專利名稱：一種燒結(jié)式均熱板及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種均熱板及其制作方法，特別涉及一種燒結(jié)式均熱 板及其制作方法。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子元件運(yùn)算頻率越來越高，同時(shí)產(chǎn) 生的熱流密度也越來越大，電子散熱技術(shù)也受到了業(yè)界的高度重視。 電子散熱具有下述顯著趨勢(shì)局部熱流密度大，熱流分布不均勻，高 熱流局限在很小的空間范圍內(nèi)，易出現(xiàn)所謂的熱點(diǎn)，電子設(shè)備在啟動(dòng) 過程中，容易出現(xiàn)功率的瞬時(shí)飆升，但是所需要散失的總熱量并不是
很大(估計(jì)不超過5Q0W)。
為了解決以上問題，不同類型的均熱板被廣泛應(yīng)用到電子散熱技 術(shù)領(lǐng)域，其中散熱效果最顯著的是熱管式均熱板。熱管式均熱板已有 多種形式被提出，但多是利用上下兩平板形成一密閉空間，且在兩平 板的內(nèi)壁上置入毛細(xì)結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)，毛細(xì)結(jié)構(gòu)包括金屬絲網(wǎng)、多孔 金屬材料及在支撐結(jié)構(gòu)上直接制作多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)。這種熱管式均熱板 的機(jī)械加工成本高，不容易焊接，容易變形。因此，隨著對(duì)均熱板的 要求越來越高，各種類型的均熱板均出現(xiàn)了瓶頸，如毛細(xì)力的不足、 毛細(xì)結(jié)構(gòu)與外殼內(nèi)表面的接觸熱阻過大、支撐結(jié)構(gòu)對(duì)蒸汽流動(dòng)的阻礙， 以及均熱板的強(qiáng)度不夠都直接影響散熱效率
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種制作簡(jiǎn)單，毛細(xì)性 能好，熱阻小的燒結(jié)式均熱板。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案 一種燒結(jié)式均 熱板，包括將金屬圓管壓扁后對(duì)其兩端密封而形成的密閉外殼、在密 閉外殼內(nèi)壁上以金屬粉末燒結(jié)形成的多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)、由金屬絲網(wǎng)制成 的支撐結(jié)構(gòu)和填充在密閉殼體內(nèi)的工作流體，所述支撐結(jié)構(gòu)置于密閉 外殼的空腔內(nèi)，并與密閉外殼的上下內(nèi)壁相接觸。
作為優(yōu)選，所述制成支撐結(jié)構(gòu)的金屬絲網(wǎng)上具有直接沖壓出的至 少一個(gè)溝槽。
作為優(yōu)選，所述制成支撐結(jié)構(gòu)的金屬絲網(wǎng)上具有裁剪出的至少一 個(gè)孔。
進(jìn)一步優(yōu)選，所述支撐結(jié)構(gòu)上的溝槽或孔為多個(gè)，多個(gè)溝槽相連 通分布在金屬絲網(wǎng)上。
作為優(yōu)選，所述支撐結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為銅、銅合金、鋁、鋁合金或不 銹鋼等高導(dǎo)熱性的金屬材料。
作為優(yōu)選，所述工作流體為沸點(diǎn)低于發(fā)熱元件處溫度的水、煤油 或酒精等。
作為優(yōu)選，所述制成金屬圓管的材料為銅、銅合金、鋁、鋁合金 或不銹鋼等高導(dǎo)熱性的金屬材料。
作為優(yōu)選，所述用于燒結(jié)的金屬粉末為銅粉、鋁粉、鎳粉或納米 碳粉。
作為優(yōu)選，所述用于燒結(jié)的金屬粉末為相同目數(shù)的粉末或有不同 目數(shù)的粉末混合而成。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種燒結(jié)式均熱板的制作方法，該方 法包括以下步驟1、選擇兩端開口的空心金屬圓管，沿金屬圓管的軸線方向插入中
芯棒;
2 、在中芯棒與金屬圓管內(nèi)壁的間隙填入金屬粉末并進(jìn)行燒結(jié)；
3、 燒結(jié)完成后，取出中芯棒，將金屬圓管進(jìn)行預(yù)壓，得到未封口、 上下表面為平面的中空的扁平金屬管；
4、 裁剪金屬絲網(wǎng)，并在金屬絲網(wǎng)的表面上沖壓或裁剪出所需的溝 槽或孔的形狀；
5、 將步驟4處理后的支撐結(jié)構(gòu)插入步驟3中預(yù)壓后的中空的扁平 金屬管內(nèi)；
6、 將成型后的扁平金屬管兩端的上下壁面向一起壓合并預(yù)留注液 管連接接口 ，再將壓合處再進(jìn)行焊氬封口 ；
7、 將注液管通過4艮焊的方式連接在預(yù)留注液管連接接口上，并對(duì) 其進(jìn)行真空測(cè)漏；
8、 通過注液管向成型后的均熱板內(nèi)注入工作流體，并對(duì)其進(jìn)行抽 真空、封口，即完成了均熱板的制作。
作為優(yōu)選，所述注液管采用銅、鋁或不銹鋼材質(zhì)，注液管的外徑 大于lmm。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于
1、 本發(fā)明的多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)釆用金屬粉末直接燒結(jié)形成，減小了多 孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)與密閉外殼內(nèi)表面的接觸熱阻，并能提供更大的毛細(xì)力， 便于工作流體及時(shí)回流至蒸發(fā)面。
2、 本發(fā)明的支撐結(jié)構(gòu)采用金屬絲網(wǎng)直接沖壓成型，制作方便，金 屬絲網(wǎng)上沖壓或剪出的至少一個(gè)溝槽或孔成為蒸汽流動(dòng)的通道，該通
道使蒸汽以最快的速度充滿整個(gè)均熱板內(nèi)部，有利于蒸汽的有效擴(kuò)散， 該通道同時(shí)也作為工作流體的回流通道。3、 本發(fā)明的支撐結(jié)構(gòu)未經(jīng)燒結(jié)和退火處理，其石更度高，且其與密
閉殼體的接觸面積大，可以起到很好支撐均熱板的作用，保證均熱板 在成型過程中不會(huì)出現(xiàn)凹陷的現(xiàn)象，并提高了均熱板的硬度。
4、 本發(fā)明均熱板的散熱功率大，可解決發(fā)熱元件熱流密度日益增 大的問題。
5、 本發(fā)明的均熱板的結(jié)構(gòu)和制作工藝筒單，可實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)， 特別是可應(yīng)用于大型伺服器的散熱設(shè)計(jì)中。


圖1為本發(fā)明燒結(jié)式均熱板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明支撐結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明支撐結(jié)構(gòu)的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本發(fā)明燒結(jié)有多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的金屬圓管的剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖5為本發(fā)明燒結(jié)有多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)的金屬圓管的俯視圖。
圖6為本發(fā)明燒結(jié)式均熱板的制作方法的一部分流程圖。
才示^己i兌明
l-密閉殼體 2-多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu) 3-支撐結(jié)構(gòu)
4-中芯棒 5-溝槽 6-凸臺(tái)
7-金屬絲網(wǎng) 8-注液管 9-孔
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作 為對(duì)本發(fā)明的限定。
如圖l所示的燒結(jié)式均熱板，包括壓扁后的密閉殼體l、多孔毛細(xì) 結(jié)構(gòu)2、沖壓成型的支撐結(jié)構(gòu)3和填充在密閉殼體1內(nèi)的工作流體。所述的多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)2是將金屬粉末燒結(jié)在密閉殼體1的內(nèi)壁上而形成， 所述的金屬粉末為銅粉、鋁粉、鎳粉或納米碳粉。所述支撐結(jié)構(gòu)3置 于密閉殼體1內(nèi)，并且支撐結(jié)構(gòu)3的凸出部位與密閉殼體1的內(nèi)壁相 接觸，用于支持密閉殼體l，所述密閉殼體l的材質(zhì)為具有彈性、高導(dǎo) 熱性的金屬材料，可以是銅、銅合金、鋁、鋁合金或不銹鋼等，所述 支撐結(jié)構(gòu)3的材質(zhì)與其對(duì)應(yīng)的密閉殼體1的材質(zhì)相同。所述工作流體 為沸點(diǎn)低于發(fā)熱元件處溫度的水、煤油或酒精等。
如圖2所示，所述支撐結(jié)構(gòu)3是使用不同目數(shù)的金屬絲網(wǎng)7直接 沖壓，^v而在金屬絲網(wǎng)7的表面上形成溝槽5，所述金屬絲網(wǎng)7可以直 接從市場(chǎng)上購買，根據(jù)均熱板應(yīng)用過程中的要求來設(shè)計(jì)所述金屬絲網(wǎng)7 上溝槽5的個(gè)數(shù)和形狀，多個(gè)溝槽5之間可以相連通也可以不相連通。 如圖2所示，優(yōu)選所述金屬絲網(wǎng)7上溝槽5的數(shù)量為多個(gè)，所述溝槽5 的形狀可以為從中心向外發(fā)散，且在中心處多個(gè)溝槽5相連通。
如圖3所示的支撐結(jié)構(gòu)為直接在金屬絲網(wǎng)7上裁剪出孔9，孔9的 個(gè)數(shù)為4個(gè)，所述4個(gè)孔9也朝四周發(fā)散，4個(gè)孔9彼此之間不連通。 另外，可以將金屬絲網(wǎng)7直接作為支撐結(jié)構(gòu)使用，而不需作沖壓溝槽5 或裁剪孔9的處理，只需將金屬絲網(wǎng)7裁成合適的大小，直接插入預(yù) 壓后的中空的扁平金屬管內(nèi)即可。
下面對(duì)燒結(jié)式均熱板的制作方法進(jìn)行說明
如圖4和圖5所示，首先選擇兩端開口的空心金屬圓管，沿金屬 圓管的軸線方向插入中芯棒4 ;根據(jù)所述多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)2的厚度選擇 中芯棒4的直徑。所述中芯棒4的材質(zhì)為熔點(diǎn)和硬度大于金屬圓管的 金屬，如不銹鋼。將金屬圓管固定套在中芯棒4上，如圖4所示，所 述的中芯棒4的一端設(shè)有凸臺(tái)6。所述金屬圓管套到中芯棒上后，金 屬圓管的下端位于中芯棒4的凸臺(tái)6上。然后在中芯棒6與金屬圓管內(nèi)壁的間隙處填入金屬粉末，將其整
體放入高溫爐中進(jìn)行燒結(jié)；然后取出中芯棒4，所述金屬圓管的內(nèi)壁 上便燒結(jié)有多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)2 ，如圖5所示。
燒結(jié)完成后，取出中芯棒4，將內(nèi)壁燒結(jié)有多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)2的金 屬圓管進(jìn)行預(yù)壓，得到未封口、上下表面為平面的中空的扁平金屬管 ，如圖6中的C部分所示。根據(jù)所制作的均熱板的強(qiáng)度和厚度選擇金 屬絲網(wǎng)7的絲徑，如果所制作的均熱板的強(qiáng)度要求高和厚度較厚，所 選擇金屬絲網(wǎng)7的絲徑大，如果所制作的均熱板的強(qiáng)度要求低和厚度 較薄，所選擇金屬絲網(wǎng)7的絲徑小。然后根據(jù)均熱板在應(yīng)用中的需要 用高硬度的金屬壓模對(duì)金屬絲網(wǎng)進(jìn)行沖壓使金屬絲網(wǎng)7表面形成溝槽 5，根據(jù)需要設(shè)定溝槽5的個(gè)數(shù)和彼此之間的設(shè)置位置，由于金屬絲 網(wǎng)7上沖壓有溝槽5 ，使金屬絲網(wǎng)7的表面呈現(xiàn)高度差，起支撐作用， 同時(shí)蒸汽可以迅速在均熱板內(nèi)部沿溝槽5和網(wǎng)孔擴(kuò)散。所述溝槽5的 沖壓深度應(yīng)達(dá)到支撐結(jié)構(gòu)3頂住上下兩面的多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)2為準(zhǔn)。或 者在金屬絲網(wǎng)7上直接裁剪出孔9再或者不需上述處理，直接將金屬 絲網(wǎng)7裁成合適的大小，即可使用。然后將上述三種情況的金屬絲網(wǎng) 支撐結(jié)構(gòu)3插入預(yù)壓后的中空的扁平金屬管內(nèi)，如圖6中的D部分所 示；再次進(jìn)行成型壓邊，將均熱板上下兩個(gè)面的側(cè)邊壓合在一起，同 時(shí)在任意一側(cè)邊留出一小孔，該小孔為預(yù)留注液管連接口，其外徑小 于或略大于均熱板厚度，再在壓合處進(jìn)行氬焊封口，如圖6的流程圖 中的E、 F部分所示；。所述注液管選用與外殼相同材料的外徑較小的 金屬圓管制成，再使用外加焊料將注液管與殼體1上預(yù)留的注液管連 接口焊接在一起，如圖6的流程圖中的G部分所示。然后對(duì)所述燒結(jié)
式均熱板進(jìn)行測(cè)漏，確保以上焊接是否完好、均熱板外殼是否有微漏。 測(cè)漏完成后，達(dá)到測(cè)漏標(biāo)準(zhǔn)的燒結(jié)式均熱4反即可進(jìn)入注液流:程，注液流程是將所述一定量工作流體注進(jìn)均熱板的密封腔內(nèi)，并對(duì)所述密封 腔進(jìn)行抽真空搡作，當(dāng)達(dá)到所需真空度后，直接用切刀將所述注液管 截?cái)?，并?duì)截?cái)嗵幫饧颖Ｗo(hù)措施。
權(quán)利要求
1、一種燒結(jié)式均熱板，其特征在于，包括將金屬圓管壓扁后對(duì)其兩端密封而形成的密閉外殼、在密閉外殼內(nèi)壁上以金屬粉末燒結(jié)形成的多孔毛細(xì)結(jié)構(gòu)、由金屬絲網(wǎng)制成的支撐結(jié)構(gòu)和填充在密閉殼體內(nèi)的工作流體，所述支撐結(jié)構(gòu)置于密閉外殼的空腔內(nèi)，并與密閉外殼的上下內(nèi)壁相接觸。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)式均熱板，其特征在于，所述制成支撐結(jié)構(gòu)的金屬絲網(wǎng)上具有沖壓出的至少一個(gè)溝槽。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)式均熱板，其特征在于，所述制成 支撐結(jié)構(gòu)的金屬絲網(wǎng)上具有裁剪出的至少一個(gè)孔。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的燒結(jié)式均熱板，其特征在于，所述 制成支撐結(jié)構(gòu)的金屬絲網(wǎng)上的溝槽或孔為多個(gè)，多個(gè)溝槽相連通分布 在金屬絲網(wǎng)上。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的燒結(jié)式均熱板，其特征在 于，所述支撐結(jié)構(gòu)的材質(zhì)為銅、銅合金、鋁、鋁合金或不銹鋼高導(dǎo)熱 性的金屬材料。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)式均熱板，其特征在于，所述工作 流體為沸點(diǎn)低于發(fā)熱元件處溫度的水、煤油或酒精。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)式均熱板，其特征在于，制成所述 金屬圓管的材料為銅、銅合金、鋁、鋁合金或不銹鋼高導(dǎo)熱性的金屬 材料。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒結(jié)式均熱板，其特征在于，所述用于 燒結(jié)的金屬粉末為銅粉、鋁粉、鎳粉或納米碳粉。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的燒結(jié)式均熱板，其特征在于，所述 用于燒結(jié)的金屬粉末為相同目數(shù)的粉末或有不同目數(shù)的粉末混合而成。
10、 一種燒結(jié)式均熱板的制作方法，該方法包括以下步驟1)、選擇兩端開口的空心金屬圓管，沿金屬圓管的軸線方向插入 中芯棒；2)、在中芯棒與金屬圓管內(nèi)壁的間隙填入金屬粉末并進(jìn)行燒結(jié)；3) 、燒結(jié)完成后，取出中芯棒，將金屬圓管進(jìn)行預(yù)壓，得到未封 口、上下表面為平面的中空的扁平金屬管；4) 、裁剪金屬絲網(wǎng)，和/或在金屬絲網(wǎng)的表面上沖壓或裁剪出所需 的溝槽或孔的形狀；5) 、將步驟4)處理后的支撐結(jié)構(gòu)插入步驟3)中預(yù)壓后的中空的扁平金屬管內(nèi)；6)、將成型后的扁平金屬管兩端的上下壁面向一起壓合并預(yù)留注 液管連接接口 ，再將壓合處再進(jìn)行焊氬封口 ；7) 、將注液管通過4艮焊的方式連接在預(yù)留注液管連接接口上，并 對(duì)其進(jìn)行真空測(cè)漏；8) 、通過注液管向成型后的均熱板內(nèi)注入工作流體，并對(duì)其進(jìn)行 抽真空、封口，即完成了均熱板的制作。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的燒結(jié)式均熱板的制作方法，其特征在 于，所述注液管采用銅、鋁或不4秀鋼材質(zhì)，注液管的外徑大于lmm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燒結(jié)式均熱板，包括將金屬圓管壓扁后對(duì)其兩端密封形成的密閉外殼、在密閉外殼內(nèi)壁上燒結(jié)形成的毛細(xì)結(jié)構(gòu)、由金屬絲網(wǎng)沖壓成型的支撐結(jié)構(gòu)和填充在密閉殼體內(nèi)的工作流體，所述支撐結(jié)構(gòu)置于密閉外殼的空腔內(nèi)。本發(fā)明同時(shí)公開了燒結(jié)式均熱板的制作方法。本發(fā)明均熱板的毛細(xì)結(jié)構(gòu)與密閉外殼內(nèi)表面的接觸熱阻小，毛細(xì)力強(qiáng)，便于工作流體及時(shí)回流至蒸發(fā)面。支撐結(jié)構(gòu)采用金屬絲網(wǎng)直接沖壓成型，制作方便，金屬絲網(wǎng)的網(wǎng)孔和沖壓出的溝槽為蒸汽流動(dòng)的通道，有利于蒸汽的有效擴(kuò)散，該通道同時(shí)也作為工作流體的回流通道。本發(fā)明的均熱板的結(jié)構(gòu)和制作工藝簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)大量生產(chǎn)，特別是可應(yīng)用于大型伺服器的散熱設(shè)計(jì)中。
文檔編號(hào)F28D15/02GK101566440SQ20081009503
公開日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2008年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月23日
發(fā)明者古巧殊, 謝遠(yuǎn)東, 陳其亮, 高媛媛 申請(qǐng)人:中山偉強(qiáng)科技有限公司