專利名稱：氣密性腔體成型方法
技術領域：
本發明與電子領域散熱相關，特別是關于一種利用相變化原理進行散熱的氣密性腔體的成型方法。
背景技術：
隨著電子信息產業的飛速發展，各式電子產品如計算機等更新換代的速度明顯加快，功能也越來越強大，但同時其內的電子元件如中央處理器等產生的熱量也同步增多。為確保電子元件的正常運行，業界通常通過安裝散熱裝置以對其進行輔助散熱。
為解決高熱密度的散熱問題，業界發明了各種利用毛細原理的散熱解決方案，如現有散熱領域中使用的熱管及氣密性腔體(Vapor Chamber)等。氣密性腔體是將一特定形狀的腔體抽成真空后，注入適量工作液體如氨水、甲醇、水或丙酮等，使緊貼于腔體內壁的多孔毛細結構浸透工作液體后加以密封而成，當其與熱源接觸時，腔內靠近蒸發區的工作液體即吸收熱量而蒸發汽化，蒸汽充滿整個真空室，當蒸汽接觸到任何一較冷的內壁(冷凝區)時，即釋放熱量凝結成液體，液體再沿多孔毛細結構通過毛細作用或重力作用流回蒸發區，如此循環不已，將熱量由熱源接觸處傳至氣密性腔體的冷端表面。當然，就熱管本身而言，其內的空腔亦構成一微型的氣密性腔體，即氣密性腔體與熱管并無明顯的區分界線。
目前，氣密性腔體已被應用至電子散熱領域，如美國專利第5,216,580號、第6,269,866B1號即為其中之揭示，但由于目前在制程上的不成熟，使得氣密性腔體于航天領域之外的其它如電子散熱領域中的應用還并不廣泛。目前氣密性腔體的制造方法主要有兩種，即采用多件焊接形成或者通過圓形熱管壓扁之后形成。其中焊接制程當中，由于焊件的加工與焊接工序要求焊件壁厚有一定強度要求，造成加工后的成品較重，且由于焊接存在接點，使產品的氣密可靠性降低，產品品質得不到保證。而壓扁制程容易對熱管內部原來的毛細結構造成破壞，尤其壓扁后兩側的毛細結構基本完全被破壞而失去其應有的功能，亦降低成品品質。另外，上述兩種制造方法基本不能做出復雜形狀的氣密性腔體結構。
發明內容本發明所要解決的技術問題在于提供一種提升產品品質且可制得適當復雜形狀產品的氣密性腔體成型方法。
為解決上述技術問題，本發明氣密性腔體成型方法包括如下步驟(1)模型制作步驟，即制作與該氣密性腔體具有相對應表面形狀的一模型；(2)金屬沉積步驟，即在該模型的上述表面上進行金屬沉積至形成一金屬層，而得到金屬層與模型的復合結構；(3)脫模步驟，即從上述復合結構中將模型與金屬層分離而得到由金屬層構成的一中空腔體；(4)后續處理步驟，即在該中空腔體內注入一定量的工作液體并進行密閉以得到氣密性腔體結構。
與現有技術相比較，本發明氣密性腔體成型方法通過金屬沉積的方式一體制成，省去現有制作過程中的焊接制程以及對圓形熱管進行的壓扁制程，從而降低由焊接造成的可靠性隱患以及由壓扁制程造成的毛細結構破壞，通過控制金屬沉積的時間則可以得到不同壁厚的成型產品，且該方法亦可根據需要制作出適當形狀多變且更復雜的產品。
下面參考附圖，結合實施例對本發明作進一步描述。
圖1是本發明氣密性腔體成型方法的流程示意圖。
圖2是本發明第一實施例的模型制作示意圖。
圖3是由圖2所制得的模型示意圖。
圖4是本發明第一實施例的金屬沉積示意圖。
圖5是本發明第一實施例的脫模示意圖。
圖6是本發明第二實施例的所制得的模型示意圖。
圖7是本發明第二實施例的金屬沉積示意圖。
圖8是圖7金屬沉積完成后的結構示意圖。
圖9是本發明第三實施例的所制得的模型示意圖。
圖10是本發明第三實施例的金屬沉積示意圖。
圖11是根據本發明第三實施例所成型得到的產品示意圖。
具體實施方式圖1為本發明氣密性腔體成型方法第一個實施例的流程示意圖，其包括如下四個主要步驟模型制作→金屬沉積→脫模→后續處理得到成品。
為簡潔及敘述方便，本發明中以結構較簡單的立體方形氣密性腔體為代表進行成型方法介紹，如圖2所示，在模型制作時，將由陶瓷漿或聚合材料等構成的基材10注入預制的中空模具20中，經成型得到圖3所示的模型30，該模型30與所要成型得到的氣密性腔體具有相對應的外表形狀結構；然后進行金屬沉積，將該模型30放入如圖4所示充有電鑄液42的電鑄槽40中通電一定時間進行金屬沉積(本發明中未將電極等其它結構示出)，在模型30的外表面上沉積一定厚度的金屬層50，如圖5所示；之后進行脫模，將該模型30與金屬層50的復合結構從電鑄槽40中取出并通過機械振動如敲打等或者通過熱處理的方式將金屬層內的基材10脫離掉，從而得到由金屬層50構成的中空鑄件，為保持鑄件的清潔，還可對鑄件內的空腔進行適當的清洗；最后，通過后續處理工序，如通過燒結金屬粉末等方式在鑄件的空腔內設置毛細結構，充入適量的工作液體之后抽真空并封口等，從而最終得到本發明的氣密性腔體結構。
圖6至圖8揭示為本發明的另一實施例，其基本亦包括上述四個主要步驟，首先制作由上下兩部分組合形成的一中空模型30a，如圖6所示，該模型30a的內表面與所要成型得到的氣密性腔體形狀結構相對應；結合圖7及圖8所示，該模型30a一并用作電鑄時的電鑄槽40a，往該電鑄槽40a中沿其開口44注入電鑄液42并進行一定時間的電沉積，從而在模型30a的內壁面上沉積一定厚度的金屬層50a，為保持電鑄液42的濃度及提升電鑄速度與品質，可對電解槽40a增加進出口管路(圖未示)，讓電鑄液42以適當的方式循環。電鑄完成后即可將電鑄液42放出并將模型30a卸下而得到早期的中空鑄件，最后該鑄件經由上述第一實施例中的清潔及后續處理工序即得到本發明的氣密性腔體結構。
圖9至圖11揭示為本發明的又一實施例，該實施例在成型過程中可一體在腔內形成毛細結構，其基本亦包括上述第一實施例中的四個主要步驟，即首先制作與所要成型得到的氣密性腔體具有相對應的外表形狀結構的一模型30b，如圖9所示，該模型30b呈立體方型，其外表面上一并形成有用于成型毛細結構的若干平行的凸起32；然后，將該模型30b放入如圖10所示充有電鑄液42的電鑄槽40b中通電一定時間進行電沉積，在模型30b的外表面上沉積一定厚度的金屬層50b，如圖11所示，電鑄完成后將該模型30b從金屬層50b中分離出去，從而得到由金屬層50b構成的中空腔體，該中空腔體的內壁一并形成具有平行溝槽的毛細結構52；最后該中空腔體經由清潔、充液及密閉等工序后即得到本發明的氣密性腔體結構。可以理解地，如果在上述模型30b的外表面上形成相互交錯而非平行的凸起，則相應地可在成型產品內壁上形成相互交錯的溝槽狀毛細結構，進一步地，該相互交錯的溝槽還可形成深淺不一的結構，以加強毛細作用效果；另外，如果將上述模型30b制作成圓形狀，則可相應地用來成型內壁具有毛細結構的圓形熱管。
本發明的氣密性腔體制作過程中，通過電鑄進行金屬沉積的方式一體制成，省去現有制作過程中的焊接工序以及將圓形熱管進行壓扁的制程，從而降低由焊接造成的可靠性隱患以及由壓扁制程造成的毛細結構破壞，提升產品品質，通過控制電鑄的時間則可以得到不同壁厚的成型產品；雖然本發明僅針對形狀較為簡單的氣密性腔體作成型方法介紹，然而當采用不同截面形狀的立體模型如方形、圓形、三角形或多邊形結構時，即可相應地制作出形狀多變且更復雜的氣密性腔體產品。
在使用時，氣密性腔體的其中一表面或多個表面與熱源接觸，而其它表面上可設置若干散熱鰭片以增大散熱面積，熱源的熱量將氣密性腔體內的工作液體蒸發，而蒸氣在遭遇冷面時釋放熱量后被冷凝成液體后返回，如此往復循環以將熱量從熱源處帶走。
權利要求
1.一種氣密性腔體成型方法，包括如下步驟(1)模型制作步驟，即制作與該氣密性腔體具有相對應表面形狀的一模型；(2)金屬沉積步驟，即在該模型的上述表面上進行金屬沉積至形成一金屬層，而得到金屬層與模型的復合結構；(3)脫模步驟，即從上述復合結構中將模型與金屬層分離而得到由金屬層構成的一中空腔體；以及(4)后續處理步驟，即在該中空腔體內注入一定量的工作液體并進行密閉以得到氣密性腔體結構。
2.如權利要求1所述的氣密性腔體成型方法，其特征在于所述模型其橫截面為方形、圓形、三角形或多邊形結構。
3.如權利要求1所述的氣密性腔體成型方法，其特征在于模型制作步驟為在預制的中空模具中填入基材成型制成。
4.如權利要求3所述的氣密性腔體成型方法，其特征在于所述該基材為陶瓷漿或者聚合材料。
5.如權利要求4所述的氣密性腔體成型方法，其特征在于所述脫模步驟是通過進行機械振動或者熱處理的方式而將上述陶瓷漿或者聚合材料從金屬層中分離出去。
6.如權利要求3所述的氣密性腔體成型方法，其特征在于所述金屬沉積步驟為以電鑄方式沉積金屬在該模型的外表面上。
7.如權利要求1所述的氣密性腔體成型方法，其特征在于所述制作的模型為由兩部分組合形成的中空結構。
8.如權利要求7所述的氣密性腔體成型方法，其特征在于該金屬沉積步驟為在該中空的模型中填入電鑄液以電鑄方式沉積金屬在該中空的模型的內表面上。
9.如權利要求1所述的氣密性腔體成型方法，其特征在于制作的模型在外表面上形成有若干用于對應在中空腔體的內壁上形成毛細結構的凸起。
10.如權利要求9所述的氣密性腔體成型方法，其特征在于所述凸起相互平行排列或者形成交錯排列狀。
全文摘要
本發明公開了一種氣密性腔體成型方法，其包括如下步驟(1)模型制作步驟，即制作與該氣密性腔體具有相對應表面形狀的一模型；(2)金屬沉積步驟，即在該模型的上述表面上進行金屬沉積至形成一金屬層，而得到金屬層與模型的復合結構；(3)脫模步驟，即從上述復合結構中將模型與金屬層分離而得到由金屬層構成的一中空腔體；(4)后續處理步驟，即在該中空腔體內注入一定量的工作液體并進行密閉以得到氣密性腔體結構。本發明通過金屬沉積的方式一體成型氣密性腔體，可提升產品品質且可制得適當復雜形狀的產品。
文檔編號G06F1/20GK1797754SQ200410091900
公開日2006年7月5日 申請日期2004年12月25日 優先權日2004年12月25日
發明者黃清白, 朱習劍, 楊志豪 申請人:富準精密工業(深圳)有限公司, 鴻準精密工業股份有限公司