本發(fā)明涉及一種熱柱結(jié)構(gòu)、其制作方法及治具。

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)熱量與日俱增，尤其是局部發(fā)熱過大，熱流分布不均的問題，嚴重影響到電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性，所以新型高效的電子散熱技術(shù)逐漸倍受關(guān)注。熱柱是一項用于應(yīng)對局部熱流過高所產(chǎn)生的熱點問題的新型高效的熱管技術(shù)，它具有與小熱源接觸，而熱擴散面積大的特點而得到廣泛應(yīng)用,解決電子產(chǎn)品因熱管散熱器面積大局限，傳導(dǎo)距離遠等缺點。傳統(tǒng)的熱柱結(jié)構(gòu)采用銅粉燒結(jié)形成傳輸工作流體的毛細結(jié)構(gòu)，制作這樣的熱柱結(jié)構(gòu)需要通過多次燒結(jié)，流程繁瑣，制作成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種熱柱結(jié)構(gòu)、其制作方法及治具，制作該熱柱結(jié)構(gòu)無需燒結(jié)，成本低而良率高。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種熱柱結(jié)構(gòu)，包括共同組成一個封閉腔體的管體、上蓋及底座，所述封閉腔體內(nèi)注有工作流體，所述上蓋和所述底座具有蝕刻毛細結(jié)構(gòu)，所述管體的內(nèi)壁具有蝕刻毛細結(jié)構(gòu)或溝槽毛細結(jié)構(gòu)并與所述上蓋和所述底座的蝕刻毛細結(jié)構(gòu)連為一體而形成工作流體的回流通道。

進一步地：

所述管體為銅管。

所述底座的表面具有環(huán)形安裝凹槽，所述管體通過鉚合在所述環(huán)形安裝凹槽中而與所述底座連接，在所述底座的表面，所述環(huán)形安裝凹槽的兩側(cè)分別具有鉚壓形成的凹陷，優(yōu)選為u形凹陷，所述凹陷的相對邊緣緊密嚙合所述管體。

所述上蓋至少部分套入所述管體內(nèi)部，所述管體箍緊在所述上蓋上。

所述管體與所述上蓋及所述底座的結(jié)合處通過銅焊密封。

一種熱柱結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下步驟：

a.在底座和上蓋上形成蝕刻毛細結(jié)構(gòu)，在管體上形成蝕刻毛細結(jié)構(gòu)或溝槽毛細結(jié)構(gòu)；

b.將所述管體與所述底座鉚壓結(jié)合；

c.將所述管體與所述上蓋箍緊結(jié)合；

d.對結(jié)合處進行密封處理，優(yōu)選地，通過銅焊密封；

e.通過注液管或注液口對所述管體內(nèi)加注工作流體，抽真空后封注液管或注液口。

進一步地：

所述底座具有環(huán)形安裝凹槽，步驟b中，將所述管體安裝在所述環(huán)形安裝凹槽中，并通過在所述底座的表面鉚壓，使所述環(huán)形安裝凹槽的兩側(cè)形成凹陷，所述凹陷的相對邊緣緊密嚙合所述管體。

步驟c中，將所述上蓋至少部分套入所述管體內(nèi)部，從所述管體的外部施加箍緊壓力，使所述管體箍緊在所述上蓋。

一種用于制作熱柱結(jié)構(gòu)的鉚壓治具，具有內(nèi)柱體和外套件，所述熱柱結(jié)構(gòu)的管體套裝在所述內(nèi)柱體和所述外套件之間，在所述內(nèi)圓柱體和所述外套件的鉚壓面的相對邊緣具有凸起，優(yōu)選為倒u形凸起，所述內(nèi)柱體和所述外套件壓到所述熱柱結(jié)構(gòu)的底座上時，所述凸起壓在所述底座上的環(huán)形安裝凹槽的兩側(cè)而形成凹陷，使所述凹陷的相對邊緣緊密嚙合安裝在所述環(huán)形安裝凹槽中的所述管體。

一種用于制作熱柱結(jié)構(gòu)的箍緊治具，具有一對箍緊件，所述一對箍緊件具有用于安放所述熱柱結(jié)構(gòu)的上蓋的支撐部和連接在所述支撐部的外側(cè)的箍緊壁，所述箍緊壁上具有向內(nèi)側(cè)的凸起，所述一對箍緊壁靠攏時擠壓插入所述上蓋與所述箍緊壁之間的管體，并通過所述凸起使所述管體發(fā)生形變從而箍緊在所述上蓋上。

本發(fā)明具有的有益效果：

本發(fā)明的熱柱結(jié)構(gòu)中，上蓋和底座具有蝕刻毛細結(jié)構(gòu)，管體的內(nèi)壁具有蝕刻毛細結(jié)構(gòu)或溝槽毛細結(jié)構(gòu)，并與上蓋和底座的蝕刻毛細結(jié)構(gòu)連為一體而形成工作流體的回流通道，該熱柱結(jié)構(gòu)制作簡易，不需要銅粉燒結(jié)形成毛細結(jié)構(gòu)，省去了傳統(tǒng)的銅粉填充、多次高溫?zé)Y(jié)、芯棒治具制作等一系列繁瑣的處理工藝,還消除了因銅粉的厚度阻抗導(dǎo)致傳導(dǎo)熱性減弱的缺點，制作良率高，能有效節(jié)能減耗，大幅度降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率。

本發(fā)明及其優(yōu)選實施例的具體優(yōu)點體現(xiàn)在如下方面：

1.本發(fā)明解決了傳統(tǒng)熱柱結(jié)構(gòu)需要通過多次燒結(jié)繁瑣流程、制作成本高的問題；無燒結(jié)工藝生產(chǎn)成本可以較傳統(tǒng)工藝降低30％以上；

2.通過底板與管體鉚合以及管體箍緊上蓋的連接方式，配合各自的毛細結(jié)構(gòu)，可靠地實現(xiàn)了工作流體(工質(zhì))順暢循環(huán)回流；

3.通過采用鉚壓及箍口方式可達到良好的密封性；

4.本發(fā)明解決了傳統(tǒng)熱柱結(jié)構(gòu)生產(chǎn)良率低的問題，大幅度提升生產(chǎn)良率，由傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的90％良率提升到99.9％良率；

5.通過本發(fā)明熱柱結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)工藝總體可以降低生產(chǎn)成本40％以上，大幅度降低生產(chǎn)成本，使熱柱產(chǎn)品更廣泛應(yīng)用到散熱領(lǐng)域。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的熱柱結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例的底座、管體裝配示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例的鉚接治具示意圖；

圖4為鉚接治具內(nèi)先放入管體的示意圖；

圖5為放入底座進行組合的示意圖；

圖6為進行鉚接的示意圖；

圖7為鉚接完成的示意圖；

圖8和圖9分別為鉚接前與鉚接后的連接部位對比示意圖；

圖10為本發(fā)明實施例的上蓋、管體裝配示意圖；

圖11為本發(fā)明實施例的箍緊治具示意圖；

圖12為在箍緊治具上先放入裝好注液管的上蓋的示意圖；

圖13為放入鉚接好底座的管體的示意圖；

圖14為進行緊箍的示意圖；

圖15為箍緊完成的示意圖；

圖16和圖17分別為箍緊前與箍緊后的連接部位對比示意圖；

圖18為在鉚接部位、箍緊部位、注液管處填補焊料密封焊接的示意圖；

圖19為注入工質(zhì)、抽取真空、封裝焊接后，將注液管折平后(注液管折平且不高于管體平面)的成品示意圖；

圖20為本發(fā)明實施例的具有蝕刻毛細結(jié)構(gòu)的底座示意圖；

圖21為本發(fā)明實施例的具有溝槽毛細結(jié)構(gòu)的管體示意圖；

圖22為本發(fā)明實施例的具有蝕刻毛細結(jié)構(gòu)的上蓋示意圖；

圖23為本發(fā)明實施例的具有溝槽毛細結(jié)構(gòu)的管體截面圖。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的實施方式作詳細說明。應(yīng)該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。

參閱圖1至圖23，在一種實施例中，一種熱柱結(jié)構(gòu)，包括共同組成一個封閉腔體的上蓋1、管體2及底座3，所述封閉腔體內(nèi)注有工作流體，所述上蓋1和所述底座3具有蝕刻毛細結(jié)構(gòu)，所述管體2的內(nèi)壁具有蝕刻毛細結(jié)構(gòu)或溝槽毛細結(jié)構(gòu)并與所述上蓋1和所述底座3的蝕刻毛細結(jié)構(gòu)連為一體而形成工作流體的回流通道。

在優(yōu)選實施例中，所述管體2為銅管。

在優(yōu)選實施例中，所述底座3的表面具有環(huán)形安裝凹槽4，所述管體2通過鉚合在所述環(huán)形安裝凹槽4中而與所述底座3連接，在所述底座3的表面，所述環(huán)形安裝凹槽4的兩側(cè)分別具有鉚壓形成的凹陷8，所述凹陷8的相對邊緣緊密嚙合所述管體2。在更優(yōu)選實施例中，所述凹陷8為u形凹陷。

在優(yōu)選實施例中，所述上蓋1至少部分套入所述管體2內(nèi)部，所述管體2箍緊在所述上蓋1上。

在優(yōu)選實施例中，所述管體2與所述上蓋1及所述底座3的結(jié)合處通過銅焊密封。

在一種實施例中，一種熱柱結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下步驟：

a.在底座3和上蓋1上形成蝕刻毛細結(jié)構(gòu)，在管體2上形成蝕刻毛細結(jié)構(gòu)或溝槽毛細結(jié)構(gòu)；

b.將所述管體2與所述底座3鉚壓結(jié)合；

c.將所述管體2與所述上蓋1箍緊結(jié)合；

d.對結(jié)合處進行密封處理，優(yōu)選地，通過銅焊密封；

e.通過注液管9或注液口對所述管體2內(nèi)加注工作流體，抽真空后封注液管9或注液口。

在優(yōu)選實施例中，所述底座3具有環(huán)形安裝凹槽4，步驟b中，將所述管體2安裝在所述環(huán)形安裝凹槽4中，并通過在所述底座3的表面鉚壓，使所述環(huán)形安裝凹槽4的兩側(cè)形成凹陷8，所述凹陷8的相對邊緣緊密嚙合所述管體2。

在優(yōu)選實施例中，步驟c中，將所述上蓋1至少部分套入所述管體2內(nèi)部，從所述管體2的外部施加箍緊壓力，使所述管體2箍緊在所述上蓋1。

在一種實施例中，一種用于制作熱柱結(jié)構(gòu)的鉚壓治具，具有內(nèi)柱體5和外套件6，所述熱柱結(jié)構(gòu)的管體2套裝在所述內(nèi)柱體5和所述外套件6之間，在所述內(nèi)圓柱體和所述外套件6的鉚壓面的相對邊緣具有凸起7，所述內(nèi)柱體5和所述外套件6壓到所述熱柱結(jié)構(gòu)的底座3上時，所述凸起7壓在所述底座3上的環(huán)形安裝凹槽4的兩側(cè)而形成凹陷8，使所述凹陷8的相對邊緣緊密嚙合安裝在所述環(huán)形安裝凹槽4中的所述管體2。

在優(yōu)選的實施例中，所述凸起7為倒u形凸起。

在一種實施例中，一種用于制作熱柱結(jié)構(gòu)的箍緊治具，具有一對箍緊件，所述一對箍緊件具有用于安放所述熱柱結(jié)構(gòu)的上蓋1的支撐部10和連接在所述支撐部的外側(cè)的箍緊壁11，所述箍緊壁11上具有向內(nèi)側(cè)的凸起12，所述一對箍緊壁靠攏時擠壓插入所述上蓋1與所述箍緊壁之間的管體2，并通過所述凸起12使所述管體2發(fā)生形變從而箍緊在所述上蓋1上。

在一個具體實施例中，利用具有蝕刻毛細結(jié)構(gòu)的上蓋1、管體2及底座3，裝配熱柱結(jié)構(gòu)的過程包括以下步驟：

將管體2與底座3先進行松配組合再用鉚壓治具鉚壓緊配；

將注液管9與上蓋1進行過盈配合組配；

將上蓋1與管體2進行松配組合再用箍緊治具進行口部箍緊；

在管體2與底座3、上蓋1緊配結(jié)合處放置銅焊環(huán)或涂銅焊膏13進行高溫焊接密封；

通過注液管9向熱柱密閉腔體內(nèi)加注工作流體并抽真空封口，完成熱柱成品。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體/優(yōu)選的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，其還可以對這些已描述的實施方式做出若干替代或變型，而這些替代或變型方式都應(yīng)當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。