CN109365812A - 散热器制造方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种散热器制造方法，该方法包含：采用选择性激光融化技术将复杂薄壁流道快速成型制造，实现流道的防腐；采用熔融沉积方法对流道外围冷板进行整体成型。本发明通过采用复合材料对复杂流道结构进行快速成型，提高流道制造效率，缩短研制周期；采用增材制造方法，避免传统焊接的焊缝可靠性问题，提高复杂流道冷板的可靠性；通过选择耐腐蚀材料进行流道成型，解决复杂电子产品散热冷板流道的防腐难题。

Description

散热器制造方法和设备

技术领域

本发明涉及散热器制造工艺，具体涉及一种散热器制造方法和设备。

背景技术

随着微组装工艺的不断突破，电子功率器件的热密度急剧增大，电子设备热设计问题日益突出。液冷冷板的散热能力可达到45KW/m2，是目前较为高效、稳定的散热方法。

液冷冷板一般选择导热系数较高的铝合金或者铜。流道布置于在冷板内，冷板在恶劣环境下长时间工作的流道防腐一直是一项技术难题。随着电子设备功率密度的不断增大，为减小热阻，目前很多冷板都与发热器件壳体集成在一起，流道也越来越复杂，可靠性要求越来越高，这对长时间工作、储存的流道防腐提出了更高的要求。

薛建顺等在文章“间接水冷技术在电子设备运用中需注意的几个问题”中总结了5种冷板流道防腐措施，分别为：

根据不同环境正确选取材料；

在金属表面进行钝化；

采取阴极保护；

在金属表面覆盖涂料或生成镀层；

控制腐蚀环境和改善设计。

刘东平等在文章“二次循环太阳能热水器循环介质缓蚀性能研究”中分析和研究了循环介质对碳钢材质内胆的缓蚀效果。

徐坤豪在文章“微通道换热器新型扁管的热力学性能评价”中提出采用多层复合扁管材料代替普通的镀锌管来增强换热器防腐性能。

专利CN102304706A介绍了一种铝合金散热器狭长流道表面防腐处理装置及处理方法，通过水洗、脱脂、水洗、氧化、水洗、烘干实现对铝合金内的狭长流道进行防腐处理，实现对铝合金内的狭长流道进行防腐处理。

专利CN103456702A介绍了一种水电隔离的防腐方法及其液冷散热器，利用离子电镀技术在液冷散热器内部流道表面覆盖一层类金刚石碳膜提高散热器内部流道的耐腐蚀和耐冲刷性能。

专利CN1995456介绍了一种铝合金板式冷却器流道化学氧化工艺，通过脱脂、水洗、表面调整和蒸馏水冲洗，将氧化液流经铝合金板式冷却器中的通道，在流道内壁表面生成了一层薄且致密、牢固的化学复合膜进行流道腐蚀。

综合来看流道防腐措施可以概括为两类：一是控制冷却液质量，尽量降低冷却液对冷板流道的腐蚀性；二是采用界面隔离保护，采用物理及化学方法处理流道表面，如表面镀层等措施，隔离冷却液对冷板的腐蚀性。控制冷却液会严重影响冷板的使用场合，同时成本很高；采用界面隔离，对于复杂流道实现起来较为困难，同时不能完全保证内部流道的隔离质量。

发明内容

本发明提供一种散热器制造方法和设备，采用金属增材制造方法，提升制造效率，提高可靠性。

为实现上述目的，本发明提供一种散热器制造方法，其特点是，该方法包含：

采用选择性激光融化技术将复杂薄壁流道快速成型制造，实现流道的防腐；

采用熔融沉积方法对流道外围冷板进行整体成型。

上述流道成型制造的方法包含：

采用选择性激光融化技术，打印流道、去除支撑、清除流道内残留金属粉，实现复杂流道的快速加工。

上述流道采用耐腐蚀材料。

上述耐腐蚀材料采用型号为316、或317、或316L、或904L的不锈钢。

上述流道厚度范围为0.5mm～1mm。

上述冷板采用铝合金或铜，并且冷板的材料与流道热膨胀系数相匹配。

上述冷板成型后进行精加工，采用机床将冷板进行精密机械加工，加工至预设计的零件尺寸和表面质量。

当冷板用作为间接冷却冷板，冷板成型加工后，通过机械安装将冷板与发热组合进行连接。

当冷板用于功放壳体一体化电子设备，将功放壳体一体化电子设备的电子器件通过微组装工艺烧结或焊接在冷板上。

一种散热器制造设备，其特点是，该设备包含：

流道防腐处理设备，其采用选择性激光融化技术将复杂薄壁流道快速成型制造，实现流道的防腐；

冷板制造设备，其连接流道防腐处理设备的输出端，采用熔融沉积方法对流道外围冷板进行整体成型。

本发明散热器制造方法和设备和现有技术相比，其优点在于，本发明通过采用复合材料对复杂流道结构进行快速成型，可以提高流道制造效率，缩短研制周期；

本发明采用增材制造方法，避免了传统的冷板焊接带来的焊缝可靠性问题，提高了复杂流道冷板的可靠性；

本发明通过选择耐腐蚀材料进行流道成型，可以有效解决了复杂电子产品散热冷板流道的防腐难题。

附图说明

图1为本发明中采用选择性激光融化技术进行流道快速成型示意图；

图2为本发明中采用熔融沉积方法进行冷板快速成型示意图；

图3为发热器件组装示意图。

图4为发热器件组装示意图。

具体实施方式

以下结合附图，进一步说明本发明的具体实施例。

本发明公开了一种散热器制造方法的实施例，该散热器包含冷板，在冷板内形成后用于散热的流道，流道的结构根据散热需求设定。

如图1所示，上述散热器制造方法具体包含以下步骤：

S1、如图2所述，采用选择性激光融化技术(SLM法)，在可伸缩平台上，对复杂薄壁流道快速成型制造，打印流道、去除支撑、清除流道内残留金属粉，实现复杂流道的快速加工，以及流道的防腐。

这里，流道制备材料选择耐腐蚀性能的不锈钢材料，如耐腐蚀性好的 316、317、316L、904L不锈钢等。这里根据不同使用场合流道内需要传输的冷却液种类，流道制备材料选用相应的耐腐蚀金属材料。

进一步的，因不锈钢材料导热系数较低，因此流道厚度不宜过厚，一般应控制在(0.5～1)mm。

S2、如图3所示，采用熔融沉积方法(FDM)在流道外围整体成型冷板，实现冷板的快速制造。

这里，冷板材料选择导热系数高的铝合金或铜，同时冷板材料要与流道热膨胀系数相匹配。

S3、冷板成型后进行精加工。

可采用传统机床将冷板进行精密机械加工，加工至预设计的零件尺寸和表面质量。

当冷板用作为间接冷却冷板，冷板成型加工后，通过机械安装将冷板与发热组合进行连接。

如图4所示，当冷板用于功放壳体一体化电子设备，将功放壳体一体化电子设备的电子器件(例如功放芯片)，通过微组装工艺烧结或焊接在冷板上。

进一步的，本发明还公开了一种散热器制造设备，该设备包含：

流道防腐处理设备，其采用选择性激光融化技术将复杂薄壁流道快速成型制造，实现流道的防腐。

冷板制造设备，其连接流道防腐处理设备的后端，采用熔融沉积方法对流道外围冷板进行整体成型。

进一步的，该散热器制造设备还包含有精加工设备，其设置于冷板制造设备的后端，用于对冷板进行精密机械加工，加工至预设计的零件尺寸和表面质量。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种散热器制造方法，其特征在于，该制造方法包含：

采用选择性激光融化技术将复杂薄壁流道快速成型制造，实现流道的防腐；

采用熔融沉积方法对流道外围冷板进行整体成型。

2.如权利要求1所述的散热器制造方法，其特征在于，所述流道成型制造的方法包含：

采用选择性激光融化技术，打印流道、去除支撑、清除流道内残留金属粉，实现复杂流道的快速加工。

3.如权利要求1或2所述的散热器制造方法，其特征在于，所述流道采用耐腐蚀材料。

4.如权利要求3所述的散热器制造方法，其特征在于，所述耐腐蚀材料采用型号为316、或317、或316L、或904L的不锈钢。

5.如权利要求4所述的散热器制造方法，其特征在于，所述流道厚度范围为0.5mm～1mm。

6.如权利要求1所述的散热器制造方法，其特征在于，所述冷板采用铝合金或铜，并且冷板的材料与流道热膨胀系数相匹配。

7.如权利要求1所述的散热器制造方法，其特征在于，所述冷板成型后进行精加工，采用机床将冷板进行精密机械加工，加工至预设计的零件尺寸和表面质量。

8.如权利要求1或7所述的散热器制造方法，其特征在于，当冷板用作为间接冷却冷板，冷板成型加工后，通过机械安装将冷板与发热组合进行连接。

9.如权利要求1或7所述的散热器制造方法，其特征在于，当冷板用于功放壳体一体化电子设备，将功放壳体一体化电子设备的电子器件通过微组装工艺烧结或焊接在冷板上。

10.一种散热器制造设备，其特征在于，该设备包含：

流道防腐处理设备，其采用选择性激光融化技术将复杂薄壁流道快速成型制造，实现流道的防腐；

冷板制造设备，其连接流道防腐处理设备的输出端，采用熔融沉积方法对流道外围冷板进行整体成型。