一种热柱加工方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及散热技术，尤其涉及一种热柱加工方法。
【背景技术】
[0002]热柱通过液体工质沸腾或蒸发吸收大量热量，产生蒸汽，蒸汽在热柱壁处冷凝释放大量的汽化潜热，来实现热量的交换。热柱广泛应用于LED灯具、电子元器件散热等领域，热柱底部不断地吸收LED芯片或电子元器件表面的热量，液体工质在冷凝管内持续地循环汽化-冷凝过程，将汽化潜热快速地经由冷凝管壁散发到外界环境或相配套的散热设备中，从而有效控制LED芯片或电子元器件的温度，保证了其工作的稳定性和可靠性。
[0003]现有的热柱毛细结构层一般是通过铜粉烧结而成，其主要制程包括芯棒定位、填粉、烧结、芯棒脱膜等，由于铜粉的熔点约在1080°C左右，其烧结峰值温度一般控制在850?980°C左右，众所周知，烧结时铜粉在小于600°C时体积基本上没有变化，但当温度在600?800°C区域时铜粉会产生2%?3%的急剧膨胀，因此在烧结完成后的脱模过程中，由于铜粉膨胀体积增大，必需额外施加更多的外力才能将芯棒抽离，而热柱经过高温烧结后其管体表面软化，在外力作用下容易使得热柱变形，严重时甚至无法脱膜，从而造成热柱不良率的增加。
[0004]为改善芯棒脱模问题，目前通常将芯棒经过氮化处理或于芯棒表面涂布抗反应层，如:钨粉(W)、氮化硼(NB)、高温陶瓷粉(A1203)等。然而，在芯棒抽拔时所涂布的抗反应层容易因摩擦力而剥落进而残留于管体内，导致毛细结构堵塞，造成工作介质回流不顺畅，影响热柱的性能甚至毁坏热柱，难以保证产品质量，也直接影响传递效率及散热效果。而且其制作工序繁琐，生产效率低，成本高。不能很好的解决散热问题，对产品的使用寿命也有很大的影响。
【发明内容】
[0005]本发明为了解决现有技术中的不足而提供一种热柱加工方法，通过一次烧结在柱体的内部形成一体式毛细结构，无需芯棒，不存在脱模破坏毛细结构的现象，工艺步骤简单、效率高、稳定性好。
[0006]为达到上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0007]—种热柱加工方法，包括以下步骤:
[0008]I)将柱体与底板固定安装，形成一个整体；
[0009]2)在底板和柱体的内壁上制备毛细结构；
[0010]3)将上盖与柱体紧配合，然后进行一体式烧结；
[0011]4)对热柱进行介质填充及抽真空除气封口，完成热柱成品。
[0012]现有的技术中，均是使用芯棒进行定位及烧结，烧结后将芯棒取出，在烧结过程中，芯棒在烧结炉中将吸收大量的热量，而在烧结后，需要更长的冷却时间才能进行后续工序，不仅造成能源的浪费，同时也大大降低了工作效率。而采取本发明中的上述方法，加工过程无需定位、及芯棒脱模，不存在脱模破坏毛细结构的现象，烧结过程只需要很少的能量就能达到烧结要求，工艺步骤简单、效率高、稳定性好。
[0013]作为本发明所述的热柱加工方法的一种优选方案，所述的步骤2中制备毛细结构的具体步骤为在柱体和底板内壁上涂一层有机胶，然后将铜粉均匀的喷在有机胶表面，在主体和底板内壁上形成连续的毛细结构，有机胶用于吸附铜粉使铜粉分散更加均匀，制备工艺简单，并且能减少铜粉的厚度，提高毛细作用力。进一步地，可以在上盖的内壁上也涂一层有机胶，然后将铜粉均匀的喷在有机胶表面，使上盖内壁上也形成毛细结构，在将上盖与柱体紧配合时，使上盖内壁上的铜粉与柱体内壁上的铜粉相连接，使底板、柱体、上盖的内壁上形成相互连通的连续毛细结构。
[0014]作为本发明所述的热柱加工方法的一种优选方案，所述的步骤2中制备毛细结构的具体步骤为将铜粉与有机胶充分混合搅拌，然后在柱体内插入合适的芯棒，将混合了有机胶的铜粉灌入柱体内，通过芯棒控制铜粉在底板和柱体内壁上的厚度，形成一体式毛细结构，为了提高毛细结构的作用，也可以在上盖内壁上涂覆一定厚度的混合了有机胶的铜粉，这样使整个桶体内形成分别沿上盖、柱体和底板内壁设置的上毛细结构、中间毛细结构和底部毛细结构，上毛细结构、中间毛细结构和底部毛细结构相连接，形成一体式散热结构。
[0015]作为本发明所述的热柱加工方法的一种优选方案所述的步骤2中制备毛细结构的具体步骤为在底板上进行铜粉填充，填充铜粉厚度为l_4mm，然后在柱体内装入丝网形成的毛细结构，丝网紧贴柱体内壁设置，丝网下端与底板上的铜粉紧密接触，通过铜粉烧结与丝网复合方式，形成整个毛细结构。
[0016]作为本发明所述的热柱加工方法的一种优选方案，步骤3中将上盖与柱体紧配合时，使上盖内壁上的毛细结构与柱体内壁上的毛细结构相连接。
[0017]作为本发明所述的热柱加工方法的一种优选方案，还包括烧结前在上盖、底板与柱体间固定焊膏的步骤，焊膏在烧结过程中融化，在冷却后凝固形成焊点。
[0018]作为本发明所述的热柱加工方法的一种优选方案，所述的上盖与柱体、底板与柱体间均为过盈配合。
【附图说明】
[0019]图1是本发明提供的热柱的立体剖视图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0021]实施例1
[0022]如图1所示，一种热柱，该热柱包括上盖2、毛细管1、柱体4、底板5和毛细结构3，其中毛细结构3包括分别沿上盖、柱体和底板内壁设置的上毛细结构、中间毛细结构和底部毛细结构，所述的上毛细结构、中间毛细结构和底部毛细结构相连接，形成一体式散热结构。真空状态下液态传热工质受热汽化迅速扩散，遇冷凝结成液态可以通过周边的烧结层毛细组织迅速流向受热面，由此良性循环，不会出现受阻隔不能顺利回流现象，从而保障热柱正常工作。
[0023]该热柱在加工时，首先将柱体4与底板5固定安装，形成一个整体，在固定安装时，可以采用过盈配合，使柱体4与底板5间密封连接，当然，也可以采用其他的方式使热柱与底板紧密连接。然后将铜粉均匀的喷在有机胶表面，在主体和底板内壁上形成连续的毛细结构，用同样的方法在上盖内壁上涂一层有机胶并喷上一定厚度的铜粉，其中底板上毛细结构的铜粉厚度为l_4mm，柱体侧壁上毛细结构的铜粉厚度为0.2-0.5mm，上盖上毛细结构的铜粉厚度为0.2-0.5_。然后将带有上盖和底板的柱体整体进行烧结，烧结成一体式毛细结构。
[0024]其中，上盖2中心位置设有毛细管I，用于向柱体内灌装介质及抽真空。通过毛细管I对热柱进行介质填充及抽真空除气封口，完成热柱成品。
[0025]为了提高密封效果，在上盖、底板与柱体间均设有焊膏槽，焊膏槽内分别装有适量焊膏，在烧结前将焊膏固定在焊膏槽内，在烧结过程中焊膏融化，冷却后形成焊点，可以进一步加固上盖、底板与柱体间稳固定及密闭性。
[0026]实施例2
[0027]热柱的结构与实施例1中相同，制作步骤也大体相同，仅是在制备毛细结构时，是先将柱体与底板固定安装，形成一个整体，然后将铜粉与有机胶充分混合搅拌，然后在柱体内插入合适的芯棒，将混合了有机胶的铜粉灌入柱体内，通过芯棒控制铜粉在底板和柱体内壁上的厚度，同时在上盖内壁上涂覆一定厚度的混合了有机胶的铜粉，然后将上盖与与柱体紧配合，使上盖内壁上的毛细结构与柱体内壁上的毛细结构相连接，然后进行一体式作么士
[0028]实施例3
[0029]首先将柱体与底板固定安装，形成一个整体，在底板的内表面刷一层有机胶，然后填充铜粉，同时在上盖的内表面依照同样的方式也粘上一层铜粉，并在柱体内装入丝网形成的毛细结构，丝网紧贴柱体内壁设置，丝网下端与底板上的铜粉紧密接触，然后将上盖与柱体紧密配合，并使得丝网上端与上盖表面的铜粉紧密接触。然后将带有上盖和底板的柱体整体进行烧结，成铜粉、丝网复合一体式毛细结构。
[0030]其中，底板上毛细结构的铜粉厚度为l-4mm，优选的铜粉厚度为2-3mm，丝网的规格为 150-200 目。
[0031 ]上述两种方法，加工过程无需定位、及芯棒脱模，不存在脱模破坏毛细结构的现象，工艺步骤简单、效率高、稳定性好，其中毛细结构为一体式结构，回流速度快，导热效果好，且温度分布均一。
[0032]虽然说明书中对本发明的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本发明的保护范围。在不脱离本发明宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种热柱加工方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)将柱体与底板固定安装，形成一个整体； 2)在底板和柱体的内壁上制备毛细结构； 3)将上盖与柱体紧配合，然后进行一体式烧结； 4)对热柱进行介质填充及抽真空除气封口，完成热柱成品。2.根据权利要求1所述的热柱加工方法，其特征在于:所述的步骤2中制备毛细结构的具体步骤为在柱体和底板内壁上涂一层有机胶，然后将铜粉均匀的喷在有机胶表面，在主体和底板内壁上形成连续的毛细结构。3.根据权利要求1所述的热柱加工方法，其特征在于:所述的步骤2中制备毛细结构的具体步骤为将铜粉与有机胶充分混合搅拌，然后在柱体内插入合适的芯棒，将混合了有机胶的铜粉灌入柱体内，通过芯棒控制铜粉在底板和柱体内壁上的厚度。4.根据权利要求2或3所述的热柱加工方法，其特征在于:还包括在上盖内壁制备毛细结构的步骤，将上盖内壁上涂一层有机胶并喷上一定厚度的铜粉或者将混合了有机胶的铜粉固定在上盖内壁上，在将上盖与柱体紧配合时，使上盖内壁上的铜粉与柱体内壁上的铜粉相连接。5.根据权利要求1所述的热柱加工方法，其特征在于:所述的步骤2中制备毛细结构的具体步骤为在底板上进行铜粉填充，填充铜粉厚度为l_4mm，然后在柱体内装入丝网形成的毛细结构，丝网紧贴柱体内壁设置，丝网下端与底板上的铜粉紧密接触。6.根据权利要求5所述的热柱加工方法，其特征在于:还包括在上盖内壁制备毛细结构的步骤，将上盖内壁上涂一层有机胶并喷上一定厚度的铜粉或者将混合了有机胶的铜粉固定在上盖内壁上，在将上盖与柱体紧配合时，使上盖内壁上的铜粉与柱体内壁上的丝网相连接。7.根据权利要求1所述的热柱加工方法，其特征在于:还包括烧结前在上盖、底板与柱体间固定焊膏的步骤，焊膏在烧结过程中融化，在冷却后凝固形成焊点。8.根据权利要求1所述的热柱加工方法，其特征在于:所述的上盖与柱体、底板与柱体间均为过盈配合。
【专利摘要】本发明公开了一种热柱加工方法，包括以下步骤，将柱体与底板固定安装，形成一个整体；在底板和柱体的内壁上制备毛细结构；将上盖与柱体紧配合，然后进行一体式烧结；对热柱进行介质填充及抽真空除气封口，完成热柱成品。采取本发明中的上述方法，加工过程无需定位、及芯棒脱模，不存在脱模破坏毛细结构的现象，烧结过程只需要很少的能量就能达到烧结要求，工艺步骤简单、效率高、稳定性好。
【IPC分类】F28D15/04
【公开号】CN105547026
【申请号】CN201511000177
【发明人】吕文卿, 胡循亮, 张长亮, 唐黎
【申请人】江苏宏力光电科技股份有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月25日