CN211352933U - 一种vc散热器的散热基板封边结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种VC散热器的散热基板封边结构，包括散热基板，所述散热基板包括底座和上板，所述底座具有朝上开口的凹腔，在凹腔内设有支撑件，所述底座周缘设有一圈焊接面，所述的上板对应焊接面位置设有一圈钎料孔，所述上板用于盖合在焊接面上并封闭所述开口，焊接面与上板间设有钎料，于所述上板和底座之间形成一真空腔体。本实用新型在上板上设置钎料孔，在采用钎焊方式时，钎料由钎料孔注入，流动并填充在间隙中，这种焊接方式可防止钎料变形或断裂，防止裂缝产生，提高散热基板的气密性，减少了焊接时间。

Description

一种VC散热器的散热基板封边结构

技术领域

本实用新型涉及散热器技术领域，尤指一种VC散热器的散热基板封边结构。

背景技术

随着电子设备的迅速发展，电子设备的运行能力越来越强，运行工作产生的热量也就越多，均温板(Vapor Chamber，简称VC)在高功率或高集成度电子产品中作为散热器应用广泛。当使用得当时，它可以被简单地理解为一个导热系数非常高的部件。均温板有以下几个优点：1.空间要求低,2.接触面积大,3.快速热响应。这些特征可以应用在散热器以减少热扩散阻力和热点。

VC的应用分为2D VC散热器和3D VC散热器，2D VC散热器为板式散热器，实现热在二维的面上传导，3D VC散热器是将导热管镶嵌在散热器中，将芯片的热量充分均摊在散热器基板或鳍片上，此时，导热管又与鳍片相连，热量便可以更有效地通过整个散热器散失到空气当中，实现热在三维的面上传导。

然而目前的VC工艺为先冲压好底座和平板式的上板，底座具有一端开口的凹腔，在底座周缘形成焊接面，然后在凹腔底部铺设上毛细结构(铜网或铜粉),最后将支撑柱(铜柱)逐个人工摆放进预留好的孔位中，在焊接面点涂一圈钎料，然后将上板盖合在开口后封边(各侧边焊接封闭)，上板贴在焊接面上，目视检查底座的焊接面与上板接触的部位是否形成均匀的钎缝组织以及底座与上板缝隙是否残留有多余的钎料，通过精密高速铣或高精度激光切割多余的钎料；底座、上板在相对应的某一侧边向外延伸出半圆柱壳体，两个半圆柱壳体围合成抽真空口，抽真空设备通过抽真空口将散热基板的内腔抽成真空，然后通过抽真空口灌入适量的液态传热介质，待液态传热介质的注入量达到标准容量后，再将抽真空口进行密封，所述液态传热介质在遇热升温气化后凝结以散热，形成真空均温板。

现有的VC散热器具有如下问题：散热基板的封边由钎焊方式制成，其制造成败的关键在于真空钎焊钎料的预置，但焊接面通常分布着大量的微细腔体或裂缝(即焊接面不平整)，若钎缝组织不均匀、不连续且空洞面积较大，会影响散热基板的真空度，另外，由于钎料柔软，通过上板压合在焊接面会使钎料严重变形、扭曲甚至断裂。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种散热基板封边牢固、钎料组织均匀的VC散热器的散热基板封边结构。

为实现上述目的，本实用新型采用如下的技术方案是：包括散热基板，所述散热基板包括底座和上板，所述底座具有朝上开口的凹腔，所述上板用于盖合在所述底座上并封闭所述开口，于所述上板和底座之间形成一真空腔体，在真空腔体内设有支撑件，所述的支撑件紧贴在底座与上板间，所述底座周缘设有一圈焊接面，所述的上板对应焊接面位置设有一圈钎料孔，焊接面紧贴在上板且两者间设有钎料。

进一步，所述支撑件为折叠翅片，所述折叠翅片包括一由折叠腔组成的折叠腔阵列，在折叠腔纵向方向上设有若干条导流通道。

进一步，所述折叠腔包括第一板、第二板和连接板，所述连接板的两端分别和所述第一板以及所述第二板连接，相邻的两折叠腔的第一板之间间隔设置，相邻的两折叠腔的第二板之间间隔设置，所述第一板和第二板之间交错设置，所述连接板上纵向设有贯穿所有连接板的多个通孔。

进一步，所述支撑件是在上板上垂直于上板表面方向朝底座方向形成的若干个鼓包，所述鼓包抵止在底座表面。

进一步，所述底座和上板由金属板冲压成型；所述金属板为铜板和/或铜合金板或铝板或铝合金板或其他金属材料板。

进一步，所述散热基板上贯通连接有若干个导热管，所述上板上表面设有若干个抽管，所述抽管包括预冲孔和与预冲孔一体的翻边，所述翻边相对所述上板上表面凸设形成与导热管连通的接口，所述导热管为一端开口的中空管体，所述导热管的开口外壁面与接口的内壁面连接。

进一步，所述上板的上表面设有抽真空口。真空泵通过抽真空口，将散热基板的内腔抽成真空，然后通过抽真空口灌入适量的液态传热介质，液态传热介质流入到散热基板中,待液态传热介质的注入量达到标准容量后，再将抽真空口进行密封。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型在上板上设置钎料孔，在采用钎焊方式时，钎料由钎料孔注入，流动并填充在间隙中，这种结构可防止钎料变形或断裂，防止裂缝产生，提高散热基板的气密性，减少了焊接时间。

本实用新型优化抽真空口的位置，由传统的侧面开设抽真空口优化为在上板开设抽真空口，能够防止因上板与底座闭合不严密而导致气密性低的问题产生；有效避免出现“拼缝”，既美观也解决了散热基板密封性问题。上板采用冲压成型技术一体成型，在上板上形成抽管、鼓包、抽真空口，其工序简单，生产效率高。

附图说明

图1是本实用新型的结构图。

图2是本实用新型的上板结构。

图3是图2的另一视角图。

图4是本实用新型的底座结构。

图5是本实用新型的上板另一结构图。

图6是图5的A处放大图。

图7是本实用新型的应用于2D散热器实施例图。

图8是本实用新型的应用于3D散热器某一实施例图。

图9是本实用新型的应用于3D散热器某一实施例图。

图10是本实用新型的应用于3D散热器某一实施例图。

图11是本实用新型的应用于3D散热器某一实施例图。

附图标记说明：1.散热基板；11.底座；111.凹腔；112.焊接面；12.上板；121.钎料孔；122.抽管；123.抽真空口；124.鼓包；13.折叠翅片；131.折叠腔；132.第一板；133.第二板；134.连接板；135.通孔；2.导热管；3.鳍片组。

具体实施方式

实施例1

请参阅图1-11所示，一种VC散热器的散热基板封边结构，包括散热基板1，散热基板1为VC结构件，散热基板1包括底座和上板，底座和上板连接边通过扩散焊或激光焊或钎料焊方式进行封边，所述底座11设有凹腔，在凹腔内设有支撑件，所述凹腔外设有一圈焊接面112，所述上板12盖合在所述底座11上并封闭所述开口，将底座11和上板12装配在一起进行钎料焊，当散热基板1被加热到稍高于钎料熔点温度后，钎料熔化并借助毛细作用被吸入和充满焊接面和上板间隙之间，液态钎料与焊接面、上板12相互扩散溶解,冷凝后冲压切边，封边后于所述上板和底座之间形成一真空腔体，凹腔便成为一真空腔体，所述的支撑件紧贴在底座与上板间，并在底座与上板间形成真空腔体时用于对上板牵拉支撑，所述上板的上表面设有抽真空口，抽真空设备通过抽真空口将散热基板的内腔抽成真空，然后通过抽真空口灌入适量的液态传热介质，液态传热介质流入到真空腔体中,待液态传热介质的注入量达到标准容量后，再将抽真空口进行密封，所述液态传热介质采用水、丙酮或乙醇,所述液态传热介质在遇热升温气化后凝结以散热。将通过对散热基板的内部设置为真空状态，使其达到热能利用效率最大化，以节约能源，达到环保节能的目的。现有的抽真空口123一般是安装设在散热基板1的两板交界处，通过在上板12与底座11的侧面开设弧形开口，上板12与底座11贴合焊接后两个弧形开口组合形成抽真空口123，这种抽真空口123结构会出现缝口，如果闭合不好会影响散热基板1的密封性能，导致散热器的整体散热效果降低；而本实施例优化了抽真空口123的结构，将其设在上板12的上表面，无需拼接，避免缝口的产生，有效提高抽真空效果与散热基板1的密封性能。

优选地，所述上板12在对应焊接面位置的边缘分布有一圈钎料孔121，钎料孔121用于注入钎料。

焊接面通常分布着大量的微细腔体或裂缝(即焊接面不平整)，当上板压盖在底座开口时，上板压合在焊接面会使焊接面上的钎料严重变形、扭曲甚至断裂，导致钎缝组织不均匀、不连续且空洞面积较大，会影响散热基板的真空度，甚至可能溢进底座凹腔内，而通过钎料孔的设置，钎料点在钎料孔内，注入的钎料与上板接触的部分才会在焊接面表面熔解、扩散填充，解决不因被上板挤压而进入凹腔内或在封边处形成多余的钎料，钎料与底座11、上板12形成一体，能够最大程度简化装配工艺，使用传统的“一面两销”定位方式即可实现精确装配和定位，进而大幅提高散热基板1的制造合格率。

本实施例可以采用扩散焊或激光焊封边，激光焊焊接速度快且无需其他耗材焊料，运行稳定，焊接效果可见，本实施例采用钎料焊减少焊接时间,提高生产效率，从扩散焊焊接时间8H变为钎焊1H，节约成本，焊接所需时间大幅缩短,且无需耗费大量精力做焊接面表面处理，因此本实用新型采用钎料焊封边。

实施例2

本实施例是实施例1的变化例，变化之处在于：将VC结构件的内部支撑结构由铜柱支撑改变为鼓包支撑,所述鼓包由上板一体冲压成型，在上板12上垂直于上板表面方向朝底座方向设有若干个鼓包124，所述鼓包抵124止在底座表面，进一步，所述鼓包为台阶结构，所述鼓包从上板表面往底座依次延伸出第一鼓包、第二鼓包和第三鼓包，所述第一鼓包与上板表面的衔接处倒有圆弧面，所述第三鼓包顶面为平面，所述平面紧贴在底座表面。

本实用新型优化了散热基板的内部支撑结构，在上板在冲压成形时冲鼓包，形成底座与上板间的支撑结构，首先结构合理，设计新颖，完全取消铜柱-材料成本，其次无需逐个支撑柱焊接，节省了工序，节约了人工摆放铜柱的成本，提高了生产效率，增大散热基板的内部支撑面积，增强内部结构的稳定性，有利于维持平面度；避免因铜柱歪倒造成的不良报废。鼓包由上板采用冲压成型技术一体成型，生产效率显著提高，上板表面由平表面改为面呈波浪状，增加散热面积，具体来说散热面积至少提高了15％，从而增强了散热效果，该鼓包为圆形或方形或三角形或菱形或其他形状，或这些形状的两个或两个以上的组合。利用此形状热量可以向四面八方辐射，散热性能更好；并且进一步增加散热片强度，减小变形。

实施例3

本实施例是实施例1的变化例，变化之处在于：选用折叠翅片13作为支撑结构来替代鼓包124，该折叠翅片13安置在凹腔内，其上表面与上板12抵接，该折叠翅片13为矩形起伏状结构。

进一步，所述折叠翅片13采用金属材料制造，具体可采用薄铝板或薄铜板通过多次折弯形成折叠方波形，其导热性能好，且可采用冲压模具成型，生产效率高。所述折叠腔包括第一板132、第二板133和连接板134，所述连接板134的两端分别和所述第一板132以及所述第二板133连接，相邻的两折叠腔131的第一板132之间间隔设置，相邻的两折叠腔131的第二板133之间间隔设置，所述第一板132和第二板133之间交错设置，所述连接板134上纵向设有贯穿所有连接板的多个通孔135,折叠翅片通过折叠腔和通孔形成若干条定向的气流通道。

气流按定向的气流通道从热的区域流入冷区域，具有很好的气流导向效果，不会出现气流紊乱的问题，避免气流紊乱造成的散热效率下降的问题，折叠翅片具有良好人气流导向性，在气流通道的作用下向各个折叠腔流动，使气流在真空腔体内充分的循环和均匀地流动，与冷区域的空气进行充分热交换。本实用新型的散热效果相对于传统的VC散热器散热效果显著提高。

与实施例1相比，折叠翅片13无需定位冲压，更省时省力，与实施例2相比，且折叠翅片13的结构能够对热量进行导引，使热量能够从散热基板1均匀扩散出去,散热效果显著提高。

实施例4

本实施例是实施例1-3的变化例，变化之处在于：本实施例是应用于3D散热器，通过导热管将热量向上传导，加速散热，所述散热基板上设有若干条导热管，导热管上套设有鳍片组，所述的导热管为具有一端开口的中空管体，所述的上板12上表面设有与导热管对应的抽管122，所述抽管122包括预冲孔和与预冲孔一体的翻边，所述翻边相对所述上板上表面凸设，所述导热管的开口端插设于抽管内，导热管的中空内腔与真空腔体贯通，所述开口端的外壁面与翻边的内壁面为面性连接。将通常的“线面”接触改变为“面面”接触，弥补了导热管与上板焊接不牢，以及长时间使用后易出现裂缝等不足，提高了散热器可靠性。

抽管先采用冲压模具在上板12上加工出预冲孔，在所述预冲孔的位置，垂直于上板12表面方向施力于该预冲孔冲压出一抽管122，所述抽管122的孔径大于所述预冲孔的孔径。所述冲压模具带有圆锥形的冲头，所述冲头在预冲孔位置处作直线往复运动以及同时作旋转运动，冲压出抽管122。

具体方式为在垂直上板上预设抽管的位置，采用冲压模具从上板下表面顶上板，在上板上表面形成若干个形状规则的鼓包，鼓包相对于上板表面突出，接着沿着冲孔平面与倾斜面的交界线位置从下向上将冲孔平面冲掉形成冲孔，该冲孔的直径要小于环形倾斜面以及环形圆弧面的内径；然后从下向上正对上述冲孔对其进行翻边以形成抽管122。

现有的导热管2是直接焊接在散热基板1的通孔内，其两者是线面接触，焊接面积小，导致导热管2不稳固，容易松动，造成散热基板1气密性降低，影响散热器的整体散热效果，本实施例通过在上板12上冲压出抽管122，导热管2的外壁与抽管122的内壁面接触，增大了导热管与上板的焊接面积，使得导热管2焊接更加稳固，有效提高气密性。

该支撑件可以是实施例2的折叠翅片13结构，亦实施例3的鼓包124结构。

实施例5

请查看10-11，本实施例是实施例1-4的应用，所述鳍片组3相对上板12垂直安装。所述鳍片组3包括若个片平行排列的鳍片，相邻鳍片形成散热风道，所述的散热风道朝散热基板方向设置，所述风扇安装在所述散热风道的一侧与所述散热风道正对设置，利用风扇产生的气流加强其散热的效率，既可吹鳍片也可以吹散热基板，散热效果更佳，其中所述鳍片可依需求调整其厚度大小以及排列的距离，提升散热功效。传统鳍片组形成的散热风道与散热基板平行，如图8-9，风扇只能安装在散热器侧面且侧吹散热器，导致散热器应用环境受限，本实用新型鳍片组3相对上板12垂直安装，改变了散热风道，使风扇既能安装在散热基板上方也能安装在散热基板侧方，可对散热器正吹也能侧吹，既可吹散热基板，同时能吹散热基板，散热性好且适合多种产品的使用，兼容性更好，能够兼容更多不同的工作环境。

一种VC散热器的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、制作上板：准备第一板材，在第一板材从其表面朝上凸起形成若干个抽管和一个抽真空口，在第一板材从其表面朝下凸起形成若干个鼓包，在第一板材四周形成一圈钎料孔；

在成型抽管和鼓包前，抽管和鼓包需要先形成鼓包结构，首先在垂直第一板材上预设鼓包和钎料孔的位置，在鼓包的位置上下同时反顶，在第一板材上下表面形成若干个形状规则的第一鼓包和第二鼓包，第一鼓包和第二鼓包相对于第一板材表面突出，第一鼓包为在第一板材从其表面朝下凸起形成的鼓包，第一鼓包再进行第二次和第三次反顶构成鼓包结构，第二鼓包为在第一板材从其表面朝上凸起形成的鼓包，第二鼓包中心位置为冲孔平面，冲孔平面四周具有与之呈钝角关系的环形的倾斜面，倾斜面四周为鼓包的环形圆弧面，圆弧面底部四周为与板材平面相连的凹肩位置，接着沿着冲孔平面与倾斜面的交界线位置从下向上将冲孔平面冲掉形成冲孔，该冲孔的直径要小于环形倾斜面以及环形圆弧面的内径；然后从下向上正对上述冲孔对其进行翻边以形成抽管；在形成冲孔同时也形成钎料孔；

步骤二、准备第二板材，第二板材中部凹陷形成凹腔，第二板材四周翻折形成焊接面；形成底座；

步骤三、在上板的鼓包上点上钎料，然后将上板盖在底座上，此时上板封闭底座开口，在钎料孔注入钎料，钎料沿着钎料孔进入上板与焊接面间的缝隙中，上板与钎料接触的部分才会在焊接面表面溶解、扩散一层钎料；形成散热基板；

在上板在底座的焊接面对应位置形成钎料孔，上板与钎料接触的地方恰好为散热基板封边需要钎焊的位置，底座的凹腔不会与钎料接触，预置钎料时钎料与上板接触的部分才会在焊接面表面溶解、扩散一层钎料，这层钎料的形状与散热基板封边需要焊接的位置完全一致；钎料与底座、上板形成一体，能够最大程度简化装配工艺，使用传统的“一面两销”定位方式即可实现精确装配和定位，进而大幅提高散热基板的制造合格率。

步骤四、将导热管插入抽管内，此时导热管表面与抽管内壁过盈配合，在导热管与抽管交接处进行焊接，导热管为中空管体，此时导热管与散热基板贯通形成内腔；

步骤五、抽真空设备通过抽真空口将内腔抽成真空，然后通过抽真空口灌入适量的液态传热介质，待液态传热介质的注入量达到标准容量后，对抽真空口进行氩气保护电焊封口，液态传热介质可以为纯净水；

步骤六、将鳍片组安装在导热管上，完成散热器的制备。

进一步，该步骤一没有形成鼓包；在凹腔内放入由金属片经多次折弯形成折叠方波形的折叠翅片。

进一步，在安装鳍片组前，可折弯导热管后进行安装，如图11。

鳍片组也可以采用铝挤型材一体成型，一体型材的铝挤型材需要铣切鳍片会增加废料，但铝挤型材不需重新开模即可获得指定的形状及规格，降低了模具制作成本；可与导热管嵌合配合，导热管不需打扁，加工容易，装配灵活，而且散热效率更高，稳定性好。

铝挤型材包括基座，在基座上设有至若干组鳍片组和卡槽，所述的鳍片组包括若干片沿基座长度方向平行排列的鳍片，所述鳍片与基座呈十字交叉设置，相邻鳍片形成散热风道，所述的卡槽设于散热风道一侧并用于卡在导热管上，所述的基座上也可设有若干个抽管，基座通过抽管套设在导热管上，如图10。

以上实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种VC散热器的散热基板封边结构，其特征在于：包括散热基板，所述散热基板包括底座和上板，所述底座具有朝上开口的凹腔，所述上板用于盖合在所述底座上并封闭所述开口，于所述上板和底座之间形成一真空腔体，在真空腔体内设有支撑件，所述的支撑件紧贴在底座与上板间，所述底座周缘设有一圈焊接面，所述的上板对应焊接面位置设有一圈钎料孔，焊接面紧贴在上板且两者间设有钎料。

2.根据权利要求1所述的VC散热器的散热基板封边结构，其特征在于：所述支撑件为折叠翅片，所述折叠翅片包括一由折叠腔组成的折叠腔阵列，在折叠腔纵向方向上设有若干条导流通道。

3.根据权利要求2所述的VC散热器的散热基板封边结构，其特征在于：所述折叠腔包括第一板、第二板和连接板，所述连接板的两端分别和所述第一板以及所述第二板连接，相邻的两折叠腔的第一板之间间隔设置，相邻的两折叠腔的第二板之间间隔设置，所述第一板和第二板之间交错设置，所述连接板上纵向设有贯穿所有连接板的多个通孔。

4.根据权利要求1所述的VC散热器的散热基板封边结构，其特征在于：所述支撑件是在上板上垂直于上板表面朝真空腔体方向形成的若干个鼓包。

5.根据权利要求1所述的VC散热器的散热基板封边结构，其特征在于：所述底座和上板由金属板冲压成型。

6.根据权利要求1所述的VC散热器的散热基板封边结构，其特征在于：所述散热基板上贯通连接有若干个导热管，所述上板上表面设有若干个抽管，所述抽管包括预冲孔和与预冲孔一体的翻边，所述翻边相对所述上板上表面凸设形成与导热管连通的接口，所述导热管为一端开口的中空管体，所述导热管的开口外壁面与接口的内壁面连接。

7.根据权利要求1所述的VC散热器的散热基板封边结构，其特征在于：所述上板的上表面设有抽真空口。

Images