一种通讯散热壳体的制作方法

文档序号:11595581阅读:169来源:国知局

本发明涉及轻合金压铸生产领域,特别涉及一种散热壳体。



背景技术:

随着4g/5g无线通讯基站信号电器件集成化程度的提高,外壳压铸件尺寸随之增大,设备变得越来越重,散热要求也越来越高。国内外运营商对无线基站提出高导热、轻量化、低成本的明确指标要求。铝合金压铸件是无线基站关键结构材料,为基站内部的电子元器件及电路板固定提供基础,同时将电器元件工作热量通过散热片导出,是基站信号发射箱体散热降温的主要零部件;为了提高基站壳体的额散热效率,结构设计中通过增高散热片,减薄散热片等措施,因压铸铝硅合金材料导热系数的限制,对同尺寸的散热壳体,单从散热片的结构改变已不能满足基站机箱高散热要求,需要考虑散热壳体其他结构形式来提高散热壳体的散热效率。



技术实现要素:

本申请提供一种通讯散热壳体,可以提高散热壳体的散热效率。

本申请公开了一种通讯散热壳体,至少包括铝基板和导热管,其中,所述导热管通过半固态合金材质以悬浮镶嵌的结构预埋在所述铝基板的对应位置,该对应位置靠近所述通讯散热壳体的集成电路ic元件安装位置。

可选地,上述通讯散热壳体中,所述导热管的外壳采用不锈钢材质,导热管的外壳内密封有高导热介质。

可选地,所述导热管通过半固态合金材质以悬浮镶嵌的结构预埋在所述铝基板的对应位置包括:

利用预设的半固态压铸模具采用半固态流变压铸工艺将所述导热管悬浮镶嵌在铝基板的对应位置中,所述半固态压铸模具包括定模、定模撑件、动模和动模撑件。

可选地,所述定模撑件和动模撑件为薄片状,采用半固态合金材质,该半固态合金材质与半固态流变压铸工艺中浇铸用的半固态浆料的材质相同。

可选地,所述半固态合金材质为半固态铝合金。

由于本申请技术方案采用采用半固态流变压铸工艺加工导热管和铝压铸件的镶嵌结构,即将导热管悬浮镶嵌至铝基板中,使得导热管无间隙、无阻碍地全部包裹在铝基板中,从而可以通过导热管中的高效传热介质将ic元件的工作热量迅速导入铝基板并通过散热片散出,从而提高了热传导效率。

附图说明

图1是本申请实施例中通讯散热壳体的横截面示意图;

图中,1为铝基板,2为安装凸台,3为ic电子元件,4为导电胶,5为导热管,6为导热管的不锈钢外壳,7为导热管内密封的高导热介质,8为壳体散热片;

图2是本申请实施例中用于压铸内嵌有导热管的铝基板的半固态压铸模具的结构示意图;

图2(a)为合模前的结构示意图;

图2(b)为合模后的结构示意图;

图3是本申请实施例中悬浮固定导热管的半固态通讯散热壳体铸件示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文将结合附图对本发明技术方案作进一步详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

实施例1

本实施例提供一种通讯散热壳体,主要包括导热管和铝基板,其中,导热管利用过半固态合金材质按照悬浮镶嵌的结构预埋在铝基板的对应位置中,不外露出铝基板,该对应位置靠近散热壳体的ic元件安装位置。可选地,上述导热管包括外壳和内部导热介质。其中,导热管的外壳可以采用具有高强度,高耐蚀性的不锈钢材料。内部导热介质则可以采用高导热介质,密封在上述不锈钢外壳内即可。

下面结合实例,详细介绍上述通讯散热壳体的具体实现结构及其工作原理。

图1所示为实际应用中通讯散热壳体的一种实现结构的横截面,其包括铝基板(1),导热管(5)和壳体散热片(8),导热管(5)又分为不锈钢外壳(6)和高导热介质(7)。其中,导热管(5)以悬浮镶嵌的结构预埋在铝基板(1)的安装凸台(2)附近。安装凸台(2)即为安装ic电子元件(3)的位置,ic元件(3)通过导电胶(4)紧密贴在壳体铝基板的安装凸台(2)上。

由上可以看出,本实施例提供的通讯散热壳体中,导热管的不锈钢外壳(6)和散热壳体铝基板(1)直接接触,这样,ic电子元件(3)的工作热量可通过导电胶(4)传递至安装凸台(2),再由壳体铝基板(1)传递至导热管(5)的不锈钢外壳(6)再由导热管内密封的高导热介质(7)迅速导热给壳体散热片(8),最终散热至外界环境。

要说明的是,导热管所悬浮镶嵌的对应位置之所以靠近ic元件安装位置,是为了更好地对ic元件的工作热量进行导热,因而此对应位置的具体范围可以不作特别限制,只要有利于导热管快速传递ic元件的工作热量即可。

可选地,本实施例中,导热管通过半固态合金材质以悬浮镶嵌的结构预埋在铝基板的对应位置中,此结构的具体实现可以通过特殊的安装限位结构,即采用半固态流变压铸工艺实现导热管和铝压铸件的悬浮镶嵌结构。

下面介绍实现实现导热管悬浮固定(即悬浮镶嵌)在铝基板中的通讯散热壳体的压铸过程,包括以下步骤:

步骤一、设计用于导热管固定的撑件,撑件包括定模撑件和动模撑件;

步骤二、设计模具撑件的安装结构位置;

步骤三、预热导热管;

步骤四、将导热管固定在定模撑件上合模,动模撑件顶住导热管;

步骤五、制取半固态浆料;

步骤六、用半固态工艺压铸生产镶嵌导热管压铸件,即用半固态浆料快速浇铸,浇铸之后,定模撑件和动模撑件与半固态浆料融铸为一体,实现导热管在铝基板中的悬浮镶嵌结构。

其中,为实现导热管在压铸件基板中悬浮结构,设计了合理模具,如图2所示,其中包括定模、动模以及撑件结构:撑件设计又分为定模撑件和动模撑件两部分,定模撑件在定模中用于固定导热管,动模撑件在动模中,和模后动模撑件用于顶住导热管,如图2(a)所示。压铸时2个定模撑件安装在定模模腔中,然后把导热管卡入定模撑件中,定模撑件卡位有斜度,这样,导热管可以过盈固定在定模撑件上,以避免合模时机台抖动造成导热管脱落偏位的问题;动模撑件装在动模上,合模后动模撑件顶住导热管。定模撑件和动模撑件在模具中紧紧卡住导热管,铝液快速充型时冲击力不会使导热管移动偏位,如图2(b)所示。

另外,为实现导热管和铝铸件基板悬浮紧密结合,芯撑推荐做成薄片状,用半固态合金材质加工,该半固态合金材质与半固态流变压铸工艺中浇铸用的半固态浆料的材质相同。这样,薄片状的芯撑在半固态浆料充型过程中被熔化,芯撑溶化后就使导热管和铝基板无隔断接触,芯撑部位也不会有孔洞,整体导热管不外露,从而达到悬浮镶嵌的目的。

而半固态压铸件组织为粒状晶,合金分子间隙小,组织密度大,有利于把电子元件的热量导出。本实施例中采用半固态浆料压铸生产,铝基板密度>2.7g/cm3,散热片厚度为1.0mm,致密的半固态组织+薄壁散热片+局部预埋导热管的通讯散热壳体的热传导效率可以提高10-30%。

按照上述操作进行压铸后,所形成的悬浮镶嵌有导热管的半固态通讯散热壳体铸件如图3所示,可以看到导热管预埋在铝铸件基板中不外露,导热管和铝基板紧密结合,导热管周围无其他材料的芯撑,做到了导热管的悬浮预埋。此悬浮镶嵌有导热管的通讯散热壳体产品经中心通讯装配测试,导热性能满足高度集成的ic器件工作热量导出要求,达到预期目的,为通讯5g高集成、大容量基站结构件的设计及4g的扩容改造提供了实际生产的经验依据。

从上述实施例可以看出,半固态散热壳体使用过程中希望有高的导热系数,但受到正常生产的散热壳体合金材料和工艺的限制,所采用的半固态合金的导热系数只有145w/mk,因此,本申请在结构设计中采用预埋热管的方式以提高热传导效率,即在散热壳体中预埋有高导热导介质的导热管,从而可以使壳体局部导热系数达到150-160w/mk,提高导热效率。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成,所述程序可以存储于计算机可读存储介质中,如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地,上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地,上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述,仅为本发明的较佳实例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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