CN114608366A - 一种适用于压力电阻焊的均温板及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种适用于压力电阻焊的均温板及其加工方法,该均温板包括上板、下板、支撑结构、毛细结构和相变介质,所述上板和下板之间形成一腔室,所述支撑结构和毛细结构设置于所述腔室内,所述相变介质注入于所述腔室内,所述支撑结构一端上设置有一凸台,所述支撑结构借由所述凸台与上板或下板通过压力电阻焊连接。本发明实施例通过在支撑结构上设置凸台,使得支撑结构能够借由凸台与上板或下板通过压力电阻焊连接,从而简化了支撑结构的固定工艺,节约了能耗,并降低了制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及均温板设计加工技术,尤其涉及一种适用于压力电阻焊的均温板及其加工方法。
背景技术
均温板作为当前散热行业最强大的传热元件,其导热能力可高达纯铜导热能力的数百倍,通过在全封闭真空腔内循环介质的汽、液相变来传递热量。在电子、通讯、汽车、照明等行业中广泛应用。
传统均温板支撑结构常见为实心柱状体,或预制孔隙柱状体。常规均温板支撑结构柱状体形状为规则圆柱型,上下平面形状相同。柱状体支撑结构与均温板的上板或下板其中之一通过钎焊或扩散焊方式组合。
钎焊方式组合是将钎焊剂涂抹于支撑结构柱状体顶端再将上板或下板使用夹具组合后高温钎焊使之相连。扩散焊方式是将支撑结构柱状体与上板或下板使用夹具结合后通过长时间高温高压使结合面产生原子互溶使之相连。以上两种方式都存在工序复杂、模治具成本高、设备成本高、效率低、周期长、高能耗等缺点。
因此,亟需提出一种新的均温板支撑结构的固定方式以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加工成本更低、加工效率更高的适用于压力电阻焊的均温板及其加工方法。
以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览,并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。
根据本发明的一方面,提供了一种适用于压力电阻焊的均温板,包括上板、下板、支撑结构、毛细结构和相变介质,所述上板和下板之间形成一腔室,所述支撑结构和毛细结构设置于所述腔室内,所述相变介质注入于所述腔室内,所述支撑结构一端上设置有一凸台,所述支撑结构借由所述凸台与上板或下板通过压力电阻焊连接。
在一实施例中,所述支撑结构为圆柱体,所述凸台为圆柱体或圆台。
在一实施例中,所述凸台外径尺寸是所述支撑结构外径的30%~50%。
在一实施例中,所述凸台外径最大不超过2.5mm。
在一实施例中,所述凸台高度为所述下板板厚的15%~25%。
在一实施例中,所述凸台高度最小不小于0.1mm。
根据本发明的另一方面,提供了一种均温板的加工方法,包括以下步骤:
通过压力电阻焊将支撑结构与上板或下板熔接固定;
将上板、下板和毛细结构进行组合焊接,使上板与下板之间形成一腔室;
向腔室内注入相变介质;
对均温板进行除气,除气完成后进行封口。
在一实施例中,所述通过压力电阻焊将支撑结构与上板或下板熔接固定,包括:
将支撑结构有凸台特征的一面与上板或下板贴合;
压力电阻焊设备的上电极和下电极分别在上下两端向内施加压力同时释放电流。
在一实施例中,上电极和下电极向内施加5kgf~200kgf压力,同时释放2KA~10KA电流,电流释放时间为5ms~40ms。
在一实施例中,在压力电阻焊熔接过程中通入保护气体。
本发明实施例的有益效果是:通过在支撑结构上设置凸台,使得支撑结构能够借由凸台与上板或下板通过压力电阻焊连接,从而简化了支撑结构的固定工艺,节约了能耗,并降低了制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后,能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中,各组件不一定是按比例绘制,并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。
图1是本申请实施例的俯视示意图(隐去了上板);
图2是图1中A-A截面示意图;
图3是图2中B处的局部放大示意图;
图4是另一可能的实施例中B处的局部放大示意图;
图5是将支撑结构与下板进行电阻压力焊的过程示意图;
其中:1-上板;2-下板;3-支撑结构;4-凸台;5-腔室;6-毛细结构;7-上电极;8-下电极。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意,以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的,而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。
如图1~图3所示,本申请实施例提供了一种适用于压力电阻焊的均温板,包括上板1、下板2、支撑结构3、毛细结构6和相变介质,上板1和下板2之间形成一腔室5,支撑结构3和毛细结构6设置于腔室5内,相变介质注入于腔室5内。本均温板的主要改进点在于,在支撑结构3一端上设置有一凸台4,由于凸台4的截面积小于支撑结构3,凸台4与上板1或下板2的接触面积更小,阻值较大,使得支撑结构3能够借由凸台4与上板1或下板2通过压力电阻焊连接。由于压力电阻焊工艺相较于现有的钎焊或扩散焊工艺能耗低且效率高,因此具有相当的优势。而现有支撑结构由于没有凸台特征,如果采用电阻压力焊工艺,难以在接触面处产生高温熔融,因此只能采用钎焊或扩散焊。
需要说明的是,支撑结构3和凸台4均可以为各种形状,例如棱柱状、板状、圆柱形、圆台等等,只要能够起到支撑效果即可。在本实施例中,支撑结构3为圆柱体,相应地,凸台4也设计为圆柱体。凸台4可设置于圆柱体的端面中央位置,也可偏离轴线设置。
尺寸方面,凸台4的外径尺寸应为支撑结构3外径的30%~50%。如图4所示,以圆台型凸台4为例,圆台的上端面直径可以为支撑结构3外径的50%,圆台的下端面可以为支撑结构3外径的30%。在此基础上,凸台4外径最大也不宜超过2.5mm,以确保压力电阻焊过程中有足够的电阻。
凸台4的高度为下板2板厚的15%~25%,在此基础上,凸台4高度最小不小于0.1mm。凸台4周围的毛细结构6可以做一定的避让处理。
在本申请中对毛细结构6没有作过多限制,毛细结构6可以为烧结粉末体、网格体、纤维体及发泡体其中任一,亦可以为其他涂布方式。毛细结构6既可以覆盖于上板1的下表面和下板2的上表面,也可覆盖于支撑结构3的表面。
本申请实施例还提供了一种均温板的加工方法,包括以下步骤:
S1.通过压力电阻焊将支撑结构与上板或下板熔接固定;
S2.将上板、下板和毛细结构进行组合焊接,使上板与下板之间形成一腔室;
S3.向腔室内注入相变介质;
S4.对均温板进行除气,除气完成后进行封口。
其中,S1.通过压力电阻焊将支撑结构与上板或下板熔接固定,包括:
S11.将支撑结构有凸台特征的一面与上板或下板贴合;
S12.压力电阻焊设备的上电极7和下电极8分别在上下两端向内施加压力同时释放电流。(如图5所示)
在压力电阻焊过程中,因为凸台的接触面积较小,阻值相对较大,释放电流主要集中于配合面,进而产生高温将凸台变为扁平熔池,填补支撑结构圆柱体与上板(或下板)间隙并使之结合。
在S12中,上电极7和下电极8向内施加5kgf~200kgf压力,同时释放2KA~10KA电流,电流释放时间为5ms~40ms。此外,在压力电阻焊熔接过程中通入保护气体(例如高纯氮气或高纯氩气)以防止易氧化材料的氧化反应。
综上所述,本发明所提出的适用于压力电阻焊的均温板及其加工方法,其优点包括:
①由于可以采用电阻压力焊工艺,只需唯一工装夹具便完成支撑结构与上板(或下板)的熔接,极大的减少了治具数量,节约了制造成本。
②使用压力电阻焊工艺在常温环境下便可进行熔接,与常规VC生产工艺动辄800℃以上的熔接温度相比极为节能减耗。
③使用压力电阻焊工艺的熔接效率高,熔接一个支撑结构圆柱体仅需约0.5秒,以一个常规均温板熔接40处计算,产能可达180个/小时/台,如果压力电阻焊设备为连轴双工位或连轴三工位产能则可为2倍或3倍。生产效率是25米长连续钎焊炉的2倍,是直径400mm压力扩散焊炉的10倍。
④压力电阻焊设备造价仅为连续钎焊炉/压力扩散焊炉的1/8。
⑤使用压力电阻焊工艺进行支撑结构与上板(或下板)的熔接容易实施自动化作业,编辑熔接动作轨迹动作。无危废,良率高,为标准化,规模化生产提供可能。
⑥使用压力电阻焊工艺进行支撑结构与上板(或下板)的熔接可以应用于更多金属材质,如铜、铜合金、铝合金、镁合金、铁、不锈钢、钛、钛合金、带有金属镀层的复合金属材料等,而传统钎焊/扩散焊只能使用铜、铜合金、铝合金材质。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的,且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此,本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计,而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。
以上所述仅为本申请的较佳实例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种适用于压力电阻焊的均温板,其特征在于,包括上板、下板、支撑结构、毛细结构和相变介质,所述上板和下板之间形成一腔室,所述支撑结构和毛细结构设置于所述腔室内,所述相变介质注入于所述腔室内,所述支撑结构一端上设置有一凸台,所述支撑结构借由所述凸台与上板或下板通过压力电阻焊连接。
2.根据权利要求1所述的适用于压力电阻焊的均温板,其特征在于:所述支撑结构为圆柱体,所述凸台为圆柱体或圆台。
3.根据权利要求2所述的适用于压力电阻焊的均温板,其特征在于:所述凸台外径尺寸是所述支撑结构外径的30%~50%。
4.根据权利要求3所述的适用于压力电阻焊的均温板,其特征在于:所述凸台外径最大不超过2.5mm。
5.根据权利要求2所述的适用于压力电阻焊的均温板,其特征在于:所述凸台高度为所述下板板厚的15%~25%。
6.根据权利要求5所述的适用于压力电阻焊的均温板,其特征在于:所述凸台高度最小不小于0.1mm。
7.一种均温板的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
通过压力电阻焊将支撑结构与上板或下板熔接固定;
将上板、下板和毛细结构进行组合焊接,使上板与下板之间形成一腔室;
向腔室内注入相变介质;
对均温板进行除气,除气完成后进行封口。
8.根据权利要求7所述的均温板的加工方法,其特征在于,所述通过压力电阻焊将支撑结构与上板或下板熔接固定,包括:
将支撑结构有凸台特征的一面与上板或下板贴合;
压力电阻焊设备的上电极和下电极分别在上下两端向内施加压力同时释放电流。
9.根据权利要求8所述的均温板的加工方法,其特征在于,上电极和下电极向内施加5kgf~200kgf压力,同时释放2KA~10KA电流,电流释放时间为5ms~40ms。
10.根据权利要求7所述的均温板的加工方法,其特征在于,在压力电阻焊熔接过程中通入保护气体。
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