在0.05~0.4mm之间的钢片,对两片钢片进行蚀刻或冲压处理得到均温板的第一盖板和第二盖板,超薄厚度的盖板减小了均温板的体积,同时满足均温板的材料支撑强度。
盖板钝化步骤102:将第一盖板和/或第二盖板置于钝化液中进行钝化处理,得到表面附有钝化膜结构的第一盖板和/或第二盖板。
具体地,将第一盖板和/或第二盖板放置于溶液温度为40~60℃的钝化液中钝化处理5~30min。钝化液包括浓度为3~15g/L的过渡金属化合物、0~20g/L的磷酸/磷酸钠、0~10ml/L的硝酸、0~8g/L的植酸/植酸钠、0~7g/L的酒石酸/酒石酸钾钠、0~5g/L的柠檬酸/柠檬酸钠和0.5~5g/L的表面活性剂;其中过渡金属化合物包括硫酸锌、钼酸钠、钨酸钠中的至少一种,钼、钨与铬同族,可在基体表面发生类似铬酸盐钝化的反应,形成网状的混合氧化膜或配合物膜而起到防护作用;而锌离子外层也具有许多空轨道,易与带负电物质形成氧化物或配合物膜附着表面;磷酸盐、硝酸盐同样具备辅助功能,而有机羧酸和有机磷酸的加入起到了协同作用,能够促进多聚配合物的生成,少量的添加即可改善钝化膜的质量;表面活性剂起到润湿表面、分散有机添加剂提高溶解度的作用,加强有机添加剂的功效,促进过渡金属离子与有机物的配位,提高膜层的吸附性和完整度,优选地,表面活性剂为非离子型表面活性剂,包括聚乙烯醇、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚乙二醇400~2000中的至少一种。
需要说明的是,在钝化液中还可以加入0.01~5g/L的稀土化合物,稀土化合物为铈盐、镧盐、镨盐、钕盐中的至少一种,使其联合钝化成膜效果优于单一的过渡金属钝化效果。
在盖板钝化步骤102之前还包括对第一盖板和/或第二盖板进行除油处理、酸洗处理以及活化处理中的一种或多种处理。
其中,对第一盖板和/或第二盖板进行除油处理具体包括:将第一盖板和/或第二盖板置于温度为70~80℃的除油溶液中浸泡20-30min,该除油溶液包括浓度为10~50g/L的氢氧化钠、10~50g/L的碳酸钠、1~5ml/L的OP乳化剂,而后立即用纯水清洗干净。该步骤是为了去除第一盖板和/或第二盖板表面油污,使表面完全亲水。组成成分中氢氧化钠和碳酸钠浓度过低时脱脂力度不够,难以将油污完全去除,影响后期电镀的均匀性和结合力,导致表面发花、焊接不良等缺陷,浓度过高时润湿性差,且会对盖板造成损伤;OP乳化剂作为表面活性剂,提高其分散性和润湿性,有利于增强脱脂能力,过低时效果不佳,过高时易残留表面难以清洗。
对第一盖板和/或第二盖板进行酸洗处理具体包括:将第一盖板和/或第二盖板置于温度为20~40℃的酸洗溶液中浸泡1~2min,该酸洗溶液包括体积分数为20~30%的盐酸和浓度为3~5g/L的若丁,而后用纯水立即清洗干净。该步骤是为了去除第一盖板和/或第二盖板表面的氧化皮。盐酸对不锈钢氧化皮的清除能力较强,浓度过低时所需时间较长,效率低下,浓度过高时会导致表面过腐蚀,温度过高时也会加速腐蚀,因此不宜高于40℃;为了避免过腐蚀、抑制酸雾,可在其中加入适量的若丁等缓蚀剂,缓蚀剂含量过低过高都会影响酸洗效率。
对盖板进行活化处理具体包括:将第一盖板和/或第二盖板置于温度为15-30℃的活化溶液中浸泡0.5~1min,该活化溶液包括体积分数为10~20%盐酸和浓度为5~10g/L乙酸,取出后用纯水冲洗干净。该步骤是为了提高表面活性,保证钝化层和盖板之间的结合力。活化液的酸度不宜过高且时间不宜过长,因为经过酸洗后氧化层已经没有或很薄,酸度过高或时间过长会导致过腐蚀,影响盖板性能,最好保持在较低浓度(<20%)并辅以一定的乙酸,降低氯离子的侵蚀,但为了保证效果浓度也不宜过低(<10%),尤其当酸洗和钝化之间停留时间较长时。优选的,为了获得更好的钝化处理效果,可以对第一盖板和/或第二盖板依序进行除油处理、酸洗处理以及活化处理。
在盖板钝化步骤102之后还包括将钝化处理后的第一盖板和/或第二盖板在80℃-100℃的温度下干燥处理5min-15min,进一步提高钝化膜与盖板的结合力。
毛细结构获取步骤103:在所述第一盖板的钝化膜表面或所述第二盖板的钝化膜表面设置毛细结构;该毛细结构为金属丝编织或金属粉烧结或表面电化学沉积的多孔或网状结构,毛细结构为铜、铜合金中的一种。
盖板固定步骤104:将第一盖板与第二盖板盖合并固定连接,以形成封闭内腔,毛细结构收容于封闭内腔中,在封闭内腔中填充有冷却介质。
通过上述的制作方法,本发明在钢片制成的第一盖板和/或第二盖板上制备了厚度在10nm-100nm的过渡金属化合物钝化膜,大幅提升了钢片的耐蚀性,使易受水蒸气侵蚀的铁元素被完全覆盖,有利于抑制铁-水反应以及铁-铜之间所引发的原电池反应,从而提高均温板的使用寿命约3~10倍。
下面为本发明具体实施例的实施步骤:
实施例1
提供有两片厚度在0.2mm的钢片,对两片钢片进行蚀刻处理得到均温板的第一盖板和第二盖板。
将第一盖板和/或第二盖板置于温度为80℃的除油溶液中浸泡30min,除油溶液包括浓度为15g/L的氢氧化钠、30g/L的碳酸钠、5ml/L的OP乳化剂,而后立即用纯水清洗干净。
将除油干净的第一盖板和/或第二盖板置于温度为25℃的酸洗溶液中浸泡2min,酸洗溶液包括体积分数为20%的盐酸和浓度为5g/L的若丁,而后立即用纯水清洗干净。
将酸洗过的第一盖板和/或第二盖板置于温度为25℃的活化溶液中浸泡30s,其活化溶液包括体积分数为15%盐酸和浓度为5g/L乙酸,取出后用纯水冲洗干净。
将活化处理后的第一盖板和/或第二盖板置于溶液温度为45℃的钝化液中浸泡5min,其钝化液包括浓度为5g/L的硫酸锌、10ml/L的硝酸、2g/L的植酸、5g/L的酒石酸和1g/L的聚乙烯醇;取出用纯水清洗多余溶液,然后放入90℃干燥箱中烘干12min后得到表面附有钝化膜结构的盖板。
在第一盖板的钝化膜表面或第二盖板的钝化膜表面设置毛细结构。将第一盖板与第二盖板盖合并焊接固定,以形成封闭内腔,毛细结构收容于封闭内腔中,在封闭内腔中填充有冷却介质。
实施例2
实施例2的盖板获取步骤、除油处理、酸洗处理以及活化处理步骤与实施例1相同,在此不再赘述。
将活化处理后的第一盖板和/或第二盖板放置于溶液温度为60℃的钝化液中浸泡20min,钝化液的pH值为5.5,该钝化液包括浓度为8g/L的钼酸钠、16g/L的磷酸钠、5g/L的柠檬酸钠和2g/L的聚乙烯醇;取出用纯水清洗多余溶液,然后放入80℃干燥箱中烘干15min后得到表面附有钝化膜结构的盖板。
在第一盖板的钝化膜表面或第二盖板的钝化膜表面设置毛细结构。
将第一盖板与第二盖板盖合并焊接固定,以形成封闭内腔,毛细结构收容于封闭内腔中,在封闭内腔中填充有冷却介质。
实施例3
实施例3的盖板获取步骤、除油处理、酸洗处理以及活化处理步骤与实施例1相同,在此不再赘述。
将活化处理后的第一盖板和/或第二盖板放置于溶液温度为40℃的钝化液中浸泡30min,钝化液的pH值为9,其钝化液包括浓度为10g/L的钨酸钠、8g/L的植酸钠、5g/L的柠檬酸钠和0.5g/L的聚乙烯醇;取出用纯水清洗多余溶液,然后放入80℃干燥箱中烘干15min后得到表面附有钝化膜结构的第一盖板和/或第二盖板。
在第一盖板的钝化膜表面或第二盖板的钝化膜表面设置毛细结构。
将第一盖板与第二盖板盖合并焊接固定,以形成封闭内腔,毛细结构收容于封闭内腔中,在封闭内腔中填充有冷却介质。
实施例4
实施例4的盖板获取步骤、除油处理、酸洗处理以及活化处理步骤与实施例1相同,在此不再赘述。
将活化处理后的第一盖板和/或第二盖板放置于溶液温度为25℃的钝化液中浸泡15min,钝化液的pH值为3.8,其该钝化液包括浓度为15g/L的硫酸锌、8ml/L的硝酸、7g/L的磷酸、1.3g/L的聚乙烯醇和0.5g/L的硫酸镧;取出用纯水清洗多余溶液,然后放入80℃干燥箱中烘干15min后得到表面附有钝化膜结构的第一盖板和/或第二盖板。
在第一盖板的钝化膜表面或第二盖板的钝化膜表面设置毛细结构。
将第一盖板与第二盖板盖合并焊接固定,以形成封闭内腔,毛细结构收容于封闭内腔中,在封闭内腔中填充有冷却介质。
表1为实施例1-实施例4主要性能比较。
表1
实施例 钝化膜厚度 结合力 耐点蚀性能
1 40-50nm 合格 3.5-4h
2 55-65nm 合格 5-6h
3 80-90nm 合格 6-7h
4 50-60nm 合格 7.5-8h
空白(未处理) / / 1h
在本发明中,钝化膜与钢片之间的结合力是通过阴极试验和耐蚀性测试联合进行评估的,将钝化后的钢片放在5%的氢氧化钠溶液中作为阴极,不锈钢为阳极,操作温度为90°,使用10A/dm2的电流进行15min的电解处理,结合力差的钝化膜在处理后会与钢片剥离、脱落,导致在后续的耐点蚀测试中迅速出现蓝点(一般在5min以内)。本发明获得的钝化膜在上述电解处理后并未出现脱落现象,且通过了耐点蚀测试,说明钝化膜与钢片结合紧密。
耐点蚀性能测试采用的是铁氰化钾(10g/L)和氯化钠(20g/L)的混合液,用滴管将溶液滴在待测样品表面,收集颜色完全变透明的时间作为耐点蚀性能的一种表征。
由此可见,本发明钝化膜大幅提升了钢片的耐蚀性,使易受水蒸气侵蚀的铁元素被完全覆盖,有利于抑制铁-水反应以及铁-铜之间所引发的原电池反应,从而提高均温板的使用寿命。
本发明另一方面提供一种均温板100,该均温板采用上述均温板制作方法制成,如图2-图4所示,均温板包括第一盖板10以及与第一盖板10相对设置且盖设于第一盖板10上的第二盖板20,在第二盖板20表面设置有毛细结构30,第一盖板上设置有与毛细结构30相抵接的支撑柱101,第一盖板10和第二盖板20表面附有一层钝化膜40,。
综上所述,本发明提供的一种均温板在对均温板第一盖板和/或第二盖板进行钝化处理后,在第一盖板和/或第二盖板表面形成一层结合力良好的致密的过渡金属化合物钝化膜,在均温板应用过程中能够降低钢材与水的反应,延长其使用寿命。
以上所述的仅是本发明的实施方式,在此应当指出,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,还可以做出改进,但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种均温板制作方法,其特征在于,所述制作方法包括:
盖板获取步骤:获取由钢片制成的第一盖板和第二盖板;
盖板钝化步骤:将所述第一盖板和/或所述第二盖板置于钝化液中进行钝化处理,得到表面附有钝化膜结构的第一盖板和/或所述第二盖板,所述钝化液包括浓度为3~15g/L的过渡金属化合物、0~20g/L的磷酸/磷酸钠、0~10ml/L的硝酸、0~8g/L的植酸/植酸钠、0~7g/L的酒石酸/酒石酸钾钠、0~5g/L的柠檬酸/柠檬酸钠和0.5~5g/L的表面活性剂;
毛细结构获取步骤:在所述第一盖板的钝化膜表面或所述第二盖板的钝化膜表面设置毛细结构;
盖板固定步骤:将所述第一盖板与所述第二盖板盖合并固定连接,以形成封闭内腔,所述毛细结构收容于所述封闭内腔中,所述封闭内腔中填充有冷却介质。
2.如权利要求1所述的均温板制作方法,其特征在于,所述第一盖板和所述第二盖板为由厚度在0.05~0.4mm之间的钢片制成。
3.如权利要求1所述的均温板制作方法,其特征在于,所述过渡金属化合物包括硫酸锌、钼酸钠、钨酸钠中的至少一种。
4.如权利要求1所述的均温板制作方法,其特征在于,所述表面活性剂为非离子型表面活性剂,包括聚乙烯醇、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚乙二醇400~2000中的至少一种。
5.如权利要求1所述的均温板制作方法,其特征在于,所述钝化液中还包括0.01~5g/L的稀土化合物,所述稀土化合物为铈盐、镧盐、镨盐、钕盐中的至少一种。
6.如权利要求1所述的均温板制作方法,其特征在于,所述盖板钝化步骤中所述钝化液的溶液温度为40~60℃,钝化处理时间为5~30min。
7.如权利要求1所述的均温板制作方法,其特征在于,所述盖板钝化步骤之后还包括:将钝化处理后的所述第一盖板和/或所述第二盖板在80℃-100℃的温度下干燥处理5min-15min。
8.如权利要求1所述的均温板制作方法,其特征在于,所述盖板钝化步骤之前还包括:
对所述第一盖板和/或所述第二盖板进行除油处理、酸洗处理以及活化处理中的一种或多种处理。
9.如权利要求8所述的均温板制作方法,其特征在于,所述除油处理具体包括:
将所述第一盖板和/或所述第二盖板置于温度为70~80℃的除油溶液中浸泡20-30min,所述除油溶液包括浓度为10~50g/L的氢氧化钠、10~50g/L的碳酸钠、1~5ml/L的OP乳化剂,而后用纯水清洗干净。
10.如权利要求8所述的均温板制作方法,其特征在于,所述酸洗处理具体包括:
将所述第一盖板和/或所述第二盖板置于温度为20~40℃的酸洗溶液中浸泡1~2min,所述酸洗溶液包括体积分数为20~30%的盐酸和浓度为3~5g/L的若丁,而后用纯水清洗干净。
11.如权利要求8所述的均温板制作方法,其特征在于,所述活化处理具体包括:
将所述第一盖板和/或所述第二盖板置于15℃-30℃的活化溶液中浸泡0.5~1min,所述活化溶液包括体积分数为10~20%盐酸和浓度为5~10g/L乙酸,取出后用纯水冲洗。
12.一种均温板,其特征在于,所述均温板由权利要求1-11任一项所述的均温板制作方法制作形成。
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