水冷板的制作方法

文档序号:16827677发布日期:2019-02-10 23:25
水冷板的制作方法

本实用新型涉及电子元件散热领域,具体而言,涉及一种水冷板。



背景技术:

随着电子科技的发展,电子设备尺寸越来越小,组装密度越来越大,整体功耗越来越大,由此引起的电子设备的高热流问题日益突出。良好的散热对电子设备的性能和寿命至关重要。

现有技术中,大多采用水冷板对高密度电子元件进行散热。

水冷板具有重量轻、体积小、散热效率高等特点,其内部流道和散热翅片的设计是影响冷板散热效率的最主要因素。

现有技术中常见的水冷板主要通过铣削及焊接的方法进行加工,加工难度大,整体重量大,散热性能受限。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种水冷板,散热效果好。

为了实现上述目的,本实用新型实施例采用的技术方案如下:

一种水冷板,包括:流道底板;流道底板为中空结构,且在流道底板的表面开设有流道槽;流道盖板;流道盖板为中空结构,流道盖板的形状与流道槽的形状大小匹配;流道盖板被配置为用于盖合在流道槽上;以及支撑结构;支撑结构为镂空结构;镂空结构设置在流道底板内部和流道盖板内部。

在本实用新型较佳的实施例中,镂空结构为网格状。

在本实用新型较佳的实施例中,镂空结构的厚度为0.2-1mm。

在本实用新型较佳的实施例中,网格状的镂空结构的网格之间的间距为0.2-2mm。

在本实用新型较佳的实施例中,流道底板内设置的支撑结构距离流道槽处的壁厚为1-3mm。

在本实用新型较佳的实施例中,流道盖板采用焊接的方式盖合于流道底板上。

在本实用新型较佳的实施例中,水冷板采用3D打印的方法制造。

在本实用新型较佳的实施例中,水冷板的材质为铝合金或者钛合金。

在本实用新型较佳的实施例中,流道槽的开口端的槽宽大于流道槽的底部的槽宽。

一种水冷板,包括:流道底板;流道底板为中空结构,且在流道底板的表面开设有流道槽;流道盖板;流道盖板为中空结构,流道盖板的形状与流道槽的形状大小匹配;流道盖板被配置为用于盖合在流道槽上;以及支撑结构;支撑结构为镂空结构;镂空结构设置在流道底板内部和流道盖板内部;支撑结构采用3D打印的加工方法制造。

本实用新型的有益效果是:

本实用新型提供的一种水冷板,包括:流道底板、流道盖板以及支撑结构。其中,流道底板为中空结构,且在流道底板的表面开设有流道槽。流道盖板为中空结构,流道盖板的形状与流道槽的形状大小匹配。流道盖板被配置为用于盖合在流道槽上。支撑结构为镂空结构;镂空结构设置在流道底板内部和流道盖板内部。通过将流道底板和流道盖板均设置为中空结构,并在这种中空结构中设置镂空结构的支撑结构,极大地降低了整个水冷板的总质量。进一步地,缕空结构地设置,进一步地提高了整个水冷板的散热效果。

进一步地,采用3D打印的加工方法制得水冷板,能够设计更加复杂地流道底板,进一步地提高散热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型第一实施例提供的水冷板的流道底板的结构示意图;

图2为A-A剖面图;

图3为本实用新型第一实施例提供的水冷板的流道底板剖面图局部放大图;

图4为本实用新型第一实施例提供的水冷板的流道盖板的结构示意图;

图5为为B-B剖面图。

图标:1-流道底板;2-流道槽;3-底板支撑结构;d1-底板支撑结构距离流道处的壁厚;d2-支撑厚度;d3-支撑结构间距;4-流道盖板;5-盖板支撑结构。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中,需要说明的是,术语“上”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参照图1-图5,本实施例提供一种水冷板,其包括流道底板1、流道盖板4以及支撑结构。

进一步地,流道底板1为中空结构,流道底板1内部设置有底板支撑结构3,且在流道底板1的表面开设有流道槽2。

进一步地,流道槽2的开口端的槽宽大于流道槽2的底部的槽宽,有利于散热。进一步地,流道槽2的形状可以根据实际的需要设置。在本实施例中,流道槽2的形状为蜿蜒状,这种形状的流道槽2的设置,能够进一步地提高整个水冷板的散热效果。

上述的流道底板1上还设置有散热翅,进一步地提高整个水冷板的散热效果。

进一步地,流道盖板4为中空结构,流道盖板4内部设置有盖板支撑结构5。流道盖板4的形状与流道槽2的形状大小匹配。流道盖板4被配置为用于盖合在流道槽2上,从而对流道槽2进行密封。进一步地,在本实施例中,流道盖板4采用焊接的方式盖合于流道底板1上,进一步地提高了密封效果。

通过将流道底板1和流道盖板4均设置为中空结构,极大地降低了整个水冷板的总质量。

相对于现有技术中常见的水冷板,本实施例提供的水冷板极大地降低了整个水冷板的重量,实现了轻量化。

进一步地,缕空结构的底板支撑结构3和盖板支撑结构5的设置,不仅能够对流道底板1和流道盖板4起到支撑作用,而且进一步地提高了整个水冷板的散热效果。

进一步地,在本实施例中,该水冷板的材质为铝合金。具体地,前述的流道底板1、流道盖板4以及支撑结构的材质均为铝合金。

通过将上述的流道底板1、流道盖板4以及支撑结构的材质选择为铝合金,能够极大提高整个水冷板的散热效果。由于铝合金不仅一定的强度,而且属于散热性能优良的金属材料,因此本实施提高的流道底板1、流道盖板4以及支撑结构的材质选择为铝合金,能够进一步第提高整个水冷板的散热作用。

在本实用新型其他可选的实施例中,上述的流道底板1、流道盖板4以及支撑结构的材质可以选择为钛合金。

钛合金材料同样能够增强整个水冷板的强度的同时,极大地降低散热效果,所不同之处在于钛合金成本较高。

进一步地,镂空结构为网格状。

进一步地,底板支撑结构3距离流道处的壁厚d1为1-3mm。底板支撑结构3和盖板支撑结构5的支撑厚度d2均为0.2-1mm。底板支撑结构3和盖板支撑结构5的网格之间的间距d3均为0.2-2mm。

在本实用新型其他可选的实施例中,上述的支撑结构的镂空结构的形状也可以选择设置为其他形状。

进一步地,水冷板采用3D打印的方法制造。

采用3D打印的方法能够快速精准地打印出本实施例提供的水冷板的结构。相对于现有技术中,铣削焊接的加工方法,本实施例提供的加工方法,极大地降低了加工难度,提高了散热性能。

进一步地,激光功率选用300-500W,光斑大小100-200um,扫描间距为110-220um,扫描速度为800-1200mm/s,分层厚度在20-50um。

进一步地,对打印之后的毛坯流道底板1及流道盖板4进行精加工,去除多余支撑及残留粉末,保证加工精度不大于Ra1.6,在保证装配精度的同时,降低流道槽2、流道盖板4的粗糙度,进而确保流道槽2内流阻的一致性。散热翅片不再进行精加工,是因为3D打印过后的散热翅片,表面会有许多细小的微孔及凹凸构造,增大了翅片的散热面积,具有更高的散热效率。

进一步地,将精加工后的流道盖板4与带有流道槽2和散热翅片结构的流道底板1进行清洗并装配固定,采用高能束焊接方法进行焊接。电子束的焊接电流选用12-20mA,焊接电压为70-150KV,焊接速度为2.0-3.0m/min,离焦量为-2~2mm。

具体地,在本实施例中,选用AlSi10Mg粉末材料进行水冷板的打印制造。

首先,设计200×100×15mm的长方体流道底板1及流道盖板4,并带有流道槽2等结构。根据水冷板的三维结构模型,对其进行3D打印技术前处理。包括切片处理、底板支撑结构3和盖板支撑结构5设计及路径规划。底板支撑结构3和盖板支撑结构5的支撑厚度d2均选择为0.5mm,支撑结构间距d3均选择为2mm。底板支撑结构3距离流道处的壁厚d1为2mm。

选用铝合金AlSiMg粉末材料,采用铺粉金属3D打印机对冷板的流道底板1及流道盖板4进行打印。设置打印参数,激光功率为400W,光斑大小为150um,扫描间距为160um,扫描速度为900mm/s,分层厚度在30um。

在得到毛坯3D打印件的基础上,对流道底板1内的流道槽2及外表面进行精加工,同时对打印好的流道盖板4毛坯进行精加工,去掉多余支撑及残留粉末,加工后保证粗糙度不大于Ra1.6,并保证流道盖板4与流道底板1的装配间隙不大于0.1mm。

将流道盖板4与流道底板1上的流道槽2进行酸碱洗,并装配,采用高能束焊接方法,将流道盖板4与流道底板1焊接在一起,保证熔深不小于流道盖板4厚度。焊接电流选用15mA,焊接电压为150KV,焊接速度为2.00m/min,离焦量为0mm。

对焊接过后的水冷板进行打压测试,保证3MPa压力下,保压30min不泄露。

将焊接过后的冷板进行最终的精加工,保证粗糙度不大于Ra1.6。

相较于现有技术,本实施例提供的水冷板,采用3D打印制造技术加工制造,显著提高了材料的利用率。并通过3D打印技术和高能束焊接手段的结合,可以设计具有较高复杂结构程度的冷板,提高散热性能。另外,通过优化设计内部支撑结构,及内部间隙与外部的壁厚,在保证使用性能的前提下,可大大降低冷板重量。

第二实施例

本实施例提供一种水冷板,该水冷板与第一实施例提供的水冷板的结构基本相同,所不同之处在于,该水冷板可以仅仅对中间的支撑结构采用3D打印的加工方法制造。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

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