不锈钢均热板及其制造方法与流程

本公开涉及均热板，尤其涉及一种不锈钢均热板及其制造方法。

背景技术：

随着5g无线通信、雷达、无人机、卫星等不断发展，5g商用牌照已发放使用，手机、平板、笔记本电脑、led等终端电子产品呈整合化、集成化和高频高速等发展趋势，许多设备和通信厂商迅速发布了5g电子产品，比如5g智能手机，5g技术带来了更佳地使用体验，同时也意味着更高功耗。功耗增大必然带来相关产品在狭小空间下的散热问题，超薄热管和均热板作为一种通过相变原理进行散热的散热产品是当前的热点，已广泛应用在手机、平板、笔记本电脑、led等终端电子产品中。目前，均热板的厚度已经减小到0.5mm以下，并且在追求更薄的厚度来减小其在手机等电子产品中的占用空间。

对于较厚均热板，通常采用纯铜或铜合金材质作为均热板的原材料，但是，对于厚度越来越薄或者机械强度要求较高的均热板，铜材质均热板已经不能满足强度要求，铜材质均热板的外表面也易生锈、脏污等，还需要进行相应的表面处理，工艺难度增大，成本较高，如果直接采用强度较高的钢材质均热板，则钢材质与均热板内常用的工质水容易产生析氢反应、非凝结性气体等而不兼容，易产生老化后性能衰退等，影响均热板的散热性能，从而降低了产品的竞争力。

技术实现要素：

本公开的目的是提出一种不锈钢均热板及其制造方法，可以解决上述技术问题中的至少一个，本公开的技术方案如下：

一种不锈钢均热板，包括吸液芯及由不锈钢制成的上盖和下盖，上盖与下盖焊接连接能够形成封闭的腔室，吸液芯设置在腔室内，上盖和下盖的表面均进行钝化处理，至少使腔室的内壁全部钝化处理。

一种不锈钢均热板的制造方法，包括以下步骤：

用不锈钢原材料加工具有注液管安装结构的上盖和下盖，加工吸液芯和注液管；

将上盖、下盖及吸液芯进行组装，焊接密封，吸液芯安置在上盖与下盖连接形成的封闭腔室内；

将组装后的产品进行高温热处理；

将高温热处理后的产品进行钝化处理；

将钝化处理后的产品与注液管进行组装；

将注液管组装后的产品进行注水、抽真空、封口处理，形成成品。

在一些实施方式中，焊接密封为激光焊、扩散焊或高温钎焊中的至少一种。

在一些实施方式中，吸液芯为金属粉、金属网、金属纤维、沟槽结构、蚀刻结构或沉积结构中的至少一种。

在一些实施方式中，高温热处理的温度为900～1050℃，恒温时间为15～50min。

在一些实施方式中，注液管为铜管。

在一些实施方式中，钝化处理为水蒸气钝化处理。

在一些实施方式中，先将水注入上盖与下盖形成的封闭腔室内，然后加热进行水蒸气钝化处理。

在一些实施方式中，水蒸气钝化处理的温度为100℃～400℃，恒温时间为30min～180min。

本公开的有益效果是：上盖和下盖采用强度高、耐温性好的不锈钢制成，通过对上盖和下盖的表面进行钝化处理，能够防止上盖和下盖的形成的腔室的内壁与腔室内常用的工质水产生析氢反应、非凝结性气体等而不兼容，不易产生老化后性能衰退等，能够保证产品的散热性能，结构简单，强度高，产品不需要进行表面镀铜、镀镍等工艺处理，制造方便，减少了产品制造工艺中废水的产生和处理等，简化了工艺，节约了成本，更加环保节能，符合绿色发展的趋势，从而提高了产品的结构强度、稳定性和可靠性，使得均热板朝向更薄方向发展的可能性大大增加，增强了产品的竞争力，扩大了产品的应用和发展。

另外，在本公开技术方案中，凡未作特别说明的，均可通过采用本领域中的常规手段来实现本技术方案。

附图说明

为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，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的附图。

图1为本公开的一种实施方式的不锈钢均热板的分解图。

图2为本公开的一种实施方式的不锈钢均热板的立体图。

图3为本公开的一种实施方式的不锈钢均热板的剖视图。

图4为本公开的一种实施方式的不锈钢均热板的流程示意图。

图5为本公开的一种实施方式的不锈钢均热板的工艺流程图。

附图中标号说明，上盖1，下盖2，第一槽体21，吸液芯3，腔室4，注液管5。

具体实施方式

为了使本公开的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本公开进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用以解释本公开，并不用于限定本公开。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“两端”、“两侧”、“底部”、“顶部”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，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“上级”、“下级”、“主要”、“次级”等仅用于描述目的，可以简单地用于更清楚地区分不同的组件，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，也可以是一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，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公开中的具体含义。

图1为本公开的一种实施方式的不锈钢均热板的分解图，图2为本公开的一种实施方式的不锈钢均热板的立体图，图3为本公开的一种实施方式的不锈钢均热板的剖视图，图4为本公开的一种实施方式的不锈钢均热板的流程示意图，图5为本公开的一种实施方式的不锈钢均热板的工艺流程图。

实施例一：

如图1～3所示，示意性地显示了根据本公开的一种不锈钢均热板，主要用于手机、平板、笔记本电脑、led等终端电子产品中进行散热。该均热板包括吸液芯3及由不锈钢制成的上盖1和下盖2，上盖1与下盖2焊接连接能够形成封闭的腔室4，吸液芯3设置在腔室4内，上盖1和下盖2的表面均进行钝化处理，可以是对上盖1和下盖2的表面整体进行钝化处理，也可以是对上盖1和下盖2的表面进行局部钝化处理，至少使腔室4的内壁全部钝化处理。上盖1和下盖2的不锈钢的外表面保留不锈钢本质，不易生锈、脏污等，外观也更好。

在使用过程中，散热工质密封在该均热板的腔室4内，比如水或者其他合适的冷却液，当热量由热源传导至该均热板时，腔室4内的封装的散热工质在低真空度的环境中受热后开始产生气化现象，吸收热量并向冷端流动，遇冷后凝结释放出热量，再经由腔室4内的吸液芯3返回到热源端，从而通过散热工质在物相变化时的吸热或放热实现散热的效果。

腔室4内的散热工质通常采用纯水或超纯水。在真空状态下，水受热容易汽化，从而能够快速降温，而温度降低后水蒸气凝结，释放一定的热量，由此可以快速调节温度，达到均热的功能，而且纯水或超纯水对金属的腐蚀性也极弱，可以保证产品的使用寿命。

上盖1和下盖2的表面进行钝化处理，金属与氧化性的钝化介质作用，从而在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、能坚固地附在金属表面上的钝化膜，这层膜成独立相存在，通常是氧和金属的化合物，称为钝化膜或称成相膜。这层膜具有把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质直接接触，使得金属的溶解速度大大降低，从而使金属基本停止溶解形成钝态达到防止腐蚀的效果，能够防止上盖1和下盖2的形成的腔室4的内壁与腔室4内常用的工质水产生析氢反应、非凝结性气体等而不兼容，不易产生老化后性能衰退等，能够保证产品的散热性能。通常钝化处理采用水蒸气钝化处理，操作简单，成本低，绿色、节能、环保等，当然，也可以采用其他合适的钝化液进行钝化处理。

上盖1和下盖2可以采用冲压的方式制成，也可以采用蚀刻的方式制成。蚀刻工艺易于加工，并且蚀刻工艺对所加工材料的强度、塑性以及延展性要求不高，可以扩大板材的选材范围，并且加工成型的结构更加牢固不易损坏。冲压工艺包括冲裁、折弯、半剪等，能够避免湿法蚀刻中大量使用氧化剂和强酸等化学试剂，环境污染小，环保节能，符合绿色发展的趋势，而且简化了工艺步骤，缩短了加工时长，大大降低了加工成本。

上盖1和下盖2采用的不锈钢材质牌号包含但不局限于304、315、316、316l等，也可以是现有技术中其他合适牌号的不锈钢，这里的不锈钢也包括性能与不锈钢基本相当的碳钢、合金钢等。

上盖1和下盖2可以采用钎焊、熔焊、压焊等方式焊接连接，也可以采用现有技术中的超声、扩散焊接等其他合适的方式连接，通常采用激光焊、扩散焊或高温钎焊中的至少一种。

上盖1和下盖2可以采用钎焊、熔焊、压焊等方式焊接连接，也可以采用现有技术中的超声、扩散焊接等其他合适的方式连接，通常采用激光焊、扩散焊或高温钎焊中的至少一种。

上盖1和下盖2包括但不局限于圆形、椭圆形及方形等。由此，可以根据需要加工不同形状的均热板，从而适用于不同的应用场景，增强了产品的实用性，扩大了产品的应用范围。

下盖2的两侧可以分别设置有定位槽，上盖1的两侧可以分别设置有与下盖2相配合的焊接槽及与定位槽相配合的定位部，定位槽、定位部及焊接槽的大小、数量和排布等根据上盖1和下盖2的大小等具体情况而定，定位槽和定位部可以是方块形、长条形或者现有技术中其他合适的形状。通常，焊接槽可以通过冲裁或半剪冲压等方式一体成型在上盖1上，定位部可以通过折弯冲压或者半剪冲压等方式一体成型在上盖1上，定位槽可以通过冲裁或半剪冲压等方式一体成型在下盖2上。焊接槽便于上盖1与下盖2连接的更加紧密、牢靠，结构更加稳定、可靠。定位部与定位槽相配合为上盖1与下盖2提供定位基准，便于上盖1与下盖2装配连接，保证了定位的精度，提高产品的合格率。

吸液芯3设置在腔室4内，吸液芯3可以通过烧结等方式固定在上盖1或下盖2上。下盖2上还设置有与吸液芯3相配合的第一槽体21，吸液芯3的尺寸大小通常与第一槽体21基本一致，使得吸液芯3能够正好嵌入第一槽体21中，结构更加紧凑、稳定，能够进一步减少产品的厚度，从而使均热板朝向更薄方向发展的可能性大大增加。

下盖2的顶部设置有与上盖1相配合的连接面，通常第一槽体21的周围形成与上盖1焊接连接的连接面，连接面可以是一体成型的凸缘、法兰边或者翻边等，定位槽设置在连接面上，焊接槽与连接面相对应，从而更加便于上盖1与下盖2连接。

吸液芯3设置在腔室4内，吸液芯3可以通过烧结等方式固定在上盖1或下盖2上。下盖2上设置有与吸液芯3相配合的第一槽体21，吸液芯3的尺寸大小通常与第一槽体21基本一致，使得吸液芯3能够正好嵌入第一槽体21中，结构更加紧凑、稳定，能够进一步减少产品的厚度，从而使均热板朝向更薄方向发展的可能性大大增加。

吸液芯3可以采用金属粉、金属网、金属纤维、沟槽结构、蚀刻结构或沉积结构中的至少一种，可以是其中的一种或者几种的组合，比如铜粉、铜网、铜纤维、蚀刻形成的多孔粗糙结构、沉积形成的多孔粗糙结构等。通常，金属粉为金属粉末、有机溶剂和胶粘剂按照一定比例配制的膏状混合物，其中金属粉末可以为铜粉、铜粉、镍粉、锌粉、银粉中的至少一种，有机溶剂可以为松油醇、甲基丙烯酸甲酯、丙酮、甲醇、醋酸丁基卡必醇、乙二醇乙醚醋酸酯、柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、卵磷脂、大茴香油中的至少一种，胶粘剂可以为玻璃粉或陶瓷粉的悬浊液。

该均热板还包括与腔室4连通的注液管5，注液管5通常设置在上盖1和下盖2的侧边或拐角位置，操作更加方便。上盖1、下盖2及吸液芯3组装好后，再将注液管5组装上，然后通过注液管5向腔室4内按要求注入定量的散热工质，散热工质通常为水，注液管5有时也称注水管，然后沿上盖1与下盖2连接的边缘外侧切断注液管5，切断处通过冷焊等方式进行封口，还可以再进行激光熔融焊接，进一步强化密封效果。在散热工质注满腔室4后，通过现有技术中的阀门或其他控制机构将散热工质切换为封堵剂流体，比如聚氨酯、丙烯酸盐、水玻璃、环氧树脂、脲醛树脂等，向注液管5中注入封堵剂至少使封堵剂液面超过上盖1与下盖2连接的边缘外侧，待封堵剂在注液管5中固化后，再沿上盖1与下盖2连接的边缘外侧切断注液管5，还可以先通过注液管5对腔室4内进行抽真空等除气处理，再向注液管5中注入封堵剂。

与现有技术相比，该均热板的优点有：上盖1和下盖2采用强度高、耐温性好的不锈钢制成，注液管5便于向腔室4内注入相应的散热工质，通过对上盖1和下盖2的表面进行钝化处理，能够防止上盖1和下盖2的形成的腔室4的内壁与腔室4内常用的工质水产生析氢反应、非凝结性气体等而不兼容，不易产生老化后性能衰退等，能够保证产品的散热性能，结构简单，强度高，产品不需要进行表面镀铜、镀镍等工艺处理，制造方便，减少了产品制造工艺中废水的产生和处理等，简化了工艺，节约了成本，更加环保节能，符合绿色发展的趋势，从而提高了产品的结构强度、稳定性和可靠性，使得均热板朝向更薄方向发展的可能性大大增加，增强了产品的竞争力，扩大了产品的应用和发展。

实施例二：

如图1～5所示，示意性地显示了根据本公开的一种不锈钢均热板的制造方法，包括以下步骤：先准备原材料，用不锈钢原材料加工具有注液管安装结构的上盖和下盖，强度高、耐温性好等，强度明显大于铜或者铜合金等，用相应的原材料加工吸液芯和注液管；然后将上盖、下盖及吸液芯进行组装，焊接密封，吸液芯安置在上盖与下盖连接形成的封闭腔室内；然后再将上盖、下盖及吸液芯组装后的产品进行高温热处理；然后再将高温热处理后的产品进行钝化处理；然后再将钝化处理后的产品与注液管进行组装，注液管与上盖与下盖连接形成的封闭腔室连通；然后再将注液管组装后的产品进行注水、抽真空、封口处理，形成成品。需要说明的是，由于向散热板内注入的散热工质通常为水，所以文中均简称为注水。

上盖和下盖可以采用冲压的方式制成，也可以采用蚀刻的方式制成。蚀刻工艺易于加工，并且蚀刻工艺对所加工材料的强度、塑性以及延展性要求不高，可以扩大板材的选材范围，并且加工成型的结构更加牢固不易损坏。冲压工艺包括冲裁、折弯、半剪等，能够避免湿法蚀刻中大量使用氧化剂和强酸等化学试剂，环境污染小，环保节能，符合绿色发展的趋势，而且简化了工艺步骤，缩短了加工时长，大大降低了加工成本。

上盖和下盖可以采用钎焊、熔焊、压焊等方式焊接连接，也可以采用现有技术中的超声、扩散焊接等其他合适的方式连接，通常采用激光焊、扩散焊或高温钎焊中的至少一种。

上盖和下盖采用的不锈钢材质牌号包含但不局限于304、315、316、316l等，也可以是现有技术中其他合适牌号的不锈钢，这里的不锈钢也包括性能与不锈钢基本相当的碳钢、合金钢等。

吸液芯可以采用金属粉、金属网、金属纤维、沟槽结构、蚀刻结构或沉积结构中的至少一种，可以是其中的一种或者几种的组合，比如铜粉、铜网、铜纤维、蚀刻形成的多孔粗糙结构、沉积形成的多孔粗糙结构等。通常，金属粉为金属粉末、有机溶剂和胶粘剂按照一定比例配制的膏状混合物，其中金属粉末可以为铜粉、铜粉、镍粉、锌粉、银粉中的至少一种，有机溶剂可以为松油醇、甲基丙烯酸甲酯、丙酮、甲醇、醋酸丁基卡必醇、乙二醇乙醚醋酸酯、柠檬酸三丁酯、邻苯二甲酸二丁酯、卵磷脂、大茴香油中的至少一种，胶粘剂可以为玻璃粉或陶瓷粉的悬浊液。

吸液芯采用铜网，先将铜网按照要求进行切割等加工，然后进行清洗等，从而制得吸液芯。

上盖、下盖及吸液芯组装后的产品进行高温热处理，不仅能够将吸液芯烧结到腔室的内壁上，吸液芯可以烧结在上盖上，也可以烧结在下盖上，而且能够去除应力、对平面度进行校正、提高结构强度等。高温热处理的温度为900～1050℃，恒温时间为15～50min。

上盖、下盖及吸液芯组装后的产品先进行高温热处理，然后再进行钝化处理，可以是对组装后的产品整体进行钝化处理，也可以是对组装后的产品进行局部钝化处理，至少使上盖与下盖连接形成的封闭腔室的内壁全部钝化处理。此外，上盖和下盖的不锈钢的外表面保留不锈钢本质，不易生锈、脏污等，外观也更好。通过钝化处理，能够在金属表面生成一种非常薄的、致密的、覆盖性能良好的、能坚固地附在金属表面上的钝化膜，钝化膜具有把金属与腐蚀介质完全隔开的作用，防止金属与腐蚀介质直接接触，使得金属的溶解速度大大降低，从而使金属基本停止溶解形成钝态达到防止腐蚀的效果，能够防止上盖和下盖的内壁与腔室内常用的工质水产生析氢反应、非凝结性气体等而不兼容，不易产生老化后性能衰退等，能够保证产品的散热性能。

钝化处理采用水蒸气钝化处理，先将水注入上盖与下盖形成的封闭腔室内，然后对产品加热进行水蒸气钝化处理，水蒸气钝化处理的温度为100℃～400℃，恒温时间为30min～180min，操作简单，成本低，绿色、节能、环保等。当然，也可以采用其他合适的钝化液进行钝化处理。

注液管通常采用铜管，先将铜管按照要求进行切割等加工，然后进行清洗等，从而制得注液管。注液管组装完成后，通过注液管向腔室内按要求注入相应的散热工质，散热工质通常为水，注液管有时也称注水管，当散热工质注满腔室后，抽真空装置先通过注液管对腔室内进行抽真空处理，然后通过相应的装置再向注液管中注入封堵剂流体，比如聚氨酯、丙烯酸盐、水玻璃、环氧树脂、脲醛树脂等，向注液管中注入封堵剂至少使封堵剂液面超过上盖与下盖连接的边缘外侧，待封堵剂在注液管中固化后，再沿上盖与下盖连接的边缘外侧切断注液管，切断处通过冷焊等方式进行封口，从而完成注液管的封口处理，得到成品。注液管的切断处还可以再进行激光熔融焊接，进一步强化密封效果。

注液管组装完成后，通常要先对产品进行氦气测漏，检测产品的密封性，然后再进行注水。

抽真空处理后，还可以通过加热除气，进一步除去腔室内的气体，使得腔室内的真空度更好。

封口处理后得到成品，可以对产品进行整平，优化产品的平面度，还可以对产品进行老化等可靠性测试以及散热等性能测试，保证产品的质量和良率。

与现有技术相比，该制造方法的优点有：工艺简单，制造方便，通过高温热处理不仅能够将吸液芯烧结到腔室的内壁上，而且能够去除应力、对平面度进行校正、提高结构强度等，通过水蒸气钝化处理，能够防止腔室的内壁与腔室内常用的工质水产生析氢反应、非凝结性气体等而不兼容，不易产生老化后性能衰退等，能够保证产品的散热性能，产品不需要进行表面镀铜、镀镍等工艺处理，减少了产品制造工艺中废水的产生和处理等，简化了工艺，节约了成本，更加环保节能，符合绿色发展的趋势，通过抽真空处理和加热除气能够更好地除去腔室内的气体，使得腔室内的真空度更好，从而提高了产品的结构强度、稳定性和可靠性，使得均热板朝向更薄方向发展的可能性大大增加，增强了产品的竞争力，扩大了产品的应用和发展。

以上所述的仅是本公开的一些实施方式，仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制，应当理解的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开创造构思的前提下，还可以根据上述说明加以改进或替换，而所有这些改进和替换都应属于本公开所附权利要求的保护范围。在这种情况下，所有细节都可以用等效元素代替，材料、形状和尺寸也可以是任意的。