CN110360861A - 一种带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法，具体包括以下步骤：步骤S1：备料，准备两个基板；步骤S2：印刷盖合，在基板上印刷阻轧剂，将两个基板盖合，阻轧剂位于两个基板之间；步骤S3：热轧，将双层基板轧合成为复合板；步骤S4：吹胀，向复合板内通入高压气体，使印刷有阻轧剂的部分被胀开形成腔体；步骤S5：充入填充物，向复合板的腔体内充入填充物，填充物包括颗粒物，颗粒物的熔点高于基板的熔点；步骤S6：烧结，对复合板进行加热，填充物烧结在复合板上形成毛细结构。在吹胀工艺之后充入填充物并烧结在腔体内形成毛细结构，可避免填充物因挤压而变形甚至破碎的情况，从而保证了毛细结构的形成，进而提高了均热板的散热效果。
Description
技术领域
本发明涉及散热技术领域，特别地，涉及一种带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法。
背景技术
均热板，其包括由两块金属基板复合而成、带有中空的密闭腔体的板式结构。密闭腔体处于负压状态，腔体内充注有相变工质，也留有部分空腔。均热板通常为带有中空腔体的平板结构，也可以通过管路与散热器连接以增强散热性能。
均热板的一面是平面，另一面可以设有散热翅片。均热板的底面与发热源贴合，真空腔体内的液态工质在负压环境下受热后快速蒸发为蒸汽，迅速扩散到整个真空腔体内，通过真空腔均热板的表面或表面的散热翅片散热，同时液态工质冷凝为液态流回到底部。均温板基于蒸发冷凝原理工作，底部和顶部的温差、散热表面不同位置的温差很小，因而具有很高的传热和散热效率。
现有技术中，均热板的加工，通常在热轧吹胀之前将填充物烧结在腔体内以形成毛细结构，但在之后的热轧过程中，易发生填充物因挤压而变形甚至破碎的情况，从而影响毛细结构形成，进而导致均热板散热效果不佳。
发明内容
基于此，有必要提供一种散热效果好的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法，所述带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法包括以下步骤：
步骤S1：备料，准备两个基板，两个所述基板均为铝板；
步骤S2：印刷盖合，在所述基板上印刷阻轧剂，将两个所述基板盖合，所述阻轧剂位于两个所述基板之间；
步骤S3：热轧，将双层所述基板轧合成为复合板；
步骤S4：吹胀，向所述复合板内通入高压气体，使印刷有所述阻轧剂的部分被胀开形成腔体；
步骤S5：充入填充物，向所述复合板的腔体内充入填充物，所述填充物包括颗粒物，所述颗粒物的熔点高于所述基板的熔点；
步骤S6：烧结，对所述复合板进行加热，所述填充物烧结在所述复合板上进而形成毛细结构。
进一步地，在所述步骤S5中，所述颗粒物为铜粉、铝粉、氧化铝以及二氧化硅中的一种或其中几种颗粒的组合。
进一步地，在所述步骤S6中，加热温度分为三个阶段，第一阶段：升温至120～180℃，保持5～20分钟；第二阶段：升温至250～300℃，保持5～20分钟；第三阶段：升温至560～650℃，保持10～30分钟。
进一步地，所述颗粒物包括第一颗粒物和第二颗粒物，所述第一颗粒物的熔点高于第三阶段的加热温度，所述第二颗粒物的熔点低于第三阶段的加热温度，所述第一颗粒物的粒径为25～100目，所述第二颗粒物的粒径为100～200目。
进一步地，所述步骤S5与所述步骤S6之间还包括，
振动，对所述复合板进行振动，通过振动使所述填充物在所述复合板的腔体内分散均匀。
进一步地，所述步骤S3中，在所述复合板的其中一个表面上设置有导热板，所述导热板的导热系数高于所述基板的导热系数。
进一步地，热轧前，将两个所述基板与所述导热板依次叠放，使所述导热板处于最外侧，所述导热板与两个所述基板一起热轧形成整体。
进一步地，热轧前，一个所述基板的厚度为1.5～3.0mm，另一个所述基板的厚度为1.0～2.0mm，所述导热板的厚度为0.05～0.25mm，且两个所述基板的厚度之比为1.5～2.5，与所述导热板贴合的所述基板与所述导热板的厚度之比为8～20。
进一步地，热轧后，两个所述基板构成均热板腔体，所述导热板构成高导热包覆层。
进一步地，在所述导热板与两个所述基板共同轧制时，在所述导热板的外侧涂冲压油或者石墨。
本发明的有益效果是：本发明提供的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法，在吹胀工艺之后充入填充物并烧结在腔体内以形成毛细结构，与现有的在热轧吹胀之前将填充物烧结在腔体内以形成毛细结构相比，可以避免填充物因挤压而变形甚至破碎的情况，从而保证了毛细结构的形成，进而提高了均热板的散热效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是本发明实施例一的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法的流程图；
图2是图1所示加工方法中基板在印刷阻轧剂后的结构示意图；
图3是图1所示加工方法中基板吹胀后的结构示意图；
图4是利用图1所示加工方法制成的均热板的结构示意图；
图5是利用图1所示加工方法制成的另一均热板的结构示意图。
图中零部件名称及其编号分别为：
基板1 阻轧剂2 填充物4
铜铝复合板3 导热板31
具体实施方式
现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例一
请参阅图1至图4，本发明实施例一提供了一种带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法，具体包括以下步骤：
步骤S1：备料，准备两个基板1，在本实施方式中，两个基板1均为铝板，且铝板的型号为3003。
步骤S2：印刷盖合，将其中一个基板1进行清洗和打毛，并在基板1的打毛面上按照工艺需要吹胀的腔体或者流路的图形进行印刷阻轧剂2。阻轧剂2经过烘干后固化在基板1上，然后将另外一个基板1盖合在印刷有阻轧剂2的基板1上，使得阻轧剂2位于两个基板1之间。
在本实施方式中，阻轧剂2为石墨乳液或者氮化硼乳液。另外，本实施方式中，为了避免两个基板1在轧合前松开，不便于后续加工，两个基板1之间铆合固定。
步骤S3：热轧，将铆合固定后的双层基板1放入加热炉内加热，加热温度约600℃，加热后的双层基板1送入热轧机内进行轧制，从而将双层基板1轧合成为复合板。
需要说明的是，在本实施方式中，设定的轧制比为2.5，则实际印刷的图案是按照设计图案在长度方向按1/2.5的比例压缩得到，轧制后基板1的长度延伸至轧制前的2.5倍，因此轧制后的图案在长度方向相当于印刷图案的2.5倍，复原为所需的设计图案。
步骤S4：吹胀，在复合板上开设工艺孔后，将复合板装到胀形机上，然后向工艺孔通入高压气体。由于阻轧剂2的作用，可使得复合板上对应阻轧剂2的部分因无法轧合而被胀开，从而形成腔体。
具体地，吹胀工艺采用单面吹胀，吹胀后的复合板一面为平面，另一面为胀形面。为了实现单面吹胀，所采用的两个基板1，具有不同的厚度和/或不同的抗拉强度，厚度和/或抗拉强度较小的基板1用作吹胀胀形面。需要说明的是，复合板上的平面用于连接翅片，以利于散热，复合板上的胀形面用于与热源贴合安装。
步骤S5：充入填充物，在复合板上开设与外界连通的充注口，焊接与充注口连接的工艺连管，然后通过工艺连管向吹胀形成的腔体内充入填充物4，填充物4包括颗粒物。
步骤S6：烧结，对复合板进行加热，填充物4烧结在复合板上进而形成毛细结构。在本实施方式中，加热温度分为三个阶段，第一阶段：升温至120～180℃，保持5～20分钟；第二阶段：升温至250～300℃，保持5～20分钟；第三阶段：升温至560～650℃，保持10～30分钟。
在本实施方式中，颗粒物包括第一颗粒物和第二颗粒物，第一颗粒物的熔点高于第三阶段的加热温度，第二颗粒物的熔点低于第三阶段的加热温度。第一颗粒物为铜粉、铝粉、氧化铝以及二氧化硅中的一种或其中几种颗粒的组合，第一颗粒物的粒径为50～150目；第二颗粒物为铝硅合金，第二颗粒物的硅含量3～10％，第二颗粒物的粒径为100～200目，第二颗粒物的熔点为580～620℃。填充物4还包括粘结剂和/或发泡剂，粘结剂和/或发泡剂在填充物4中的体积比为5～30％。
所述步骤S3与所述步骤S4之间还包括以下步骤，
冷轧校平，为了保证复合板的平整度，热轧后形成的复合板需要送入冷轧机进行冷轧处理，通过冷轧后的复合板被校平。同时，通过冷轧操作，也能够起到调整成品长度的作用。复合板在轧制后伸长，但热轧后的伸长率存在误差，因此要对热轧后的复合板按长度进行分拣，通过冷轧控制使其达到预计长度。
退火处理，将轧制的复合板送入退火炉中，经600℃退火后，冷却。经过退火处理，可以有效降低复合板冷轧校平过程中产生的残余应力，避免复合板发生形变。在本实施方式中，复合板加热至600℃后退火。
所述步骤S4与所述步骤S5之间还包括以下步骤，
冲压切边，将复合板放入冲压机上，通过动模与定模的配合，进行冲压，从而封闭吹胀口，进而使得复合板上形成一封闭腔体，然后将复合板根据工艺需要的图形、尺寸进行切边。
所述步骤S5与所述步骤S6之间还包括以下步骤，
振动，将复合板装到振动器上，然后通过振动器振动使填充物4在复合板的腔体内分散均匀。
所述步骤S6之后还包括以下步骤，
充注相变工质并封口，通过工艺连管对复合板抽真空、充注相变工质，焊接或压接封口后切除工艺连管，从而将相变工质密封在封闭腔体内，从而得到均热板。
本发明实施例一提供的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法，在吹胀工艺之后充入填充物4并烧结在腔体内以形成毛细结构，与现有的在热轧吹胀之前将填充物4烧结在腔体内以形成毛细结构相比，可以避免填充物4因挤压而变形甚至破碎的情况，从而保证了毛细结构的形成，进而提高了均热板的散热效果。
实施例二
请参阅图5，本发明实施例二提供的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法与实施例一的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法区别就在于：本实施方式中，两个基板1的至少一个的外表面上设置有导热板31，导热板31与其连接的基板1共同构成铜铝复合板3。导热板31的导热系数高于基板1的导热系数。可以理解地，导热板31的材料可以为铜或铜合金等。在本实施方式中，导热板31的包覆率为3～30％。需要说明的是，包覆率指的是导热板31的厚度与复合板总厚度的比值。当加工时，只需要提供铜铝复合板3与基板1进行吹胀即可。
需要说明的是，在本实施方式中，铜铝复合板3由导热板31与基板1通过热轧的方式复合而成。导热板31设置在一块基板1上，且远离另一块基板1。
在本实施方式中，铜铝复合板3的厚度和/或抗拉强度较小，用作胀形面。具体地，铜铝复合板3的导热板31处于胀形面(非轧制贴合面)，因此，在使用时，将导热板31与热源贴合安装。
在本实施方式中，基板1的厚度方向仅有0.5～2mm，而平面的长度通常达到几十至几百毫米以上，因此高度方向的热阻远小于平面方向的热阻。本实施方式中，热轧后，导热板31构成高导热包覆层，正是在基板1的外表面设置导热系数高的导热板31，使得热量能够于导热板31的平面方向快速传导，解决了基板1平面方向热传导效率不高的问题。
本发明实施例二提供的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法，将其中具有胀形面的基板1换成铜铝复合板3，且将导热板31与热源贴合安装，铜的导热系数较高，因此本实施例中的铜铝复合的均热板与实施例一的铝制均热板的散热性能更好。
实施例三
本发明实施例三提供的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法与实施例二的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法区别就在于：本实施方式中，将两个基板1与导热板31同时进行热轧，将其中一块基板1清洗、打毛后，在基板1的打毛面印刷阻轧剂2，与另一块基板1、导热板31铆合，导热板31处于外侧。当加工时，只需要提供导热板31与两个基板1同时进行轧制，且在两个基板1之间进行吹胀即可。
在本实施方式中，热轧前，一个基板1的厚度为1.5～3.0mm，另一个基板1的厚度为1.0～2.0mm，导热板31的厚度为0.05～0.25mm，且两个基板1的厚度之比为1.5～2.5，与导热板31贴合的基板1与导热板31的厚度之比为8～20。热轧后，两个基板1构成均热板腔体，导热板31构成高导热包覆层，与其他工艺方式实现相比，简化了工艺，提高了铜铝复合的均热板的结合强度和可靠性。具体地，导热板31处于胀形面的最外侧(非轧制贴合面)。因此，在使用时，将导热板31与热源贴合安装。当导热板31与两个基板1共同轧制时，在导热板31的外侧涂冲压油或者石墨，防止在热轧过程中导热板31与轧辊粘连而损坏设备。
本发明实施例三提供的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法，采用两个基板1和导热板31进行热轧，因此本实施例中的均热板与实施例二的铜铝复合的均热板采用不同的方法，同样可以实现散热性能好。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法，其特征在于：所述带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法包括以下步骤：
步骤S1：备料，准备两个基板，两个所述基板均为铝板；
步骤S2：印刷盖合，在所述基板上印刷阻轧剂，将两个所述基板盖合，所述阻轧剂位于两个所述基板之间；
步骤S3：热轧，将双层所述基板轧合成为复合板；
步骤S4：吹胀，向所述复合板内通入高压气体，使印刷有所述阻轧剂的部分被胀开形成腔体；
步骤S5：充入填充物，向所述复合板的腔体内充入填充物，所述填充物包括颗粒物，所述颗粒物的熔点高于所述基板的熔点；
步骤S6：烧结，对所述复合板进行加热，所述填充物烧结在所述复合板上进而形成毛细结构。
2.如权利要求1所述的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法，其特征在于：所述颗粒物为铜粉、铝粉、氧化铝以及二氧化硅中的一种或其中几种颗粒的组合。
3.如权利要求1所述的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法，其特征在于：在所述步骤S6中，加热温度分为三个阶段，第一阶段：升温至120～180℃，保持5～20分钟；第二阶段：升温至250～300℃，保持5～20分钟；第三阶段：升温至560～650℃，保持10～30分钟。
4.如权利要求3所述的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法，其特征在于：所述颗粒物包括第一颗粒物和第二颗粒物，所述第一颗粒物的熔点高于第三阶段的加热温度，所述第二颗粒物的熔点低于第三阶段的加热温度，所述第一颗粒物的粒径为25～100目，所述第二颗粒物的粒径为100～200目。
5.如权利要求1所述的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法，其特征在于：所述步骤S5与所述步骤S6之间还包括，
振动，对所述复合板进行振动，通过振动使所述填充物在所述复合板的腔体内分散均匀。
6.如权利要求1所述的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法，其特征在于：所述步骤S3中，在所述复合板的其中一个表面上设置有导热板，所述导热板的导热系数高于所述基板的导热系数。
7.如权利要求6所述的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法，其特征在于：热轧前，将两个所述基板与所述导热板依次叠放，使所述导热板处于最外侧，所述导热板与两个所述基板一起热轧形成整体。
8.如权利要求7所述的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法，其特征在于：所述导热板的材料可以为铜或铜合金，热轧前，一个所述基板的厚度为1.5～3.0mm，另一个所述基板的厚度为1.0～2.0mm，所述导热板的厚度为0.05～0.25mm，且两个所述基板的厚度之比为1.5～2.5，与所述导热板贴合的所述基板与所述导热板的厚度之比为8～20。
9.如权利要求7所述的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法，其特征在于：热轧后，两个所述基板构成均热板腔体，所述导热板构成高导热包覆层。
10.如权利要求7所述的带有毛细结构的吹胀式均热板的加工方法，其特征在于：在所述导热板与两个所述基板共同轧制时，在所述导热板的外侧涂冲压油或者石墨。
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