專利名稱：一體式燒結(jié)型平板熱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種傳熱和散熱設(shè)備，具體而言涉及一種新型一體式燒結(jié)型平板熱管。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，晶體管的集成度越來越高，芯片的發(fā)熱量越日俱增，電 子散熱技術(shù)逐漸受到關(guān)注。目前電子發(fā)熱問題有如下趨勢，熱流密度大，尤其局部發(fā)熱量 大，熱流分布不均，造成熱點問題，如大功率LED的散熱問題。另外電子設(shè)備啟動過程中，容 易出現(xiàn)功率瞬間飆升，這些都電子元件高頻運行，高速發(fā)展所必須面對的散熱問題。平板熱管是普遍認(rèn)為可以解決上述局部熱流過高、出現(xiàn)熱點問題的散熱部件。其 實質(zhì)是一種新型的熱管技術(shù)，利用工作流體在真空的條件下低溫蒸發(fā)，使局部的熱量通過 蒸汽向四周的散熱空間迅速擴(kuò)展，實現(xiàn)均溫和散熱的效果。傳統(tǒng)的平板熱管技術(shù)使用上下 兩塊有多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)、微溝槽或金屬絲網(wǎng)的平板對接形成密閉的殼體，然后在殼體內(nèi)部添 加支撐柱，另外也有大管徑銅管燒結(jié)后打扁，填充支撐結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝。這兩種制作平板熱 管技術(shù)得到的熱管由于都需采用外加的支撐結(jié)構(gòu)工藝，所以容易發(fā)生支撐結(jié)構(gòu)錯位，不穩(wěn)， 與金屬壁面粘合力不強的缺點。當(dāng)平板熱管在后繼應(yīng)用的回焊高溫過程(即組合成整體散 熱模組的高溫過程)中，容易出現(xiàn)脹管的現(xiàn)象，使模組外觀變形，影響使用效果。為此，提出 一種新型的平板熱管來解決外加支撐結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的問題是平板熱管技術(shù)廣泛推廣的迫切 需求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為克服以上現(xiàn)有技術(shù)中需要在平板熱管內(nèi)外加設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)而導(dǎo)致 的不穩(wěn)定問題，提供一種一體式燒結(jié)型平板熱管，其包括上下兩層金屬蓋板以及設(shè)置在上 下兩層金屬蓋板內(nèi)部的多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其特征是所述下層金屬蓋板利用沖壓成型工藝形 成凹臺和分布在所述凹臺四周的焊接帶；所述上層金屬蓋板呈平板型，其與所述下層金屬 蓋板壓合在一起并通過所述焊接帶焊接形成密封殼體；所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括連接上下兩 層金屬蓋板的多孔毛細(xì)凸臺。根據(jù)實施例，還可采用以下優(yōu)選的技術(shù)方案所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)還包括多孔毛細(xì)薄層，其分別與所述多孔毛細(xì)凸臺和下層金屬 蓋板連接。所述的多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)是一體成型燒結(jié)而成。所述多孔毛細(xì)凸臺均勻分布在所述密封殼體內(nèi)部。所述密封殼體的內(nèi)部為真空，并封裝有工作流體。所述工作流體是水、煤油、乙醇、甲醇或丙酮中的任一種。所述金屬蓋板是銅、銅合金、鋁、鋁合金及鎳中的任一種；所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)是銅 粉、鋁粉、鎳粉及碳納米粉中的任一種經(jīng)一體式燒結(jié)成型或擠壓成型。[0012]本實用新型的有益效果是本實用新型的燒結(jié)式平板熱管通過一體式燒結(jié)形成多個多孔毛細(xì)凸臺結(jié)構(gòu)，并且 通過凸臺把上下兩層的金屬蓋板連接起來?？梢允∪ガF(xiàn)有技術(shù)中外加的支撐結(jié)構(gòu)，從而有 效解決由內(nèi)部外加支撐結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定引起的平板熱管外觀變形問題。進(jìn)一步的，通過分別與所述多孔毛細(xì)凸臺和下層金屬蓋板連接的多孔毛細(xì)薄層， 可以更好的進(jìn)行均熱和散熱。再進(jìn)一步的，將密封殼體的內(nèi)部抽設(shè)為真空并封裝有工作流體，可通過工作流體 的蒸發(fā)帶來更好的散熱效果。

圖1是本實用新型一個實施例的平板熱管(上下蓋板分解后)的立體圖；圖2是圖1實施例的一體式燒結(jié)支撐結(jié)構(gòu)的平板熱管的爆炸圖；圖3是圖1實施例的平板熱管中多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的示意圖(其包括與下層金屬蓋板 連接的多孔毛細(xì)薄層和連接上下兩層金屬蓋板的多孔毛細(xì)凸臺)；圖4A是圖1的實施例所采用的脫模模具的立體圖(主要顯示背面結(jié)構(gòu))；圖4B是圖1的實施例所采用的脫模模具的立體圖(主要顯示正面結(jié)構(gòu))；圖4C是圖4B的俯視圖；圖4D是圖4B的主視圖。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例并對照附圖對本實用新型的一體式燒結(jié)型平板熱管做進(jìn)一步詳 細(xì)的說明。如圖1、2所示，是一個優(yōu)選的實施例的一體式燒結(jié)凸臺狀多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)兼起支撐 作用的平板熱管，其包括下層金屬蓋板1、上層金屬蓋板2、多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)3和注液口 4(已 焊接密封)。其中下層金屬蓋板1利用沖壓成型，使金屬材料延展形成凹臺11和四周的焊 接帶12 (成型后的下層金屬蓋板1近似于上部開口的淺盒子)，上層金屬蓋板2呈平板型， 在焊接帶與下層金屬蓋板壓合在一起焊接形成密封殼體。所述的上、下兩層金屬蓋板2和1 在對應(yīng)的位置開有半圓形凹槽42和41，兩者焊接后形成注液口 4，用于鑲嵌焊接注液管5， 并由此注液管5灌注工作流體，然后抽真空并去掉注液管5、密封殼體。所述的多孔毛細(xì)結(jié) 構(gòu)3分為與下層金屬蓋板1燒結(jié)在一起的多孔毛細(xì)薄層31，和連接上、下兩層金屬蓋板2、 1的多孔毛細(xì)凸臺32。其中多孔毛細(xì)凸臺32均勻分布在密封殼體內(nèi)部，在作為毛細(xì)結(jié)構(gòu)幫 助冷凝的工作流體回流的同時，也作為支撐結(jié)構(gòu)，保持平板熱管上下結(jié)構(gòu)的緊密連接關(guān)系 及密封殼體的形狀。毛細(xì)薄層31和多孔毛細(xì)凸臺32都是一體成型燒結(jié)鑲嵌到下層金屬蓋 板1的凹臺11內(nèi)。當(dāng)然根據(jù)實際的散熱要求，也可以在上層的金屬蓋板上燒結(jié)一層覆蓋除 焊接帶區(qū)域外的多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)薄層，加強平板熱管內(nèi)部的毛細(xì)抽吸力。所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu) 3是銅粉、鋁粉、鎳粉及碳納米粉中的任一種經(jīng)一體式燒結(jié)成型或擠壓成型而成；所述的金 屬粉末可以是相同目數(shù)范圍(即粒徑大小)的粉末或不同目數(shù)范圍(即粒徑大小)的粉末 混合而成；所述的填充在密封殼體內(nèi)的工作流體可以是水、煤油、乙醇、甲醇或丙酮等，其在 密封殼體內(nèi)由于真空的條件可以在低于發(fā)熱元件溫度下蒸發(fā)。所述金屬蓋板是銅、銅合金、鋁、鋁合金及鎳中的任一種具有高導(dǎo)熱性的金屬材料。為方便理解該實施例的平板熱管，在圖2中示出注液管5，但實際上，最終的平板 熱管產(chǎn)品中并不包含該結(jié)構(gòu)。當(dāng)平板熱管被放置到發(fā)熱芯片上面，即下層金屬蓋板1與發(fā)熱芯片接觸時，填充 在密封金屬殼體內(nèi)的工作流體開始運作，在真空的條件下低溫蒸發(fā)成蒸汽，帶走發(fā)熱芯片 產(chǎn)生的熱量，形成蒸發(fā)面。蒸汽在腔體內(nèi)(非多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的空間)迅速擴(kuò)散，把熱量均勻 地擴(kuò)散到金屬殼體各處。蒸汽在冷凝面(上層金屬蓋板2)冷凝成液體并釋放潛熱，冷凝的 工作流體憑借多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的毛細(xì)抽吸力返回蒸發(fā)面。工作流體正是在這樣一個三維腔體 里進(jìn)行不斷的蒸發(fā)冷凝循環(huán)而實現(xiàn)熱量擴(kuò)散傳遞。圖3為一體式燒結(jié)支撐結(jié)構(gòu)的平板熱管技術(shù)當(dāng)中燒結(jié)脫模形成多個多孔毛細(xì)凸 臺結(jié)構(gòu)的示意圖。燒結(jié)前，在下層金屬蓋板上安放石墨或不銹鋼制成的模具6，用于填充金 屬粉末和固定多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的燒結(jié)成型。所述的模具6如圖4A、4B、4C、4D所示，其周邊留 有與下層金屬蓋板1的焊接帶12相對應(yīng)的固定區(qū)61，其正面與背面分別設(shè)置有一定高度凸 臺63 (與下層金屬蓋板1的凹臺相容，見圖4B、4C、4D)和一定深度的凹槽64 (用于規(guī)定毛 細(xì)凸臺32的高度，見圖4A)，并在該區(qū)域內(nèi)按預(yù)定的位置排列的通孔62。當(dāng)把金屬粉末填 充至下層金屬蓋板1與模具6的空隙并高溫?zé)Y(jié)后，抽離模具6，即可形成一端與下層金屬 蓋板1緊密連接，另一端為多孔毛細(xì)凸臺的結(jié)構(gòu)。以上內(nèi)容是結(jié)合具體實施實施例對本實用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定 本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬 于本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種一體式燒結(jié)型平板熱管，其包括上下兩層金屬蓋板以及設(shè)置在上下兩層金屬蓋板內(nèi)部的多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其特征是所述下層金屬蓋板利用沖壓成型工藝形成凹臺和分布在所述凹臺四周的焊接帶；所述上層金屬蓋板呈平板型，其與所述下層金屬蓋板壓合在一起并通過所述焊接帶焊接形成密封殼體；所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括連接上下兩層金屬蓋板的多孔毛細(xì)凸臺。
2.如權(quán)利要求1所述的平板熱管，其特征是所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)還包括多孔毛細(xì)薄層， 其分別與所述多孔毛細(xì)凸臺和下層金屬蓋板連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的平板熱管，其特征是所述的多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)是一體成型燒 結(jié)而成。
4.如權(quán)利要求3所述的平板熱管，其特征是所述多孔毛細(xì)凸臺均勻分布在所述密封 殼體內(nèi)部。
5.如權(quán)利要求3所述的平板熱管，其特征是所述密封殼體的內(nèi)部為真空，并封裝有工 作流體。
6.如權(quán)利要求5所述的平板熱管，所述工作流體是水、煤油、乙醇、甲醇或丙酮中的任一種。
7.如權(quán)利要求4所述的平板熱管，其特征是所述密封殼體的內(nèi)部為真空，并封裝有工 作流體。
8.如權(quán)利要求7所述的平板熱管，所述工作流體是水、煤油、乙醇、甲醇或丙酮中的任一種。
9.如權(quán)利要求6所述的平板熱管，其特征是所述金屬蓋板是銅、銅合金、鋁、鋁合金及 鎳中的任一種；所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)是銅粉、鋁粉、鎳粉及碳納米粉中的任一種經(jīng)一體式燒結(jié) 成型或擠壓成型。
10.如權(quán)利要求8所述的平板熱管，其特征是所述金屬蓋板是銅、銅合金、鋁、鋁合金 及鎳中的任一種；所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)是銅粉、鋁粉、鎳粉及碳納米粉中的任一種經(jīng)一體式燒 結(jié)成型或擠壓成型。
專利摘要本實用新型涉及一種一體式燒結(jié)支撐結(jié)構(gòu)的平板熱管，其包括上下兩層金屬蓋板以及設(shè)置在上下兩層金屬蓋板內(nèi)部的多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)，其特征是所述下層金屬蓋板利用沖壓成型工藝形成凹臺和分布在所述凹臺四周的焊接帶；所述上層金屬蓋板呈平板型，其與所述下層金屬蓋板壓合在一起并通過所述焊接帶焊接形成密封殼體；所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括連接上下兩層金屬蓋板的多孔毛細(xì)凸臺。該燒結(jié)式平板熱管把多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)制作成多凸臺形狀，同時作為支撐結(jié)構(gòu)，并通過多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)把上下兩層金屬蓋板連接在一起，從而避免了外加支撐結(jié)構(gòu)的工藝，同時有效地保護(hù)了平板熱管在后繼應(yīng)用中受壓或者高溫時的形變。
文檔編號F28F21/08GK201715908SQ20102021679
公開日2011年1月19日 申請日期2010年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者張禮華, 張禮政, 林梓榮 申請人:锘威科技(深圳)有限公司