製作散熱柱方法及其製品的製作方法

2023-10-23 23:48:57

專利名稱：製作散熱柱方法及其製品的製作方法
技術領域：
本發明涉及散熱技術，特別涉及一種製作散熱柱方法及其製品。
背景技術：
隨著大規模集成電路技術的不斷進步及廣泛應用，高頻高速處理器不斷推出，其產生的熱量若不及時排除將引起處理器溫度的不斷升高，對系統的安全及性能造成很大影響，目前散熱問題已經成為新一代高速處理器推出時必需解決的問題。散熱器是廣泛使用的部件，其用來例如為使部件冷卻以使其持續和正常工作。傳統散熱器的種類很多。由於對散熱需求不斷提高，新式散熱裝置不斷出現，將熱管應用於電子組件散熱就是其中的一種。熱管為一密封低壓的管體，該管體內盛裝適量液體，如水、乙醇、丙酮等，利用液體在汽、液兩態問轉變時吸收或放出大量熱量而使熱量由管體一端迅速傳到另一端，為驅動冷凝液體回流，一般於管體內壁面設置毛細結構層，以提供驅動液體回流的毛細作用力。現有的熱管毛細結構層一般是通過銅粉燒結而成，其主要製程包括芯棒定位、 填粉、燒結、芯棒脫膜等，由於銅粉的熔點約在1080°C左右，其燒結峰值溫度一般控制在 850 980°C左右，眾所周知，燒結時銅粉在小於600°C時體積基本上沒有變化，但當溫度在 600 800°C區域時銅粉會產生2% 3%的急劇膨脹，因此在燒結完成後的脫模過程中，由於銅粉膨脹體積增大，必需額外施加更多的外力才能將芯棒抽離，而熱管經過高溫燒結後其管體表面軟化，在外力作用下容易使得熱管變形，嚴重時甚至無法脫膜，從而造成熱管不良率的增加。為改善芯棒脫模問題，目前通常將芯棒經過氮化處理或於芯棒表面塗布抗反應層，如鎢粉(w)、氮化硼(NB)、高溫陶瓷粉(A1203)等。然而，在芯棒抽拔時所塗布的抗反應層容易因摩擦力而剝落進而殘留於管體內，導致毛細結構堵塞，造成工作介質回流不順暢， 影響熱管的性能甚至毀壞熱管，難以保證產品質量，也直接影響傳遞效率及散熱效果。而且其製作工序繁瑣，生產效率低，成本高。不能很好的解決散熱問題，對產品的使用壽命也有很大的影響。如何有效解決散熱，成為目前面臨最迫切需要解決的問題。

發明內容
針對上述不足，本發明目的之一在於，提供一種製作工序簡潔，易於實現的製作散熱柱方法。本發明的目的還在於，提供一種實現前述的製作散熱柱方法製得的製品，該製品的結構合理、散熱快，能及時將熱量散發掉，延長使用壽命。本發明為實現上述目的，所提供的技術方案是一種製作散熱柱方法，其包括如下步驟(1)製備散熱主體預備紫銅管材料，對該紫銅管材料進行切裁加工出一管體，在該管體的上端設有一能將其上端開口封住的封蓋，並在該封蓋上預留有一通孔，製得散熱主體；(2)製備銅基板預備紫銅板金屬材料，對該紫銅板金屬材料進行切裁、整形加工出所需形狀的板體，製得銅基板；(3)製備導管預備一與所述通孔的孔徑相適配的紫銅管材料，對該紫銅管材料進行切裁加工出一管體，製得導管，將該導管的下端焊接在通孔上；(4)製備毛細結構層預備具有毛細結構的紫銅網材料，將該紫銅網材料設置在散熱主體的內孔上，製得毛細結構層；(5)焊接將設置有毛細結構層的散熱主體的下端焊接在銅基板的頂面上；(6)注水通過導管將水注入散熱主體的內孔；(7)抽真空通過導管對散熱主體的內孔進行抽真空動作，抽真空動作完成後將導管的上端封閉；(8)製備散熱片預備片狀鋁合金材料，對該片狀鋁合金材料進行衝裁、整形加工出多片外形輪廓呈圓形的鋁合片，在該圓形鋁合片的中心位置設有與所述散熱主體相適配的裝配孔，製得散熱片；(9)組裝將所述散熱片依次間隔套設在散熱主體上，製得散熱柱；將散熱柱安裝在需散熱的發熱體上，並使散熱柱上的裝配面與發熱體相緊貼，發熱體工作時產生的熱量經所述散熱柱以熱輻射及對流作用，散發出去。所述步驟(1)中的散熱主體的長度為100 120mm、孔徑為39 41mm、厚度為1mm。所述步驟⑵具體包括以下步驟(2. 1)預備紫銅板金屬材料，對其進行切裁、整形加工出一外形輪廓呈圓形的板體，該板體的厚度為1. 8 2. 2mm ；(2. 2)對該板體的底面進行打磨拋光處理，形成光滑的裝配面；(2. 3)在該板體的頂面設有一與所述散熱主體相適配、深度為Imm的槽位，製得銅基板。所述步驟(3)中的導管的長度為28 32mm、孔徑為5mm、厚度為0. 5mm。所述步驟(4)具體包括以下步驟(4. 1)預備厚度為3mm、且具有毛細結構的紫銅網材料，對其進行切裁加工出一面積與所述散熱主體的內孔的孔壁面積大小一致的方形網體以及面積與該散熱主體的內孔的橫截面積大小一致的圓形網體；(4. 2)將方形網體卷彎，然後放進所述散熱主體的內孔，並使該方形網體的外側壁緊貼在所述散熱主體的內孔的孔壁上；(4. 3)將圓形網體設置在散熱主體的內孔的下端，並與所述方形網體的下端面相緊貼，製得毛細結構層。所述步驟(6)中注入的純水的重量為15g。所述步驟(7)具體包括以下步驟(7. 1)將導管的上端與真空封口機相連；(7. 2)啟動真空封口機的抽真空功能，實現對散熱主體的內孔進行抽真動作；(7. 3)待散熱主體的內孔的真空度為-680 -720 時，啟動真空封口機的封口功能，實現將導管的上端的開口封閉，並用氬弧焊機對該開口的封閉處進行焊接，避免該封閉處洩漏氣體；(7. 4)預備熱管性能檢測機，預先設定熱源的溫度為78 82°C，然後對散熱主體加熱15 20秒；(7. 5)啟動熱管性能檢測機來檢測散熱主體的底部上的銅基板的溫度以及檢測該散熱主體的頂部上的封蓋的溫度，若兩者溫差小於或等於5攝氏度時，為合格產品；反之， 則為不合格產品。一種實施上述方法製得的製品，其包括銅基板、散熱主體、導管、毛細結構層和散熱片模組，所述散熱主體的下端設置在銅基板，該散熱主體的上端設有一能其將上端開口封住的封蓋，該封蓋上設有一通孔，所述導管的下端焊接在該通孔上，將該導管的上端封閉，並使散熱主體的內孔形成一真空腔，該真空腔內設有水，所述毛細結構層設置在真空腔上，所述散熱片模組套設在將散熱主體上。所述銅基板的厚度為1. 8 2. 2mm,該銅基板的頂面上設有一與所述散熱主體相適配的槽位，該槽位的深度為Imm;該銅基板的底面設有一光滑的裝配面；所述散熱主體為一長度為100 120mm、孔徑為39 41mm、厚度為Imm的管體；所述導管為一長度為28 32mm、孔徑為5mm、厚度為0. 5mm的管體；所述水為純水，其的重量為15g ；所述真空腔的真空度為-680 -720Pa。所述毛細結構層包括一面積與所述散熱主體的內孔的孔壁面積大小一致的方形網體以及面積與該散熱主體的內孔的橫截面積大小一致的圓形網體，所述方形網體設置在散熱主體的內孔，且該方形網體的外側壁緊貼在散熱主體的內孔的孔壁上，所述圓形網體設置在散熱主體的下端，並與所述方形網體的下端面相緊貼，所述方形網體和圓形網體由厚度為3mm、且具有毛細結構的紫銅網材料製成。本發明的有益效果為本發明提供的方法能有效簡化傳統散熱柱的製作步驟，縮短生產周期，提高生產效率，整個製作工序簡潔，易於實現且有效保證產品質量；本發明提供的製品，結構合理，採用紫銅網材料來形成毛細結構，不僅達到傳統需燒結才能實現毛細組織結構的效果，能較好保證與散熱主體的內孔壁相貼合的完整性，而且合理設計各部件的結構及其布局位置，提高散熱柱的穩定性及可靠性，還有效縮減傳統燒結工序，製造工序少，勞動強度低從而實現成本低，廢品率低；另外本發明整體結構緊湊，形成一體式的散熱結構，可迅速將熱量散發，進一步提高散熱效果，大大延長了產品的使用壽命。


圖1是本發明的剖視結構示意圖；圖2是圖1中銅基板的剖視結構示意圖。
具體實施例方式實施例參見圖1和圖2，本發明實施例提供一種製作散熱柱方法，其包括如下步驟(1)製備散熱主體1 預備紫銅管材料，對該紫銅管材料進行切裁加工出一管體， 在該管體的上端設有一能將其上端開口封住的封蓋6，並在該封蓋6上預留有一通孔，製得散熱主體1 ；
(2)製備銅基板2 預備紫銅板金屬材料，對該紫銅板金屬材料進行切裁、整形加工出所需形狀的板體，製得銅基板2 ；(3)製備導管3 預備一與所述通孔的孔徑相適配的紫銅管材料，對該紫銅管材料進行切裁加工出一管體，製得導管3，將該導管3的下端焊接在通孔上；(4)製備毛細結構層4 預備具有毛細結構的紫銅網材料，將該紫銅網材料設置在散熱主體1的內孔上，製得毛細結構層4 ；(5)焊接將設置有毛細結構層4的散熱主體1的下端焊接在銅基板2的頂面上；(6)注水通過導管3將水注入散熱主體1的內孔；(7)抽真空通過導管3對散熱主體1的內孔進行抽真空動作，抽真空動作完成後將導管3的上端封閉；(8)製備散熱片5 預備片狀鋁合金材料，對該片狀鋁合金材料進行衝裁、整形加工出多片外形輪廓呈圓形的鋁合片，在該圓形鋁合片的中心位置設有與所述散熱主體1相適配的裝配孔，製得散熱片5;(9)組裝將所述散熱片5依次間隔套設在散熱主體1上，製得散熱柱；將散熱柱安裝在需散熱的發熱體上，並使散熱柱上的裝配面與發熱體相緊貼，發熱體工作時產生的熱量經所述散熱柱以熱輻射及對流作用，散發出去。所述步驟(1)中的散熱主體1的長度為100 120mm、孔徑為39 41mm、厚度為 Imm0所述步驟⑵具體包括以下步驟(2. 1)預備紫銅板金屬材料，對其進行切裁、整形加工出一外形輪廓呈圓形的板體，該板體的厚度為1. 8 2. 2mm ；(2. 2)對該板體的底面進行打磨拋光處理，形成光滑的裝配面22 ；(2.3)在該板體的頂面設有一與所述散熱主體1相適配、深度為Imm的槽位21，製得銅基板2。所述步驟(3)中的導管3的長度為洲 32mm、孔徑為5mm、厚度為0. 5mm。所述步驟(4)具體包括以下步驟(4. 1)預備厚度為3mm、且具有毛細結構的紫銅網材料，對其進行切裁加工出一面積與所述散熱主體1的內孔的孔壁面積大小一致的方形網體41以及面積與該散熱主體1 的內孔的橫截面積大小一致的圓形網體42 ；(4.2)將方形網體41卷彎，然後放進所述散熱主體1的內孔，並使該方形網體41 的外側壁緊貼在所述散熱主體1的內孔的孔壁上；(4. 3)將圓形網體42設置在散熱主體1的內孔的下端，並與所述方形網體41的下端面相緊貼，製得毛細結構層4。所述步驟(6)中注入的純水的重量為15g。所述步驟(7)具體包括以下步驟(7. 1)將導管3的上端與真空封口機相連；(7. 2)啟動真空封口機的抽真空功能，實現對散熱主體1的內孔進行抽真動作；(7. 3)待散熱主體1的內孔的真空度為-680 -7201 時，啟動真空封口機的封口功能，實現將導管3的上端的開口封閉，並用氬弧焊機對該開口的封閉處進行焊接，避免該封閉處洩漏氣體；(7. 4)預備熱管性能檢測機，預先設定熱源的溫度為78 82°C，然後對散熱主體 1加熱15 20秒；(7. 5)啟動熱管性能檢測機來檢測散熱主體1的底部上的銅基板2的溫度以及檢測該散熱主體1的頂部上的封蓋6的溫度，若兩者溫差小於或等於5攝氏度時，為合格產品；反之，則為不合格產品。—種實施上述方法製得的製品，其包括銅基板2、散熱主體1、導管3、毛細結構層4 和散熱片5模組，所述散熱主體1的下端設置在銅基板2，該散熱主體1的上端設有一能其將上端開口封住的封蓋6，該封蓋6上設有一通孔，所述導管3的下端焊接在該通孔上，將該導管3的上端封閉，並使散熱主體1的內孔形成一真空腔，該真空腔內設有水，所述毛細結構層4設置在真空腔上，所述散熱片5模組套設在將散熱主體1上。所述銅基板2的厚度為1. 8 2. 2mm,該銅基板2的頂面上設有一與所述散熱主體 1相適配的槽位21，該槽位21的深度為Imm ；該銅基板2的底面設有一光滑的裝配面22 ；所述散熱主體1為一長度為100 120mm、孔徑為39 41mm、厚度為Imm的管體；所述導管3 為一長度為觀 32mm、孔徑為5mm、厚度為0. 5mm的管體；所述水為純水，其的重量為15g ； 所述真空腔的真空度為-680 -7201^。所述毛細結構層4包括一面積與所述散熱主體1的內孔的孔壁面積大小一致的方形網體41以及面積與該散熱主體1的內孔的橫截面積大小一致的圓形網體42，所述方形網體41設置在散熱主體1的內孔，且該方形網體41的外側壁緊貼在散熱主體1的內孔的孔壁上，所述圓形網體42設置在散熱主體1的下端，並與所述方形網體41的下端面相緊貼， 所述方形網體41和圓形網體42由厚度為3mm、且具有毛細結構的紫銅網材料製成。本發明提供的方法能有效簡化傳統散熱柱的製作步驟，縮短生產周期，提高生產效率，整個製作工序簡潔，易於實現且有效保證產品質量；本發明提供的製品，結構合理， 採用紫銅網材料來形成毛細結構，不僅達到傳統需燒結才能實現毛細組織結構的效果，能較好保證與散熱主體1的內孔壁相貼合的完整性，而且合理設計各部件的結構及其布局位置，提高散熱柱的穩定性及可靠性，還有效縮減傳統燒結工序，製造工序少，勞動強度低從而實現成本低，廢品率低；另外本發明整體結構緊湊，形成一體式的散熱結構，可迅速將熱量散發，進一步提高散熱效果，大大延長了產品的使用壽命。經實踐測試證明，本發明在工作過程中，散熱功率達45W以上。如本發明上述實施例所述，採用與其相同或相似的步驟或結構而得到的其它製品及製作方法，均在本發明保護範圍內。
權利要求
1.一種製作散熱柱方法，其特徵在於，其包括如下步驟(1)製備散熱主體預備紫銅管材料，對該紫銅管材料進行切裁加工出一管體，在該管體的上端設有一能將其上端開口封住的封蓋，並在該封蓋上預留有一通孔，製得散熱主體；(2)製備銅基板預備紫銅板金屬材料，對該紫銅板金屬材料進行切裁、整形加工出所需形狀的板體，製得銅基板；(3)製備導管預備一與所述通孔的孔徑相適配的紫銅管材料，對該紫銅管材料進行切裁加工出一管體，製得導管，將該導管的下端焊接在通孔上；(4)製備毛細結構層預備具有毛細結構的紫銅網材料，將該紫銅網材料設置在散熱主體的內孔上，製得毛細結構層；(5)焊接將設置有毛細結構層的散熱主體的下端焊接在銅基板的頂面上；(6)注水通過導管將水注入散熱主體的內孔；(7)抽真空通過導管對散熱主體的內孔進行抽真空動作，抽真空動作完成後將導管的上端封閉；(8)製備散熱片預備片狀鋁合金材料，對該片狀鋁合金材料進行衝裁、整形加工出多片外形輪廓呈圓形的鋁合片，在該圓形鋁合片的中心位置設有與所述散熱主體相適配的裝配孔，製得散熱片；(9)組裝將所述散熱片依次間隔套設在散熱主體上，製得散熱柱；將散熱柱安裝在需散熱的發熱體上，並使散熱柱上的裝配面與發熱體相緊貼，發熱體工作時產生的熱量經所述散熱柱以熱輻射及對流作用，散發出去。
2.根據權利要求1所述的製作散熱柱方法，其特徵在於，所述步驟(1)中的散熱主體的長度為100 120_、孔徑為39 41mm、厚度為1_。
3.根據權利要求2所述的製作散熱柱方法，其特徵在於，所述步驟( 具體包括以下步驟(2. 1)預備紫銅板金屬材料，對其進行切裁、整形加工出一外形輪廓呈圓形的板體，該板體的厚度為1. 8 2. 2mm ；(2. 2)對該板體的底面進行打磨拋光處理，形成光滑的裝配面；(2. 3)在該板體的頂面設有一與所述散熱主體相適配、深度為Imm的槽位，製得銅基板。
4.根據權利要求3所述的製作散熱柱方法，其特徵在於，所述步驟(3)中的導管的長度為28 32mm、孔徑為5mm、厚度為0. 5mm。
5.根據權利要求4所述的製作散熱柱方法，其特徵在於，所述步驟(4)具體包括以下步驟(4. 1)預備厚度為3mm、且具有毛細結構的紫銅網材料，對其進行切裁加工出一面積與所述散熱主體的內孔的孔壁面積大小一致的方形網體以及面積與該散熱主體的內孔的橫截面積大小一致的圓形網體；(4. 2)將方形網體卷彎，然後放進所述散熱主體的內孔，並使該方形網體的外側壁緊貼在所述散熱主體的內孔的孔壁上；(4. 3)將圓形網體設置在散熱主體的內孔的下端，並與所述方形網體的下端面相緊貼，製得毛細結構層。
6.根據權利要求5所述的製作散熱柱方法，其特徵在於，所述步驟(6)中注入的純水的重量為15g。
7.根據權利要求6所述的製作散熱柱方法，其特徵在於，所述步驟(7)具體包括以下步驟(7. 1)將導管的上端與真空封口機相連；(7. 2)啟動真空封口機的抽真空功能，實現對散熱主體的內孔進行抽真動作；(7. 3)待散熱主體的內孔的真空度為-680 -720 時，啟動真空封口機的封口功能， 實現將導管的上端的開口封閉，並用氬弧焊機對該開口的封閉處進行焊接，避免該封閉處洩漏氣體；(7. 4)預備熱管性能檢測機，預先設定熱源的溫度為78 82°C，然後對散熱主體加熱 15 20秒；(7. 5)啟動熱管性能檢測機來檢測散熱主體的底部上的銅基板的溫度以及檢測該散熱主體的頂部上的封蓋的溫度，若兩者溫差小於或等於5攝氏度時，為合格產品；反之，則為不合格產品。
8.一種實施權利要求1-7之一所述方法製得的製品，其特徵在於，其包括銅基板、散熱主體、導管、毛細結構層和散熱片模組，所述散熱主體的下端設置在銅基板，該散熱主體的上端設有一能其將上端開口封住的封蓋，該封蓋上設有一通孔，所述導管的下端焊接在該通孔上，將該導管的上端封閉，並使散熱主體的內孔形成一真空腔，該真空腔內設有水，所述毛細結構層設置在真空腔上，所述散熱片模組套設在將散熱主體上。
9.根據權利要求8所述的製品，其特徵在於，所述銅基板的厚度為1.8 2. 2mm，該銅基板的頂面上設有一與所述散熱主體相適配的槽位，該槽位的深度為Imm ；該銅基板的底面設有一光滑的裝配面；所述散熱主體為一長度為100 120mm、孔徑為39 41mm、厚度為 Imm的管體；所述導管為一長度為觀 32mm、孔徑為5mm、厚度為0. 5mm的管體；所述水為純水，其的重量為15g ；所述真空腔的真空度為-680 -7201^。
10.根據權利要求9所述的製品，其特徵在於，所述毛細結構層包括一面積與所述散熱主體的內孔的孔壁面積大小一致的方形網體以及面積與該散熱主體的內孔的橫截面積大小一致的圓形網體，所述方形網體設置在散熱主體的內孔，且該方形網體的外側壁緊貼在散熱主體的內孔的孔壁上，所述圓形網體設置在散熱主體的下端，並與所述方形網體的下端面相緊貼，所述方形網體和圓形網體由厚度為3mm、且具有毛細結構的紫銅網材料製成。
全文摘要
本發明公開了一種製作散熱柱方法，還公開了一種實施該方法製得的製品，其包括銅基板、散熱主體、導管、毛細結構層和散熱片模組；本發明提供的方法能有效簡化傳統散熱柱的製作步驟，縮短生產周期，提高生產效率，整個製作工序簡潔，易於實現且有效保證產品質量；本發明提供的製品的結構合理，採用紫銅網來形成毛細結構，不僅達到傳統需燒結才能實現毛細組織結構的效果，而且能較好保證與散熱主體的內孔壁相貼合的完整性，提高散熱柱的穩定性及可靠性，還有效縮減傳統燒結工序，製造工序少，勞動強度低從而實現成本低，廢品率低；另外本發明整體結構緊湊，形成一體式的散熱結構，可迅速將熱量散發，進一步提高散熱效果，大大延長了產品的使用壽命。
文檔編號B23P15/26GK102581586SQ201110462720
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者張瑞廷 申請人:張瑞廷