一种均热板及其内部结构的制作方法

摘要

本发明公开了一种均热板及其内部结构的制作方法，包括以下步骤：采用冲压工艺在第一盖板上加工凹槽以及焊接边并预留注料口，第二盖板加工为平板；在第一盖板的凹槽内焊接多个支撑柱；在第一盖板的内壁上或者第二盖板的内壁上附上吸液芯；将第一盖板与第二盖板互相贴合，形成腔体，支撑柱与吸液芯均位于腔体内；将第一盖板与第二盖的边缘进行焊接；腔体通过注料口与外界连通；通过注料口向腔体内填充工质后，通过注料口抽取腔体内部的空气，然后封堵注料口并进行密封制成均热板。本发明方法采用冲压工艺加工均热板及其内部支撑结构，方法简单易操作，提高生产效率；另外避免了大量化学试剂的使用，安全无污染。

权利要求

1.一种均热板及其内部结构的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)提供第一盖板(10)和第二盖板(20)；采用压力加工工艺对第一盖板(10)进行拉伸，形成中部的凹槽(11)以及边缘的焊接边(12)；并在所述焊接边(12)上预留注料口(13)；第二盖板(20)采用冲压直接落料的方式加工为平板；

(2)在第一盖板(10)的凹槽(11)内焊接多个支撑柱(32)；所述支撑柱(32)采用半剪或冲压落料的方式加工而成；

(3)在第一盖板(10)的内壁上或者第二盖板(20)的内壁上附上吸液芯(40)；

(4)将第一盖板(10)与第二盖板(20)互相贴合，形成腔体，并使所述支撑柱(32)与所述吸液芯(40)均位于所述腔体的内部；将第一盖板(10)与第二盖板(20)沿焊接边(12)进行焊接；使所述腔体通过所述注料口(13)与外界连通；

(5)通过注料口(13)向腔体内填充工质；

(6)通过注料口(13)抽取腔体内部的空气，使腔体内部处于真空状态；

(7)封堵注料口(13)并进行密封制成均热板。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑柱(32)的加工方法包括以下步骤：

(1)通过冲压半剪的方式，在板材(30)上冲出柱体(31)，但是柱体(31)的尾端仍与板材(30)相连；

(2)将柱体(31)再次拍回板材(30)内，使柱体(31)与板材(30)分离，形成支撑柱(32)；

(3)将嵌有支撑柱(32)的板材(30)放入第一盖板(10)的凹槽(11)内，然后从第一盖板(10)的外表面进行焊接，使支撑柱(32)固定在第一盖板(10)的凹槽(11)底部，焊接完成后从凹槽(11)内取出失去支撑柱(32)的板材(30)余料。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支撑柱(32)的加工方法包括以下步骤：

(1)通过冲压落料的方式，在板材(30)上冲出多个柱体(31)散件，即为支撑柱(32)；

(2)将多个支撑柱(32)固定在定位治具(70)中；

(3)将第一盖板(10)与治具(70)互相扣合，使治具(70)嵌入第一盖板(10)的凹槽(11)内，凹槽(11)底面与支撑柱(32)接触；

(4)从第一盖板(10)的外表面进行焊接，使支撑柱(32)固定在第一盖板(10)的凹槽(11)底部，焊接完成移除治具(70)。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述支撑柱(32)均匀分布。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述支撑柱(32)的形状为圆柱形或方柱形。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一盖板(10)、所述第二盖板(20)以及所述支撑柱(32)均为金属材质。

说明书

一种均热板及其内部结构的制作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及均热板制造技术领域，特别涉及一种均热板及其内部结构的制作方法。

背景技术

[0002] 随着5G无线通信、雷达、无人机、卫星等领域的快速发展，大功率射频芯片的应用前景越来越广阔。芯片的运行速度将实现飞跃的提升，同时其产生的热量也随之增加，保证
其稳定运行已成为重中之重，所以对于均热板的需求和挑战也随之而来，加快其产业布局
已刻不容缓。

[0003] 传统的均热板的上下盖板是通过湿刻蚀的方式制造，这种方法使用大量的氧化剂和强酸，所产生废水对环境造成很大污染，同时这种工艺还使用光刻、掩膜等工艺，工艺复
杂，制造成本高。

发明内容

[0004] 本发明提供了一种均热板及其内部结构的制作方法，能够解决上述现有技术问题中的一种或几种。

[0005] 根据本发明的一个方面，提供了一种均热板及其内部结构的制作方法，包括以下步骤：

[0006] (1)提供第一盖板和第二盖板；采用压力加工工艺对第一盖板进行拉伸，形成中部的凹槽以及边缘的焊接边；并在焊接边上预留注料口；第二盖板采用冲压直接落料的方式
加工为平板；

[0007] (2)在第一盖板的凹槽内焊接多个支撑柱；

[0008] (3)在第一盖板的内壁上或者第二盖板的内壁上附上吸液芯；

[0009] (4)将第一盖板与第二盖板互相贴合，形成腔体，并使支撑柱与吸液芯均位于腔体的内部；将第一盖板与第二盖板相接触的边缘沿焊接边进行焊接；使腔体通过注料口与外
界连通；

[0010] (5)通过注料口向腔体内填充工质；

[0011] (6)通过注料口抽取腔体内部的空气，使腔体内部处于真空状态；

[0012] (7)封堵注料口并进行密封制成均热板。

[0013] 由此，在均热板以及其内部支撑结构的加工过程中，不使用强氧化剂以及酸液等进行蚀刻，解决了化工污染的问题。另外，冲压工艺作为一种成熟的金属板件加工工艺，操
作简单，工作效率高，适合规模化生产，并且各批次产品之间的一致性高，良品率大大提高。
冲压工艺简单，还可以免去蚀刻工艺后续的光刻、掩膜等工序，简化工艺流程、缩短加工时
长，大大降低制作成本。

[0014] 在一些实施方式中，支撑柱采用半剪的方式加工。采用半剪工艺冲裁支撑柱，可以减少从板材上加工支撑柱时因断裂带斜度而产生毛刺，支撑柱外表面光滑，便于与第一盖
板的连接。

[0015] 在一些实施方式中，支撑柱的半剪加工方法包括以下步骤：

[0016] (1)通过冲压半剪的方式，在板材上冲出柱体，但是柱体的尾端仍与板材相连；

[0017] (2)将柱体再次拍回板材内，使柱体与板材分离，形成支撑柱；

[0018] (3)将嵌有支撑柱的板材放入第一盖板的凹槽内，然后从第一盖板的外表面进行焊接，使支撑柱固定在第一盖板的凹槽底部，焊接完成后从凹槽内取出失去支撑柱的板材
余料。

[0019] 由此，采用半剪工艺确定在板材上冲压多个柱体，形成支撑柱的母体，半剪加工后，柱体与原板材并未分离，这是半剪工艺的加工方法决定的。从板材中突出的多个柱体的
尾端与板材相连接，此时对柱体的顶端施力，将柱体拍回板材内，从而将柱体与板材相连接
的尾端断开，柱体与板材可以彼此分离，脱离板材的柱体可作为支撑柱加工均热板的内部
支撑结构。采用半剪与回拍的工艺加工支撑柱，柱体在这一过程中往返的路径相同，可以保
证支撑柱的形状完好，并且在柱体被拍回板材的过程中，柱体表面与板材互相摩擦，可以保
证支撑柱的表面光滑。将嵌有支撑柱的板材放入第一盖板的凹槽内，进行支撑柱与第一盖
板的焊接，由此，板材起到了定位的作用，可以避免支撑柱的遗失，并且还可以确保支撑柱
的焊接位点准确，进而保证均热板的品质。

[0020] 在一些实施方式中，支撑柱采用冲压落料的方式加工。由此，可以采用一次冲压完成支撑柱的成型，加工简便，容易操作。

[0021] 在一些实施方式中，支撑柱冲压落料的加工方法包括以下步骤：

[0022] (1)通过冲压落料的方式，在板材上冲出多个柱体散件，即为支撑柱；

[0023] (2)将多个支撑柱通过整列或其它的方式固定在定位治具中；

[0024] (3)将第一盖板与治具互相扣合，使治具嵌入第一盖板的凹槽内，凹槽底面与支撑柱接触；

[0025] (4)从第一盖板的外表面进行焊接，使支撑柱固定在第一盖板的凹槽底部，焊接完成后移除治具。

[0026] 由此，采用冲压落料的方式，通过一次冲压便可加工多个支撑柱。并且，采用冲压落料的方式加工支撑柱，同一块板材所加工的支撑柱数量不受均热板内支撑柱的排列方式
的限制，从而使同一块板材所加工的支撑柱数量增多，节约成本。通过治具对多个支撑柱进
行定位处理，可以保证支撑柱的位置不发生偏移，定位精准，提高产品良率。

[0027] 在一些实施方式中，支撑柱均匀分布。由此，可以保证加工成型的均热板内部空腔无支撑的空间均匀分布，在受到外界压力时，均热板的第一盖板与第二盖板受力均匀，避免
变形。

[0028] 在一些实施方式中，支撑柱的形状包含但不局限于圆柱形和方柱形。由此，可以使均热板有多种加工形式，满足不同需求。

[0029] 在一些实施方式中，工质为纯水。在真空状态下，工质受热容易汽化，从而能够快速降温；温度降低后气态工质再次凝结，释放一定的热量，由此可以快速调节温度，达到均
热的功能。

[0030] 在一些实施方式中，第一盖板、第二盖板以及支撑柱均为金属材质。金属具有优良的热传导性，在均热板的加工中应用广泛。冲压工艺技术成熟，并且针对不同强度、塑性以
及延展性的金属也已形成了不同的工艺参数。在均热板的加工中，一般使用铜材、铝材、不
锈钢材料以及钛铜合金等材料。第一盖板与第二盖板以及支撑柱均为金属材质，焊接方便，
并且结构稳固。

附图说明

[0031] 图1为本发明实施例1的第一盖板与支撑柱结合的俯视图；

[0032] 图2为本发明实施例1组装完成后沿A‑A线的剖视示意图；

[0033] 图3为本发明实施例1中支撑柱的加工工艺示意图；

[0034] 图4为本发明实施例2的第一盖板与支撑柱结合的俯视图；

[0035] 图5为本发明实施例2组装完成后沿B‑B线的剖视示意图；

[0036] 图6为本发明实施例2支撑柱与第一盖板焊接的分解示意图。

具体实施方式

[0037] 下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“上侧”、“下侧”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或部件必
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发明的限制。此外，术
语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0038] 实施例1

[0039] 图1和图2示意性地显示了根据本发明的一种均热板。如图所示，该装置包括第一盖板10和第二盖板20。其中，第一盖板10的中部加工有凹槽11，凹槽11内均匀分布多个支撑
柱32。支撑柱32为上下均匀的方柱形。第一盖板10的边缘加工为焊接边12，焊接边12与第二
盖板20的边缘互相贴合，并且密封连接。第二盖板20与第一盖板10密封连接，使得凹槽11 
成为腔体，支撑柱32位于腔体内。在腔体内部还设有吸液芯40，吸液芯 40的一侧与第二盖
板20的内侧相连接，另一侧与支撑柱32相连接。均热板内装有适量工质，并且处于真空状
态。

[0040] 本实施方式的均热板的制作方法如下：

[0041] 步骤(1)：提供第一盖板10和第二盖板20；第一盖板10和第二盖板 20均为金属铜板。

[0042] 利用冲床采用折弯成型的方式将第一盖板10内表面的中部冲压成方形凹槽11，并将第一盖板10的边缘折弯成台阶状，形成焊接边12。焊接边 12的一角预留一个小口，即注
料口13，注料口13与凹槽11的内部相连通，可用于向腔体内部注料。

[0043] 利用冲床采用冲压直接落料的方式将第二盖板20冲压成方形平板。

[0044] 步骤(2)：焊接支撑柱32。

[0045] 另外选取一块金属板材30，所选的板材30也为铜材。采用冲压落料的方式将所选板材30裁切为正好能够嵌入第一盖板10的凹槽11内的尺寸。

[0046] 利用冲头50采用冲压半剪的方式在金属板材30的上侧进行冲压，在板材30上冲出多个均匀分布的柱体31，多个柱体31为上下均匀的方柱形。此时多个柱体31并未与板材30
完全断开，柱体31的尾端尚与板材30的下侧边缘相连接，如图3(a)所示。

[0047] 在板材30的上侧放置支撑板51，利用冲头50从板材30的下侧对多个柱体31施加向上的作用力，将突出板材30外侧的柱体31拍回板材30内，如图3(b)所示。在此过程中，柱体
31上原本与板材30相连接的尾端断开，多个柱体31成为能够脱离板材30的支撑柱32。支撑
板51可以防止支撑柱32脱离板材30。

[0048] 柱体31被拍断后，仍旧嵌在板材30内，如图3(c)所示。将嵌有多个支撑柱32的板材30嵌入第一盖板10的凹槽11内，使得支撑柱32的一端与凹槽11的底部相连接。焊接头60在
第一盖板10的外表面进行焊接，使支撑柱32固定在凹槽11的底部。焊接时注意将板材30稍
稍远离凹槽11 的底部，避免将板材30与第一盖板10焊接在一起。支撑柱32与第一盖板10焊
接时的分解图如图3(d)所示。

[0049] 完成焊接后，从凹槽11内取出板材30的余料，从而得到了焊接有支撑柱32的第一盖板10。

[0050] 步骤(3)：连接吸液芯40。

[0051] 在第一盖板10的内表面烧结吸液芯40，将吸液芯40烧结在第一盖板 10连接的支撑柱32的顶面上。吸液芯40是金属或者非金属材料制成的毛细结构，其形状和尺寸与第一
盖板10加工的凹槽11相匹配，使得吸液芯 40能够嵌入凹槽11内。

[0052] 步骤(4)：将第一盖板10的焊接边12与第二盖板20的内表面互相贴合，凹槽11的顶部被第二盖板20封住形成腔体。吸液芯40的一侧烧结在支撑柱32的顶面上，另一侧与第二
盖板20的内表面面接触。采用激光焊接的方式将第一盖板10与第二盖板20相接触的边缘沿
焊接边12进行焊接，焊接边12使得第一盖板10与第二盖板20连接定位精准，提高产品良率。
腔体通过注料口13与外界连通。

[0053] 支撑柱32在腔体的内部起到支撑的作用，支撑柱32均匀分布，可以在腔体内部提供均匀的支撑力，在均热板受到外界作用力时，保持各部分受力均匀，防止变形。

[0054] 步骤(5)：填充工质。

[0055] 通过注料口13向腔体内填充适量工质，工质选用纯水或者其他常用工质。

[0056] 步骤(6)：抽真空。

[0057] 通过注料口13外接负压装置，抽取腔体内部的空气，使腔体内部处于真空状态。

[0058] 步骤(7)：封堵注料口13并进行密封制成均热板。

[0059] 在真空状态下，工质受热容易气化，从而可以在腔体内部的空间内进行扩散，并将吸收的热量通过均热板的管壁向外界扩散，从而达到散热的效果。释放热量后的工质再度
液化，并在吸液芯40的毛细作用下，迅速返回受热端。如此循环，达到持续散热的功能。

[0060] 实施例2

[0061] 图4和图5示意性地显示了根据本发明的另一种均热板，与实施例1 的不同之处在于：第一盖板10、第二盖板20以及支撑柱32均为铝材。支撑柱32为圆柱形，并且支撑柱32与
吸液芯40点接触。

[0062] 本实施例的均热板在加工方法中与实施例1的不同之处在于：

[0063] 步骤(2)中采用铝材加工支撑柱32，支撑柱32的加工采用冲压直接落料的方式，通过一步操作从板材30上冲压处多个圆柱形支撑柱32。如图6所示，支撑柱32可以放入治具70
内。治具70上设有多个均匀分布的用于支撑柱32定位的孔，起到限位的作用，方便支撑柱32
的定位。治具70 的形状与尺寸正好与第一盖板10上的凹槽11相配合，治具70可以嵌入凹槽
11内。将冲压得到的支撑柱32散件通过整列或其它的方式放入治具70 中进行位置固定，将
嵌有多个支撑柱32的治具70嵌入第一盖板10的凹槽 11内，使得多个支撑柱32的一端与凹
槽11的底部相连接，焊接头60在第一盖板10的外表面进行焊接，将支撑柱32焊接在凹槽11
内。焊接完成后，从凹槽11内取出治具70即可。

[0064] 另外，本实施例中，步骤(3)中吸液芯40烧结在第二盖板20的内表面，吸液芯40的一侧烧结在第二盖板20上，另一侧与支撑柱32的顶端点接触。

[0065] 以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范
围。