CN102818467B - 平板热管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种平板热管，包括带凸包的第一传热盖板和第二传热盖板，所述第一传热盖板的凸包为通孔结构，所述第二传热盖板的凸包穿插于所述第一传热盖板的凸包的通孔内并焊接在一起，所述第一传热盖板的凸包的外壁上覆盖有连接第一、第二传热盖板的多孔毛细结构。还公开一种相应的平板热管制作方法。本发明可有效加强平板热管的机械强度，并提高平板热管的稳定性及应用灵活性。
Description
技术领域
本发明涉及一种传热和散热设备，具体而言涉及一种平板热管及其制作方法。
背景技术
随着电子技术的飞速发展，晶体管的集成度越来越高，芯片的发热量与日俱增，尤其是局部发热过大，热流分布不均的问题，严重影响到电子产品的稳定性，所以新型高效的电子散热技术逐渐倍受关注。平板热管是一项用于应对局部热流过高所产生的热点问题的新型热管技术，它具有与小热源接触，而热扩散面积大的特点，但同时也由于热扩散面积大，往往容易造成平板热管的机械强度不足，容易变形。目前主要采用增强平板热管内部机械强度的办法是外加支撑结构，如加入丝网，金属冲压片，金属柱等。但这些方案均存在不稳定性，因为支撑结构的连接位置处于平板热管内部，在生产过程中无法检查连接状态，甚至会导致支撑结构错位的情况，直接影响平板热管的传热性能。另外这些传统方案在处理平板热管内部设置安装孔工艺时，无法在安装孔处布置支撑结构，而这个部位往往是受压最为严重的地方。因此传统平板热管内置支撑结构的方案存在不少的应用缺陷，为此，提出一种新型的平板热管支撑结构来解决其机械强度不足的问题是平板热管技术广泛推广所迫切需求的。
发明内容
本发明为克服上述现有技术中需要在平板热管内外加设置支撑结构而导致的不稳定问题，提供一种平板热管及其制作方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种平板热管，包括带凸包的第一传热盖板和第二传热盖板，所述第一传热盖板的凸包为通孔结构，所述第二传热盖板的凸包穿插于所述第一传热盖板的凸包的通孔内并焊接在一起，所述第一传热盖板的凸包的外壁上覆盖有连接第一、第二传热盖板的多孔毛细结构。
优选地，所述第二传热盖板的凸包可以为通孔结构。
优选地，所述第二传热盖板的凸包的壁上可以覆盖有连接第一、第二传热盖板的多孔毛细结构。
优选地，还包括对应于所述第一、第二传热盖板的加热区位置而设置的多孔毛细结构凸起阵列，阵列中的每个凸起连接第一、第二传热盖板。
优选地，所述多孔毛细结构是与所述第一，或第二，或同时两传热盖板一体烧结成型或挤压成型。
优选地，所述第二传热盖板的凸包与所述第一传热盖板的凸包之间具有作为焊接带的狭缝。
优选地，所述第一传热盖板和所述第二传热盖板是金属盖板，所述金属是铜、铜合金、铝、铝合金及镍中的任一种。
优选地，所述多孔毛细结构是由铜粉、铝粉、镍粉及碳纳米粉中的任一种与所述第一，或第二，或同时两传热盖板一体式烧结成型或挤压成型。
优选地，所述第一传热盖板具有凹台和所述凹台四周较高的焊接带，所述第一传热盖板的凸包位于所述凹台中，所述焊接带与所述第二传热盖板的边缘部焊接。
一种平板热管的制作方法，包括以下步骤：
a.提供带凸包的第一传热盖板和第二传热盖板，所述第一传热盖板的凸包为可供所述第二传热盖板的凸包穿插的通孔结构；
b.在所述第一传热盖板上一体成型覆盖于所述第一传热盖板的凸包的外壁的多孔毛细结构；
c.将第一传热盖板和第二传热盖板的凸包相互穿插，定位并在穿插缝隙处实施焊接，完成后使得多孔毛细结构与所述第二传热盖板的内壁连接。
步骤b还包括在所述第一传热盖板上对应于加热区位置而一体成型多孔毛细结构凸起阵列，步骤c完成后还使得多孔毛细结构凸起阵列的每个凸起与所述第二传热盖板的内壁连接。
本发明有益的技术效果在于：
本发明的平板热管其支撑结构通过凸包通孔互穿结构和粘结两盖板的多孔毛细结构组合而成，凸包互相穿插焊接后形成主要的支撑结构，连接两金属盖板内壁的多孔毛细结构形成辅助的支撑结构，同时多孔毛细结构也作为吸液芯分布在平板热管内部帮助其运行时的工质回流。这种支撑结构在保证平板热管的传热性能外，大大加强了其机械强度。本发明设计了凸包及多孔毛细结构的内外两层支撑结构来加强平板热管的机械强度，且对提高平板热管的稳定性和应用灵活性有很大的帮助：
（1）利用通孔凸包互相穿插紧配焊接后形成主要的支撑结构，具有良好的机械强度，而且连接处外置于平板热管，在生产过程中容易监控和进行补强方案；
（2）多孔毛细结构设置与通孔凸包壁面（平板热管内腔），连接两层金属盖板作为辅助支撑结构，既保证了平板热管内部工质回流的通道，也增加了平板热管内部强度；
（3）当第二传热盖板的凸包同时为通孔结构时，凸包既是支撑结构又可以作为平板热管的安装孔位，使得平板热管的应用更为灵活。
本发明避免了传统方案外加支撑结构的复杂工艺，自身盖板的凸包结构实现通孔穿插焊接即形成支撑结构，增强了平板热管的机械强度，有效地防止变形，同时也使得平板热管的内部可以实施安装孔工艺，大大提高平板热管的应用灵活性。
附图说明
图1是本发明实施例平板热管的第一金属盖板外侧视图；
图2是本发明实施例平板热管的侧视图；
图3是本发明实施例平板热管的第二金属盖板外侧视图；
图4a-图4b是本发明实施例平板热管支撑结构的分解视图（图中多孔毛细结构以虚线绘示，表示并非独立的板结构)；
图5a和图5b是本发明实施例平板热管在两个视角上的爆炸视图（图中多孔毛细结构以虚线绘示，表示并非独立的板结构)。
具体实施方式
以下通过实施例结合附图对本发明进行进一步的详细说明。
请参阅图1-图5b，在一个实施例里，平板热管包括带大凸包13的传热盖板1和带小凸包31的传热盖板3，其中传热盖板1的大凸包13为通孔结构，传热盖板3的小凸包31穿插于传热盖板1的大凸包13的通孔内并焊接在一起，所述第一传热盖板的凸包的外壁上覆盖有连接第一、第二传热盖板的多孔毛细结构2。这样，凸包13、31互相穿插焊接后形成平板热管主要的支撑结构，而连接两传热盖板内壁的多孔毛细结构2形成辅助的支撑结构。典型的传热盖板为金属盖板，例如是铜、铜合金、铝、铝合金及镍中的任一种。多孔毛细结构可以是由铜粉、铝粉、镍粉及碳纳米粉中的任一种在传热盖板1上经一体式烧结成型或挤压成型。
图1-图3、图5a-5b所示是具体实施例的平板热管的不同视图，平板热管包括带凸包大通孔的金属盖板1、多孔毛细结构2、带凸包小通孔/无通孔的金属盖板3、焊接带4。其中带凸包的金属盖板1和3呈彼此互相穿插紧配，形成定位后，凸包交接处的狭缝为焊接带4，这里用于填充一定量的焊膏或焊料，经过高温处理后，可将两层的金属盖板牢牢地连接在一起，这样便形成了主要的支撑结构。金属盖板3可根据实际的热板安装要求选择是否采用凸包通孔结构。另外，多孔毛细结构2可与金属盖板1进行一体烧结，并覆盖在金属板凸包方向一侧（即平板热管内腔），而当金属盖板1和3根据凸包位置穿插紧配焊接后，多孔毛细结构2即与两层金属盖板内壁连接，形成辅助支撑结构。金属盖板3可根据实际的要求选择是否进行毛细结构的设置。
图5a-5b为具体应用该支撑结构的平板热管爆炸分解视图。如图所示，平板热管包括金属盖板1、金属盖板3、多孔毛细结构2，在该应用实例中，选择金属盖板1与热源接触，为加热面，选择金属盖板3为散热端。首先选在金属盖板1利用机械冲压，使金属材料延展形成凹台11和四周的焊接带12（成型后的金属盖板1近似于上部开口的浅盒子），再在凹台11的区域利用机械抽孔技术形成四个通孔大凸包13，然后通过模具一体烧结形成紧贴于凹台11和凸包13内壁的多孔毛细结构2。也可根据实际的加热区位置设置多孔毛细结构凸起阵列21。同样地，金属盖板3利用机械抽孔技术形成四个小凸包31，这里考虑到平板热管的安装要求，小凸包31采用通孔结构，其余金属盖板3的位置保持平面结构。对于金属盖板的焊接，可以有如下方案：第一，把金属盖板1和3根据凸包位置穿插，利用治具紧配后，再金属盖板1的焊接带12和凸包互相穿插的空隙焊接带4施加氩弧焊技术，把两金属板熔接再一起；第二，预先在金属盖板1的焊接带12，多孔毛细结构凸起阵列21处涂上焊膏，然后两金属盖板根据凸包位置穿插紧配后，再在空隙焊接带4涂上焊膏，完成后进行高温处理，即把两金属板连接再一起。此时支撑结构也随之形成，通孔凸包互相穿插焊接后形成了主要的支撑结构，连接两金属盖板内壁的多孔毛细结构形成辅助的支撑结构，同时多孔毛细结构也作为吸液芯分布在平板热管内部帮助其运行时的工质回流。在保证平板热管的传热性能外，大大加强了其机械强度。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种平板热管，其特征在于,包括带凸包的第一传热盖板和第二传热盖板，所述第一传热盖板的凸包为通孔结构，所述第二传热盖板的凸包穿插于所述第一传热盖板的凸包的通孔内并焊接在一起，所述第一传热盖板的凸包的外壁上覆盖有连接第一、第二传热盖板的多孔毛细结构。
2.如权利要求1所述的平板热管，其特征在于，所述第二传热盖板的凸包为通孔结构，和/或者，所述第二传热盖板的凸包的壁上覆盖有连接第一、第二传热盖板的多孔毛细结构。
3.如权利要求1所述的平板热管，其特征在于,还包括对应于所述第一、二传热盖板的加热区位置而设置的多孔毛细结构凸起阵列，阵列中的每个凸起连接第一、第二传热盖板。
4.如权利要求1至3任一项所述的平板热管，其特征在于,所述多孔毛细结构是与所述第一，或第二，或同时两传热盖板一体烧结成型或挤压成型。
5.如权利要求1至3任一项所述的平板热管，其特征在于,所述第二传热盖板的凸包与所述第一传热盖板的凸包之间具有作为焊接带的狭缝。
6.如权利要求1至3任一项所述的平板热管，其特征在于,所述第一传热盖板和所述第二传热盖板是金属盖板，所述金属是铜、铜合金、铝、铝合金及镍中的任一种。
7.如权利要求1至3任一项所述的平板热管，其特征在于,所述多孔毛细结构是由铜粉、铝粉、镍粉及碳纳米粉中的任一种与所述第一，或第二，或同时两传热盖板一体式烧结成型或挤压成型。
8.如权利要求1至3任一项所述的平板热管，其特征在于,所述第一传热盖板具有凹台和所述凹台四周的焊接带，所述第一传热盖板的凸包在所述凹台中，所述焊接带与所述第二传热盖板的边缘部焊接。
9.一种平板热管的制作方法，其特征在于,包括以下步骤：
a.提供带凸包的第一传热盖板和第二传热盖板，所述第一传热盖板的凸包为可供所述第二传热盖板的凸包穿插的通孔结构；
b.在所述第一传热盖板上一体成型覆盖于所述第一传热盖板的凸包的外壁的多孔毛细结构；
c.将第一传热盖板和第二传热盖板的凸包相互穿插，定位并在穿插缝隙处实施焊接，完成后使得多孔毛细结构与所述第二传热盖板的内壁连接。
10.如权利要求9所述的平板热管的制作方法，其特征在于,步骤b还包括在所述第一传热盖板上对应于加热区位置而一体成型多孔毛细结构凸起阵列，步骤c完成后还使得多孔毛细结构凸起阵列的每个凸起与所述第二传热盖板的内壁连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |