一种钎焊式均热板的加工方法与流程

本发明涉及均热板制造技术领域，尤其涉及一种钎焊式均热板的加工方法。

背景技术：

均热板是由两块金属基板复合而成的板式结构，且两块金属板之间具有中空的密闭腔体。密闭腔体处于负压状态，腔体内充注有相变工质，也留有部分空腔。工作时，发热源将热量传递至均热板，密闭腔体内的液态工质在负压环境下受热后快速蒸发为蒸汽，并迅速扩散到整个密闭腔体，通过均热板的表面或者与均热板连接的散热翅片散热后冷凝，冷凝后的液态的液体再回流到底部循环，以达到均温散热效果。

现有的均热板通常采用两块铜制基板冲压后焊接而成，焊接过程沿两块铜制基板的贴合处进行，加工麻烦，工艺复杂，且还存在材料和加工成本高以及制成的均热板重量大的缺点。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的铜制均热板的加工麻烦，工艺复杂，材料和加工成本高，且重量大的缺点，而提出的一种钎焊式均热板的加工方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种钎焊式均热板的加工方法，包括以下步骤：

步骤s1：备料，准备两个板体，其中一个板体为铝板，另一个板体为铝基复合板，或者，两个板体均为铝基复合板，所述铝基复合板包括基体和设置在所述基体的表面的包覆层，所述包覆层的熔点低于所述基体以及所述铝板的熔点，其中，两个板体中的至少一个具有凹槽；

步骤s2：贴合，将两个板体相贴合，且当两个板体贴合后，至少一个铝基复合板的包覆层处于贴合面；

步骤s3：钎焊，将具有凹槽的铝基复合板置于另一个板体的下方后，对所述两个板体贴合后的整体结构进行钎焊，钎焊温度高于所述包覆层的熔点且低于所述基体的熔点，进而使所述包覆层熔化，所述包覆层冷却后将两个板体固定并形成具有密闭腔体的板式结构；

步骤s4：充注工质。

优选的，所述步骤s2中，在所述凹槽内投入填充物，使得两个板体贴合后，所述填充物处于所述两个板体之间。

优选的，所述填充物包括颗粒物、粘接剂和/或发泡剂，所述颗粒物的熔点高于钎焊温度。

优选的，所述填充物包括第一颗粒物和第二颗粒物，所述第一颗粒物的熔点高于钎焊温度，所述第二颗粒物的熔点低于钎焊温度。

优选的，所述第一颗粒物的粒径为25-100目，所述第二颗粒物的粒径为100-200目。

优选的，所述填充物为颗粒物，所述颗粒物的熔点高于钎焊温度。

优选的，所述步骤s2中，先在所述凹槽内铺设金属网，然后将所述填充物设置在所述金属网上，所述金属网的网孔孔径小于所述填充物的粒径。

优选的，所述步骤s1中的两个板体之间设置有微槽。

优选的，所述包覆层的厚度与所述铝基复合板的总厚度之比为5-20％。

优选的，所述两个板体中至少一个远离贴合处的一侧设置有导热层，所述导热层的导热系数大于所述两个板体的导热系数。

本发明的有益效果是：

本发明中采用的加工方法，准备的两个板体中至少一个为铝基复合板，铝基复合板包括基体和包覆层，两个板体中的至少一个具有凹槽，经过贴合、钎焊、充注工质后封口形成均热板，加工方式更加便捷、高效，降低了材料和加工的成本的同时，减轻了均热板的重量。

附图说明

图1为本发明提出的一种钎焊式均热板的加工方法的流程图；

图2为利用本发明提供的一种钎焊式均热板的加工方法生产的均热板的结构示意图；

图3为实施例一中提供的方法中的两个板体的结构示意图；

图4为实施例四中提供的方法中的两个板体的结构示意图；

图5为实施例五中提供的方法中的两个板体的结构示意图；

图6为实施例六中提供的方法中的两个板体的结构示意图；

图7为实施例七中提供的方法中的两个板体的结构示意图；

图8为实施例八中提供的方法中的两个板体的结构示意图；

图9为实施例九中提供的方法中的两个板体的结构示意图。

图中：1板体、11铝板、12铝基复合板、2填充物、3基体、4包覆层、5凹槽、6密闭腔体、7毛细结构、8导热层、9微槽、91第一凹槽、92第二凹槽、10金属网。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参照图1-9，一种钎焊式均热板的加工方法，包括以下步骤：

请参照图1-2，步骤s1：备料，准备两个板体1，其中一个板体1为铝板11，另一个板体1为铝基复合板12，或者，两个板体1均为铝基复合板12，所述铝基复合板12包括基体3和设置在所述基体3的表面的包覆层4，所述包覆层4的熔点低于所述基体3以及所述铝板11的熔点，其中，两个板体1中的至少一个具有凹槽5。

可以理解地，所述凹槽5可以通过冲压形成。

所述铝基复合板12中，所述包覆层4的厚度与铝基复合板12的总厚度之比(即，铝基复合板的包覆率)为5-20％。所述所述基体3为铝或铝合金，其中铝合金包括但不限于3系铝合金、6系铝合金、7系铝合金中的一种或多种，优选采用3003、3a11、6061、6951、7072。所述包覆层4的材料为铝硅合金，优选采用4系硅铝合金中的4004、4045、4047、4343。

步骤s2：贴合，将两个板体1相贴合，且当两个板体1贴合后，至少一个铝基复合板12的包覆层处于贴合面。

具体的，在两个板体1相贴合前，还可以在所述凹槽5内投入填充物2，所述填充物2的熔点高于所述包覆层4的熔点，并使得两个板体1贴合后，所述填充物2处于所述两个板体1之间。

所述填充物2可以为颗粒物，所述颗粒物的熔点高于钎焊温度。或者，填充物2包括颗粒物和粘接剂和/或发泡剂，所述颗粒物的熔点高于钎焊温度。或者，填充物2包括第一颗粒物和第二颗粒物，所述第一颗粒物的熔点高于钎焊温度，所述第二颗粒物的熔点低于钎焊温度。

可以理解地，在将两个板体1贴合装配前，对两个板体1进行清洗处理。

步骤s3：钎焊，将具有凹槽5的铝基复合板置于另一个板体的下方后，对所述两个板体1贴合后的整体结构进行钎焊，钎焊温度高于所述包覆层4的熔点且低于所述基体3的熔点，进而使所述包覆层4熔化，所述包覆层4冷却后将两个板体1固定并形成具有密闭腔体6的板式结构。

步骤s4：充注工质，将工艺连管与所述板式结构焊接，且工艺连管与所述密闭腔体6连通，通过工艺连管对所述密闭腔体6抽真空、充注相变工质后，对工艺连管封口，封口的方式包括但不限于挤压封口和焊接封口。

由上述方法制得的均热板，可将发热源与所述均热板中具有凹槽5的板体1的一侧连接。工作时，发热源将热量传递至均热板，密闭腔体6内的液态工质在负压环境下受热后快速蒸发为蒸汽，并迅速扩散到整个密闭腔体6，通过均热板的另一侧的表面或者与均热板连接的散热翅片散热后冷凝，冷凝后的液态的液体再回流到底部循环，以达到均温散热效果。

实施例一：

请参照图3，本实施例中，两个板体1分别为铝板11和铝基复合板12，铝基复合板12上的包覆层4位于靠近铝板11的一侧。所述填充物2为颗粒物，具体为铜粉和/或陶瓷粉体颗粒和/或水合硅铝酸盐，颗粒物的粒径为25-100目，所述铝基复合板12中的基体3的熔点为630-660℃，包覆层4的熔点为580-610℃，本实施例中的填充物2的熔点高于800℃，包覆层4的熔点比基体3的熔点低50℃左右。对铝基复合板12进行冲压并形成凹槽5后，将铝板11置于铝基复合板12的上方，在凹槽5内投入所述颗粒物，将铝板11和铝基复合板12贴合装配后送入约600℃的炉中保温。铝板11、铝基复合板12上的基体3以及颗粒物在此温度下均不会熔化，而铝基复合板12上的包覆层4则会熔化。一方面，在毛细作用下，位于铝基复合板12上与铝板11贴合处的包覆层4被吸入和充满铝板11和铝基复合板12上的基体3之间，包覆层4熔化后形成液态状，液态的包覆层4冷凝后能够将所述铝板11与铝基复合板12固定，并使得铝板11与铝基复合板12之间对应凹槽5的部位形成所述密闭腔体6。另一方面，包覆层4将颗粒物固定在凹槽5的槽壁上，颗粒物形成毛细结构7，最终得到均热板。

实施例二：

本实施例与实施例一的不同之处在于，所述填充物2还包括粘接剂和/或发泡剂，所述颗粒物的熔点高于钎焊温度。其中粘接剂和/或发泡剂与填充物2整体的体积之比为5-20％。在钎焊后，所述颗粒物配合粘接剂和/或发泡剂更容易形成附着在所述密闭腔体6的内表面的烧结颗粒物，进而形成毛细结构7。

实施例三：

本实施例与实施例一的不同之处在于，所述填充物2包括第一颗粒物和第二颗粒物，所述第一颗粒物的熔点高于钎焊温度，所述第二颗粒物的熔点低于钎焊温度。具体的，第一颗粒物为铜粉、氧化铝、二氧化硅或其混合物，所述第一颗粒物的粒径为25-100目，熔点高于800℃。所述第二颗粒物为铝硅合金颗粒，其中，硅含量3-10％，第二颗粒物的粒径为100-200目，熔点为580-620℃，所述第一颗粒物与所述第二颗粒物的体积比为3：1-10：1。本实施例中，较小粒径的低熔点的第二颗粒物与较大粒径的高熔点的第一颗粒物混合，经钎焊后，第二颗粒物连接于第一颗粒物与密闭腔体的内壁之间，并形成毛细结构。特别的，本实施例中所形成的毛细结构7，在远离密闭腔体6的内壁处的表层空隙率较大，而靠近密闭腔体6的内壁处的底层空隙率较小，具有更好的毛细吸液能力。

现有铜制均热板，采用铜粉烧结工艺，烧结层的空隙率在30-50％；而本实施例中的烧结层，底层的空隙率在20-40％，而表层的空隙率在30-70％，这种毛细结构更加有利于冷凝液的回流。

实施例四：

请参照图4，本实施例与实施例一的不同之处在于，在步骤s2中，先在所述凹槽5内铺设金属网10，然后将所述颗粒物设置在所述金属网10上，所述金属网10的网孔孔径小于所述颗粒物的粒径。具体的，金属网10的网孔孔径在100-200目，填充物2的粒径在50-100目。由于所述金属网10的网孔孔径小于颗粒物的粒径，因此颗粒物覆盖在金属网10的上方及四周。金属网10与凹槽5的槽底之间不可能完全紧密贴合，具有一定的缝隙，使得金属网10上方的颗粒物经过烧结后形成毛细结构，同时，烧结的过程中使得颗粒物将金属网10与凹槽5的槽底固定。因此，本实施例中，烧结后的颗粒物之间形成的孔隙、金属网10的网孔、金属网10与所述凹槽5的槽底之间的间隙共同构成毛细结构7，该毛细结构不同于现有的烧结毛细结构层，其既有烧结层，又有缝隙层，更加有利于冷凝液的回流。

实施例五：

请参照图5，本实施例与实施例一不同之处在于，省略步骤s3中在凹槽5内投入填充物2的步骤，并在所述步骤s1中的两个板体1之间设置有微槽9，微槽9在两个板体1贴合后形成毛细结构7。具体的，所述微槽9设置在两个板体1中可与另一个板体1相贴合的一侧。所述微槽9包括设置在其中一个板体上的第一凹91槽和/或设置在另一个板体上的第二凹槽92。所述微槽9的槽深为0.2-2.0毫米，宽度为0.2-2.0毫米。所述第一凹槽91的长度方向与所述第二凹槽92的长度方向具有夹角，且所述夹角的范围在30-90°。所述第一凹槽91和所述第二凹槽92可以共同形成网状结构，进而使得均热板在工作时，第一凹槽91和第二凹槽92能够产生毛细作用。

实施例六：

请参照图6，本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施方式中，两个板体1均为铝基复合板12，此时，两个铝基复合板12上的包覆层4相对设置。送入加热炉内时，将两个包覆层贴合，加热后冷却，两个铝基复合板12上的基板3在两侧的包覆层4的共同作用下固定在一起。

可以理解地，本实施例中对于包覆层朝外设置的方式同样适用于

实施例二-实施例五，此处不再一一赘述。

实施例七：

请参照图7，本实施例与实施例一的不同之处在于，本实施方式中，铝板11以及铝基复合板12上均设置有凹槽5。铝板11和铝基复合板12在包覆层4的作用下固定后，两个凹槽5共同形成密闭腔体6

可以理解地，本实施例中对于包覆层朝外设置的方式同样适用于实施例二-实施例六，此处不再一一赘述。

实施例八：

请参照图8，本实施例与实施例三的不同之处在于，本实施方式中，设置有凹槽5的铝基复合板12的包覆层4与另外一个铝基复合板12的基板3相对设置，如此，使得未设有凹槽5的铝基复合板12上的包覆层4朝外设置，朝外设置的包覆层4用于与其他散热部件(例如，翅片)连接。具体的，在加热后冷却的过程中，朝外设置的包覆层4能够将所述散热部件固定在基板3上，操作简单、便捷。

可以理解地，本实施例中对于包覆层朝外设置的方式同样适用于实施例二-实施例七，此处不再一一赘述。

实施例九：

请参照图9，本实施例与实施例一的不同之处在于，两个板体1中至少一个远离贴合处的一侧设置有导热层8，即铝板11和/或铝基复合板12远离贴合处的一侧设置有导热层8。具体的，本实施例中的铝基复合板12远离铝板11的一侧设置有所述导热层8。可以理解地，铝板11或者铝基复合板12的厚度仅有0.5～2毫米，而铝板11或者铝基复合板12的平面的长度通常达到几十至几百毫米以上，因此铝板11或者铝基复合板12在其高度方向的热阻远小于其平面方向的热阻。导热层8与发热源或散热源贴装，使得制得后的均热板与发热源或散热源之间的平面方向采用导热层8导热，导热系数更高，而制得的均热板的厚度很小，对传热效率、散热性能的影响可以忽略不计，进而提高了均热板传热效率以及散热性能。

值得注意的是，本实施例中的导热层可以采用铜、银、石墨烯等导热系数比板体1的导热系数高的一种或多种材料进行替换。

可以理解地，本实施例同样适用于实施例二-实施例八，此处不再一一赘述。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。