一種熱柱加工方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及散熱技術，尤其涉及一種熱柱加工方法。
【背景技術】
[0002]熱柱通過液體工質沸騰或蒸發吸收大量熱量，產生蒸汽，蒸汽在熱柱壁處冷凝釋放大量的汽化潛熱，來實現熱量的交換。熱柱廣泛應用于LED燈具、電子元器件散熱等領域，熱柱底部不斷地吸收LED芯片或電子元器件表面的熱量，液體工質在冷凝管內持續地循環汽化-冷凝過程，將汽化潛熱快速地經由冷凝管壁散發到外界環境或相配套的散熱設備中，從而有效控制LED芯片或電子元器件的溫度，保證了其工作的穩定性和可靠性。
[0003]現有的熱柱毛細結構層一般是通過銅粉燒結而成，其主要制程包括芯棒定位、填粉、燒結、芯棒脫膜等，由于銅粉的熔點約在1080°C左右，其燒結峰值溫度一般控制在850?980°C左右，眾所周知，燒結時銅粉在小于600°C時體積基本上沒有變化，但當溫度在600?800°C區域時銅粉會產生2%?3%的急劇膨脹，因此在燒結完成后的脫模過程中，由于銅粉膨脹體積增大，必需額外施加更多的外力才能將芯棒抽離，而熱柱經過高溫燒結后其管體表面軟化，在外力作用下容易使得熱柱變形，嚴重時甚至無法脫膜，從而造成熱柱不良率的增加。
[0004]為改善芯棒脫模問題，目前通常將芯棒經過氮化處理或于芯棒表面涂布抗反應層，如:鎢粉(W)、氮化硼(NB)、高溫陶瓷粉(A1203)等。然而，在芯棒抽拔時所涂布的抗反應層容易因摩擦力而剝落進而殘留于管體內，導致毛細結構堵塞，造成工作介質回流不順暢，影響熱柱的性能甚至毀壞熱柱，難以保證產品質量，也直接影響傳遞效率及散熱效果。而且其制作工序繁瑣，生產效率低，成本高。不能很好的解決散熱問題，對產品的使用壽命也有很大的影響。
【發明內容】
[0005]本發明為了解決現有技術中的不足而提供一種熱柱加工方法，通過一次燒結在柱體的內部形成一體式毛細結構，無需芯棒，不存在脫模破壞毛細結構的現象，工藝步驟簡單、效率高、穩定性好。
[0006]為達到上述目的，本發明采用的技術方案為:
[0007]—種熱柱加工方法，包括以下步驟:
[0008]I)將柱體與底板固定安裝，形成一個整體；
[0009]2)在底板和柱體的內壁上制備毛細結構；
[0010]3)將上蓋與柱體緊配合，然后進行一體式燒結；
[0011]4)對熱柱進行介質填充及抽真空除氣封口，完成熱柱成品。
[0012]現有的技術中，均是使用芯棒進行定位及燒結，燒結后將芯棒取出，在燒結過程中，芯棒在燒結爐中將吸收大量的熱量，而在燒結后，需要更長的冷卻時間才能進行后續工序，不僅造成能源的浪費，同時也大大降低了工作效率。而采取本發明中的上述方法，加工過程無需定位、及芯棒脫模，不存在脫模破壞毛細結構的現象，燒結過程只需要很少的能量就能達到燒結要求，工藝步驟簡單、效率高、穩定性好。
[0013]作為本發明所述的熱柱加工方法的一種優選方案，所述的步驟2中制備毛細結構的具體步驟為在柱體和底板內壁上涂一層有機膠，然后將銅粉均勻的噴在有機膠表面，在主體和底板內壁上形成連續的毛細結構，有機膠用于吸附銅粉使銅粉分散更加均勻，制備工藝簡單，并且能減少銅粉的厚度，提高毛細作用力。進一步地，可以在上蓋的內壁上也涂一層有機膠，然后將銅粉均勻的噴在有機膠表面，使上蓋內壁上也形成毛細結構，在將上蓋與柱體緊配合時，使上蓋內壁上的銅粉與柱體內壁上的銅粉相連接，使底板、柱體、上蓋的內壁上形成相互連通的連續毛細結構。
[0014]作為本發明所述的熱柱加工方法的一種優選方案，所述的步驟2中制備毛細結構的具體步驟為將銅粉與有機膠充分混合攪拌，然后在柱體內插入合適的芯棒，將混合了有機膠的銅粉灌入柱體內，通過芯棒控制銅粉在底板和柱體內壁上的厚度，形成一體式毛細結構，為了提高毛細結構的作用，也可以在上蓋內壁上涂覆一定厚度的混合了有機膠的銅粉，這樣使整個桶體內形成分別沿上蓋、柱體和底板內壁設置的上毛細結構、中間毛細結構和底部毛細結構，上毛細結構、中間毛細結構和底部毛細結構相連接，形成一體式散熱結構。
[0015]作為本發明所述的熱柱加工方法的一種優選方案所述的步驟2中制備毛細結構的具體步驟為在底板上進行銅粉填充，填充銅粉厚度為l_4mm，然后在柱體內裝入絲網形成的毛細結構，絲網緊貼柱體內壁設置，絲網下端與底板上的銅粉緊密接觸，通過銅粉燒結與絲網復合方式，形成整個毛細結構。
[0016]作為本發明所述的熱柱加工方法的一種優選方案，步驟3中將上蓋與柱體緊配合時，使上蓋內壁上的毛細結構與柱體內壁上的毛細結構相連接。
[0017]作為本發明所述的熱柱加工方法的一種優選方案，還包括燒結前在上蓋、底板與柱體間固定焊膏的步驟，焊膏在燒結過程中融化，在冷卻后凝固形成焊點。
[0018]作為本發明所述的熱柱加工方法的一種優選方案，所述的上蓋與柱體、底板與柱體間均為過盈配合。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明提供的熱柱的立體剖視圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步詳細說明。
[0021]實施例1
[0022]如圖1所示，一種熱柱，該熱柱包括上蓋2、毛細管1、柱體4、底板5和毛細結構3，其中毛細結構3包括分別沿上蓋、柱體和底板內壁設置的上毛細結構、中間毛細結構和底部毛細結構，所述的上毛細結構、中間毛細結構和底部毛細結構相連接，形成一體式散熱結構。真空狀態下液態傳熱工質受熱汽化迅速擴散，遇冷凝結成液態可以通過周邊的燒結層毛細組織迅速流向受熱面，由此良性循環，不會出現受阻隔不能順利回流現象，從而保障熱柱正常工作。
[0023]該熱柱在加工時，首先將柱體4與底板5固定安裝，形成一個整體，在固定安裝時，可以采用過盈配合，使柱體4與底板5間密封連接，當然，也可以采用其他的方式使熱柱與底板緊密連接。然后將銅粉均勻的噴在有機膠表面，在主體和底板內壁上形成連續的毛細結構，用同樣的方法在上蓋內壁上涂一層有機膠并噴上一定厚度的銅粉，其中底板上毛細結構的銅粉厚度為l_4mm，柱體側壁上毛細結構的銅粉厚度為0.2-0.5mm，上蓋上毛細結構的銅粉厚度為0.2-0.5_。然后將帶有上蓋和底板的柱體整體進行燒結，燒結成一體式毛細結構。
[0024]其中，上蓋2中心位置設有毛細管I，用于向柱體內灌裝介質及抽真空。通過毛細管I對熱柱進行介質填充及抽真空除氣封口，完成熱柱成品。
[0025]為了提高密封效果，在上蓋、底板與柱體間均設有焊膏槽，焊膏槽內分別裝有適量焊膏，在燒結前將焊膏固定在焊膏槽內，在燒結過程中焊膏融化，冷卻后形成焊點，可以進一步加固上蓋、底板與柱體間穩固定及密閉性。
[0026]實施例2
[0027]熱柱的結構與實施例1中相同，制作步驟也大體相同，僅是在制備毛細結構時，是先將柱體與底板固定安裝，形成一個整體，然后將銅粉與有機膠充分混合攪拌，然后在柱體內插入合適的芯棒，將混合了有機膠的銅粉灌入柱體內，通過芯棒控制銅粉在底板和柱體內壁上的厚度，同時在上蓋內壁上涂覆一定厚度的混合了有機膠的銅粉，然后將上蓋與與柱體緊配合，使上蓋內壁上的毛細結構與柱體內壁上的毛細結構相連接，然后進行一體式作么士
[0028]實施例3
[0029]首先將柱體與底板固定安裝，形成一個整體，在底板的內表面刷一層有機膠，然后填充銅粉，同時在上蓋的內表面依照同樣的方式也粘上一層銅粉，并在柱體內裝入絲網形成的毛細結構，絲網緊貼柱體內壁設置，絲網下端與底板上的銅粉緊密接觸，然后將上蓋與柱體緊密配合，并使得絲網上端與上蓋表面的銅粉緊密接觸。然后將帶有上蓋和底板的柱體整體進行燒結，成銅粉、絲網復合一體式毛細結構。
[0030]其中，底板上毛細結構的銅粉厚度為l-4mm，優選的銅粉厚度為2-3mm，絲網的規格為 150-200 目。
[0031 ]上述兩種方法，加工過程無需定位、及芯棒脫模，不存在脫模破壞毛細結構的現象，工藝步驟簡單、效率高、穩定性好，其中毛細結構為一體式結構，回流速度快，導熱效果好，且溫度分布均一。
[0032]雖然說明書中對本發明的實施方式進行了說明，但這些實施方式只是作為提示，不應限定本發明的保護范圍。在不脫離本發明宗旨的范圍內進行各種省略、置換和變更均應包含在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種熱柱加工方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將柱體與底板固定安裝，形成一個整體； 2)在底板和柱體的內壁上制備毛細結構； 3)將上蓋與柱體緊配合，然后進行一體式燒結； 4)對熱柱進行介質填充及抽真空除氣封口，完成熱柱成品。2.根據權利要求1所述的熱柱加工方法，其特征在于:所述的步驟2中制備毛細結構的具體步驟為在柱體和底板內壁上涂一層有機膠，然后將銅粉均勻的噴在有機膠表面，在主體和底板內壁上形成連續的毛細結構。3.根據權利要求1所述的熱柱加工方法，其特征在于:所述的步驟2中制備毛細結構的具體步驟為將銅粉與有機膠充分混合攪拌，然后在柱體內插入合適的芯棒，將混合了有機膠的銅粉灌入柱體內，通過芯棒控制銅粉在底板和柱體內壁上的厚度。4.根據權利要求2或3所述的熱柱加工方法，其特征在于:還包括在上蓋內壁制備毛細結構的步驟，將上蓋內壁上涂一層有機膠并噴上一定厚度的銅粉或者將混合了有機膠的銅粉固定在上蓋內壁上，在將上蓋與柱體緊配合時，使上蓋內壁上的銅粉與柱體內壁上的銅粉相連接。5.根據權利要求1所述的熱柱加工方法，其特征在于:所述的步驟2中制備毛細結構的具體步驟為在底板上進行銅粉填充，填充銅粉厚度為l_4mm，然后在柱體內裝入絲網形成的毛細結構，絲網緊貼柱體內壁設置，絲網下端與底板上的銅粉緊密接觸。6.根據權利要求5所述的熱柱加工方法，其特征在于:還包括在上蓋內壁制備毛細結構的步驟，將上蓋內壁上涂一層有機膠并噴上一定厚度的銅粉或者將混合了有機膠的銅粉固定在上蓋內壁上，在將上蓋與柱體緊配合時，使上蓋內壁上的銅粉與柱體內壁上的絲網相連接。7.根據權利要求1所述的熱柱加工方法，其特征在于:還包括燒結前在上蓋、底板與柱體間固定焊膏的步驟，焊膏在燒結過程中融化，在冷卻后凝固形成焊點。8.根據權利要求1所述的熱柱加工方法，其特征在于:所述的上蓋與柱體、底板與柱體間均為過盈配合。
【專利摘要】本發明公開了一種熱柱加工方法，包括以下步驟，將柱體與底板固定安裝，形成一個整體；在底板和柱體的內壁上制備毛細結構；將上蓋與柱體緊配合，然后進行一體式燒結；對熱柱進行介質填充及抽真空除氣封口，完成熱柱成品。采取本發明中的上述方法，加工過程無需定位、及芯棒脫模，不存在脫模破壞毛細結構的現象，燒結過程只需要很少的能量就能達到燒結要求，工藝步驟簡單、效率高、穩定性好。
【IPC分類】F28D15/04
【公開號】CN105547026
【申請號】CN201511000177
【發明人】呂文卿, 胡循亮, 張長亮, 唐黎
【申請人】江蘇宏力光電科技股份有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月25日