一种复合沟槽管制造方法与流程

本发明涉及一种热管制造方法，尤其涉及到一种复合沟槽管制造方法。

背景技术：

随着电子芯片集成度的提高、单个led芯片功率的增大，狭小空间热量的散发是当前半导体行业面临最大的难题。由于热管的导热性能远远优于普通金属，因此，其被广泛地应用于半导体功能器件、移动电子设备、大功率led领域。然而，芯片单位面积晶体管数随年呈几何级数增长，led芯片颗粒功率日益增大，单一结构的热管难以满足日益增长的需求。复合式热管成了当前半导体散热领域最好的选择之一。复合式沟槽管便是其中佼佼者之一，该热管由于采用了较大尺度沟槽结构改善了流体的流动特征，使用了较小金属粉末颗粒改善了传热性能，因此使得整体性能远远优于普通热管。

复合式沟槽热管，其沟槽结构通常采用旋压、拔拉工艺获得。申请号cn200610124232.3，名称为：一种微沟槽的制造设备及制造方法，采用高速充液旋压拔拉工艺获得微沟槽，由于受到工艺和多齿芯头尺寸的限制，该方法只适应加工直径6mm以上热管。申请号cn201010228466.9，名称为：一种微细沟槽管多级拉拔制造方法，采用了多级拔拉工艺可获得加工直接小于6mm沟槽管，但该方法是在传统工艺上增加了一道工艺，因此生产效率低下，成品率也不高。申请号cn201110333153.4，名称为：一种计算机cpu模块底板散热用异型铜管的制造方法，采用了缩管拔拉复合工艺，本质上是传统多种工艺的组合，能较好地控制基管内壁，但仍然无法突破塑形成形工艺本身加工难度大，成形尺寸有限的缺点。

综上所述，采用传统的旋压、拨拉工艺制造复合式沟槽热管，存在加工难度大，加工效率有限的缺陷，并且加工的沟槽深度、高宽比也受到工艺的限制，例如目前小管径55齿加工出来的沟槽深度为0.20-0.22mm，很难取得更大的突破。因此需要新的工艺进一步提升制造的效率，突破传统工艺加工出的沟槽深度、高宽比限制。

技术实现要素：

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种复合沟槽管制造方法，该方法摒弃了传统沟槽塑性成形工艺，采用了复合成形的方法，突破了传统沟槽深度、高宽比以及形状的限制。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种复合沟槽管制造方法，包括以下步骤：

步骤一：根据沟槽插管的设计参数制作出内沟槽压制成形模具；

步骤二：将薄壁板材放在压制成形模具上压制成形，获得沟槽插管；

步骤三：将获得的沟槽插管插入基管后放入烧结模具，并将上述整体放入烧结模具中定位，然后将棒芯插入沟槽插管内，并在沟槽插管与棒芯之间填充粉末颗粒，获得未成形的复合沟槽；

步骤四：最后将未成形的复合沟槽管放入烧结炉，进行保温烧结，保温烧结完成后，随炉冷却至室温，获得复合沟槽管。

优选地，所述沟槽插管中的沟槽垂直于轴向的截面形状为矩形、梯形、锯齿形或波纹形。

优选地，所述薄壁板材壁厚大于等于0.02mm，所述薄壁板材为金属薄板、金属过滤网或金属编织网。

优选地，所述薄壁板材、基管以及棒芯的材料为金属或合金金属。

优选地，所述步骤四中的烧结温度为薄壁板材材料熔点的0.7至0.8倍，保温时间为30min至90min。

优选地，所述复合沟槽管中的沟槽齿顶高于粉末颗粒烧结层或者低于粉末烧结层或者与粉末烧结层同高。

优选地，所述步骤三中插入的棒芯需保证与基管同轴心，所述芯棒为圆棒或者是具有矩形、梯形、锯齿形和波纹形的齿形棒，所述芯棒材料为不锈钢、陶瓷。

本发明具有的有益效果：

1)本发明完全摒弃了传统沟槽塑性成形工艺，采用薄壁板材模压成形的方式制造沟槽，具有生产效率高、沟槽高宽比和沟槽形状可方便利用模具进行控制的优点，突破了传统工艺的限制。

2)本发明工艺简单、成本低廉且能方便地融入传统烧结换热管制造工艺。

附图说明

图1为本发明所述复合沟槽管截面形状图。

图2为本发明所述制造复合沟槽管的形成过程示意图。

其中：

1.基管；2.沟槽；3.烧结层。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，复合沟槽管包括基管1、沟槽2和烧结层3。本发明所述的一种复合沟槽管制造方法，包括以下步骤：

步骤一：根据复合沟槽管的沟槽设计参数，制作出内沟槽压制成形模具。本实施例中沟槽的高度为0.5mm，沟槽的宽度为0.2mm，齿数为55，模具材料使用不锈钢材质。

步骤二：如图2中a、b两图所示，准备内沟槽插管成形薄壁板材，本实施例中的薄壁板材为紫铜丝网板材，壁厚大于等于0.02mm，所述紫铜丝网板材规格为400目，板材长为150mm；将紫铜丝网板材放在内沟槽压制成形模具压制成形，获得沟槽插管。

步骤三：将获得的沟槽插管插入基管内，然后将基管放入烧结模具中定位，接着将棒芯插入沟槽插管内，所述芯棒为圆棒或者是具有矩形、梯形、锯齿形和波纹形的齿形棒，芯棒的材料为不锈钢、陶瓷，插入芯棒时需保证芯棒与基管同轴，最后在沟槽插管与棒芯之间填充粉末颗粒，获得未成形的复合沟槽。

步骤四：如图2中c、d两图所示，最后将未成形的复合沟槽管放入烧结炉，进行保温烧结，烧结温度为薄壁板材材料熔点的0.7至0.8倍，保温时间为30min至90min，保温烧结完成后，随炉冷却至室温，获得复合沟槽管。

上述沟槽插管中的沟槽垂直于轴向的截面形状为矩形、梯形、锯齿形或波纹形，沟槽齿顶高于粉末颗粒烧结层或者低于粉末烧结层或者与粉末烧结层同高。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种复合沟槽管制造方法，首先制作内沟槽压制成形模具，然后利用内沟槽压制成形模具压制薄壁板材获得沟槽插管，将沟槽插管插入基管内，然后将沟槽插管和基管一并放入烧结模具中，接着将棒芯插入沟槽插管内，并在棒芯与沟槽插管之间填充粉末颗粒，最后进行保温烧结，保温烧结完成后，随炉冷却至室温，获得复合沟槽管；本发明完全摒弃了传统沟槽塑性成形工艺，采用薄壁板材模压成形的方式制造沟槽，具有生产效率高，沟槽高宽比、沟槽形状可方便地有模具控制，突破了传统工艺的限制。

技术研发人员：涂文斌;崔佳森;陈立宇;赵康梅
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：2017.03.27
技术公布日：2017.08.18