一种制造真空腔均热板的封装方法和装置与流程

文档序号:23425740发布日期:2020-12-25 11:55阅读:337来源:国知局
一种制造真空腔均热板的封装方法和装置与流程

本发明涉及均热板工艺技术领域,特别涉及一种制造真空腔均热板的封装方法和装置。



背景技术:

电子器件的微型化已经成为现代电子设备发展的主流趋势。电子器件特征尺寸不断减小(例如,微处理器的特征尺寸从1990年到2000年内从0.35µm减小到0.18µm),芯片的集成度、封装密度以及工作频率不断提高,这些都使芯片的热流密度迅速升高。研究表明,超过55%的电子设备的失效形式是由温度过高引起的,因此电子器件的热可靠性设计在电子器件发展中具有举足轻重的作用。

随着手机、平板电脑、oled电视机、可穿戴设备智能化等电子产品集成化和轻薄化程度的提高,人们在期望产品具有更轻薄的的外形以外,还希望它具有更高的计算速度和更好的多媒体性能,以满足高速、便携、移动工作或移动娱乐的要求。在市场需求端的强力引导下,电子器件不断地往高频、高速以及集成电路的密集和小型化的方向发展,使得单位容积电子器件的功耗剧增,带来了发热量快速增大,对散热器件的性能要求也越来越高,传统的散热材料比如金属箔、石墨片等材料已经难以满足要求。

在大部分电子元器件的散热需求中,较为常见的是二维平面上的传热散热。针对二维平面散热,一种相变传热元件——均热板(vaporchamber)应运而生。均热板是平板热管的一种,其内部接近真空,依靠内部工质汽化和凝结的相变循环传输热量,可以将聚集在热源表面的热流迅速传递并扩散到大面积的冷凝表面上,从而促进热量的散发,降低元器件表面的热流密度,保证其可靠工作。由于具有较低的热阻、良好的均温性能以及较高的临界热流密度,均热板目前广泛应用于大功率led、cpu、gpu、高速硬盘等电子元器件的散热。

随着电子产品市场的飞速扩大,对均热板的需求也越来越大,市场要求其能实现大规模生产,并降低其应用成本。在均热板长期发展实践中的经验看来,均热板相变工质的灌注精度和除气状况是影响微热管性能及稳定性的关键因素。当前应用于微热管的传统充液除气方法主要有沸腾排气法、抽真空充液法、灌注抽真空法和二次除气法。

沸腾排气法是使用加热器加均热板内部的工作液体,使工作液体沸腾变成蒸汽,驱动内腔的不凝性气体经由气管排到大气中。通过控制工作液体初始灌注量和排气时间,可控制封口后均热板内部工作液体的实际充填率。使用该方法制造的均热板内部获得的真空度较低,且除气时间较长,充液精度较难控制。

抽真空充液法是使用高真空设备对均热板内部进行抽真空,达到所需真空度后打开针阀并关闭真空阀,灌注所需要的相变工质。灌注工序结束后封口装置将均热板冷焊封口。该方法所使用的设备相当复杂,造价很高,并且在高真空环境下灌注工作液体有发生瞬间结冰的情况,致使管道堵塞,精密灌注系统压力增大,产品质量不稳定。

灌注抽真空法,需要先在均热板内灌注一定量的工作液体,然后进行抽真空除气,一般称为一次除气。一次除气所获得的真空度较低,在100~10-1pa左右。由于液态工质会随着真空度的提高而发生相变,产生大量的水蒸汽,因此不能完全去除均热板内部的不凝性气体,同时液态工质汽化之后会被真空系统抽走,较难控制均热板内部工质的填充量。

为了避免均热板蒸发端和冷凝端之间的温差过大,需要进一步去除其内部的不凝性气体,称为二次除气方法。先利用均热板抽真空充液设备进行一次除气,然后再利用沸腾排气设备进行二次除气。用该方法生产不同规格大小的均热板,需要分别计算在二次除气中相变工质的损失量并作相应的补偿,工艺较复杂,同时在抽真空的过程中相变工质也会有损失,所以充入相变工质的量很难精确控制。

为了解决液态充装方法中的热管内不可凝气体残留的问题,申请号为cn201310062648.7(热管工质的固态定量灌注方法)的中国专利提出了一种热管工质的固态定量灌注方法。其技术方案是先将定量的液态工质冷却到其凝固点以下形成一定形状的固态工质,将固态工质放入热管内,再利用抽真空装置对热管进行抽真空处理,最后将热管封装成密封状态。该技术方案有以下两个问题:一是先将液态工质冷凝成固态之后再放入热管内的办法,仅适用于尺寸或厚度较大,形状结构简单的热管,对于厚度较薄,且内部结构复杂紧凑的均热板,很难把固态工质放入其内腔;二是固态的工质经过放入热管内部、安装至抽真空工位、使用抽真空设备抽真空的步骤,需要的时间较多,固态工质会有部分重新液化,在抽真空时容易气化逃逸,使得相变工质的量不好控制,同时逃逸的蒸汽会使得真空抽气时间延长,使得生产效率下降。

目前,均热板的充液除气工艺存在很多的问题,如相变工质充液量不够精准、内部真空度不足和残余不凝性气体、以及工艺复杂等,造成平板热管成品良率不高,生产效率低,成本偏高,不利于其应用及推广。因此,寻求均热板制造技术中的关键工艺——充液除气工艺的问题的解决方案具有重要意义。



技术实现要素:

为了解决上述现有技术中的问题,本发明提供了设计一种制造真空腔均热板的封装方法和装置,使用该封口方法能够生产各种厚度、具有复杂形状和内部结构的均热板,对于壁厚在0.6mm以下的均热板同样有效。使用本发明的技术方案制造的均热板内部可以获得很高的真空度,相变工质的质量基本没有损失,不凝性气体残余量少,且能够有限控制封口端的长度在0~2mm的范围,大大减小均热板安装所需要的空间,使得均热板在超薄化高pcb集成度的移动终端里应用成为可能。本发明的技术方案中的装置结构简单,生产的效率高,产品良率高,适用于自动化和批量化生产,从而降低产品成本,有利于大规模推广。

为达到上述目的,本发明的技术方案如下:

一种制造真空腔均热板的封装方法,封装的对象是具有外壳、毛细吸液芯结构、支撑结构的半成品均热板,该半成品在封装前预留有开口用于注入工质和真空抽气;封装制造过程包括对半成品均热板注入工质、冷冻凝固、真空抽气和封口等步骤,其特征在于按顺序经过以下步骤操作:

s1:首先向半成品均热板的内部注入液体相变工质;

s2:将经过步骤s1注入液体相变工质后的半成品均热板放到带有制冷源驱动的冷冻端组件的环境内进行冷冻,冷冻过程的完成方式分为一次直接完成,两次或多次完成,可根据实际需要选择,冷冻最终温度值根据产品设计需要设定为相变工质凝固点以下,最终温度的范围为-150℃~-2℃;

制冷源包括但不限于外部制冷设备和半导体电制冷片以及两种方式的组合,当采用外部制冷设备时要通过冷媒管道把冷媒输送到冷冻端组件处;当采用半导体电制冷片时,电制冷片作为冷冻端组件的一部分直接提供冷源;当采用两种方式组合时,冷冻端组件既有冷媒也有电制冷片参与提供冷源;

冷冻过程的环境方式有:(1)只在大气常压环境下完成;(2)只在真空环境下完成;(3)先在大气常压环境下冷冻后再转换到真空环境进行最终冷冻;

s3:将经过步骤s2后冷冻好的半成品均热板通过预留的开口进行真空抽气,抽气的终止气压值根据产品设计需要设定为1x102pa~1x10-7pa;

当步骤s2的冷冻过程是只在大气常压环境下完成时,真空抽气通过预留开口直接接到真空管道进行;

当步骤s2的冷冻过程是只在真空环境下完成时,真空抽气可以是通过直接连接到半成品均热板预留开口的真空管道进行;也可以是只对真空腔室抽真空,使置于真空腔体内的半成品均热板通过预留开口达到终止气压值;

当步骤s2的冷冻过程是先在大气常压环境下冷冻后再在真空环境下最终完成冷冻时,真空抽气是只对真空腔室抽真空,使置于真空腔体内的半成品均热板通过预留开口达到终止气压值;

s4:使用封口装置封闭完成步骤s3后的半成品均热板的预留开口。

所述的液体相变工质为以下材料的任意一种或者两种以上的混合物:氨、氟利昂、乙烷、丙酮、丁酮、水、乙醇、甲醇、甲苯、导热姆-a、导热姆-e。

所述的半成品均热板内部注入液体相变工质的体积为吸液芯饱和吸液量的80%至130%之间的某个设定值。

所述的相变工质的冷冻最终温度值控制在-130℃~-30℃。

所述的相变工质冷冻过程所用的制冷源,是能输出-100℃以下温度冷媒的外部深冷设备。

所述的相变工质冷冻过程所用的制冷源,是能输出-20℃以下温度冷媒的外部深冷设备与半导体电制冷片的组合方式。

所述的冷冻端组件既可以是冷媒载管本身,也可以是由冷媒载管和导散热部件组成的组件,用于更高效地冷冻半成品均热板;其中冷媒载管包括但不限于冷媒直管、冷媒蛇形管、冷媒盘管等,导散热部件包括但不限于导散热板、导散热翅片、导散热界面材料等;

当相变工质冷冻过程是只在大气常压环境下进行时,环境相对湿度控制在1%至50%范围内。

当相变工质冷冻过程是先在大气常压环境下冷冻后再在真空环境下最终冷冻时,大气常压下冷冻环境湿度控制在1%至50%范围内,大气常压下冷冻温度控制在-40℃~-2℃之间,真空环境下的最终冷冻温度控制在-150℃~-40℃之间。

半成品均热板封口前的真空抽气最佳气压值在1x10-1pa至1x10-5pa范围内的数值。

所述半成品均热板封口的方式可以是高温热压、钎焊、激光端面焊接、激光穿透焊接、扩散焊接、电阻焊接、冷焊等方式或者上述这些方式的分步组合式焊接。

所述的液体相变工质最佳物质为水、乙醇中的任意一种或者二者不同比例的混合物。

所述的半成品均热板内部注入液体相变工质的体积优化选择为吸液芯饱和吸液量的90%至120%之间的某个设定值。

所述的相变工质的冷冻最终温度值优化控制在工质凝固点以下-120℃~-80℃。

所述的冷冻端组件中的冷媒载管的材质是包含但不限于铜或银中的一种或者它们的合金或者复合材料,所述的冷冻端组件中的导散热部件的材质是包含但不限于铜、铝、银或者它们的合金或复合材料。

当相变工质冷冻过程是先在大气常压环境下预冷冻再在真空环境下最终冷冻时,大气常压环境下相对湿度控制优化在20%至50%之间,大气常压环境下冷冻的温度控制优化在-40℃~-5℃之间,真空环境下的气压值优化控制在1x10-1pa至1x10-4pa之间,温度优化控制在-130℃~-40℃之间。

一种制造真空腔均热板的封装装置,其特征在于:包括冷冻端组件(2)、制冷源(3)、冷媒管道(4)、真空泵组(5)、真空管道(6)、封口端夹紧治具(7)、阀门(8),其中冷冻端组件(2)位于半成品均热板(1)的两侧,制冷源(3)通过冷媒管道(4)连接到冷冻端组件(2),在半成品均热板的预留开口(9)处的两侧设有封口端夹紧治具(7);

当半成品均热板的相变工质冷冻或者真空抽气过程是在大气环境下进行时,上述的冷冻端组件(2)、封口端夹紧治具(7)同样置于大气环境下,真空泵组(5)通过真空管道(6)与半成品均热板(1)的预留开口相连;

当半成品均热板的相变工质冷冻或者真空抽气过程是在真空环境下进行时,上述的冷冻端组件(2)、封口端夹紧治具(7)置于真空腔室(10)内部,制冷源(3)和真空泵组(5)置于真空腔室外,真空泵组通过真空管道连接到真空抽气端口(11),真空抽气端口(11)设置于真空腔室(10)的腔壁;

所述的制冷源(3)是外部制冷设备,通过冷媒管道(4)把冷媒输送到冷冻端组件(2)内;冷冻端组件(2)不接触半成品均热板(1)而以热对流和热辐射方式对半成品均热板进行冷冻,或者直接接触半成品均热板以热传导方式对半成品均热板进行冷冻,或者在冷冻端组件与半成品均热板之间填充导热介质的方式进行冷冻。

所述的制冷源(3)可以是半导体电制冷片装置、深冷设备、低温泵的其中一种。

所述的封口端夹紧治具(7)内部可以设置有加热元件。

所述的封口端夹紧治具(7)的厚度≤5mm。

所述的冷冻端组件(2)的材质是铜、铝、银、镍、钛、锡、铬中的任意一类金属形成的单金属材料,或是前述两种以上金属构成的合金材料,或者是以前述材料为基体进行表面修饰的多层复合材料。

所述的封口端夹紧治具(7)的材质是铜、铁、银、镍、钛、锡、铬、铝、石墨任意一种形成的单金属材料或非金属材料,或是前述两种以上元素构成的合金材料,或者是以前述材料为基体进行表面修饰的多层复合材料。

当所述的冷冻端组件(2)以直接接触热传导方式对均热板进行冷冻时,是以以下冷冻平面金属板形式当中的至少一种体现的:

a.内部埋有冷媒通道的冷冻金属板;b.背面焊接冷媒盘管的冷冻金属板或者;c.带有孔通道将冷媒盘管穿过的金属板;d.两片带有半孔通道夹紧冷媒盘管的双层金属板;e.冷媒盘管焊接在两块或多块独立的金属板之间的组合金属板;f.半导体电制冷片或者绑定有半导体电制冷片的金属板。

所述的封口端夹紧治具(7)是与液压、气压或者电动设备连接,通过其活动组件控制封口端夹紧治具的开合、夹紧动作。

所述的封口端夹紧治具(7)本身可以作为焊接封口时的焊接组件,也可以将焊接组件设置于封口端夹紧治具(7)的上方。

本发明与现有技术相比,具有以下有益效果:

(1)本发明采用的先向均热板内部注入液体工质,然后将液体工质冷冻成固体,再抽真空到均热板设定的工作真空度的方案,可以最大限度地减少抽真空时工质的汽化损失。因为液体的沸点随气压的的减小而降低,在制造均热板时,需要确保其内部的气压在100pa以下,气压越低,液体工质越容易汽化,汽化的工质被抽真空设备带走,造成均热板内部填充的相变工质不足,影响其导热性能,现有的技术方案是通过估算抽真空时的损失量,在初次填充液体工质时充入过量的液体工质来抵消这部分的损失,但是在实际工作中,抽真空设备的抽气时间受环境的温湿度、以及设备自身的状态影响很大,生产不同批次的均热板之间很难做到抽气时间一致,不同均热板内部的相变工质填充量相差很大,导致成品均热板的良品率不高。而本发明的技术方案中,是将液体工质冷冻成固体后,再抽真空到均热板设定的工作真空度,固体工质在抽真空时汽化量极小,可以精确控制成品均热板填充的相变工质,提高成品均热板的良品率。

同时,本发明采用的技术方案可以不受均热板的厚度、形状、内部结构的影响,特别是对于一些厚度超薄,内部结构紧凑的均热板,其宽厚比非常大,并且内部留出的孔道很小,其充液量通常也有几毫升,如果采用将液态工质冷凝成固态之后再放入均热板内部的方案,会带来两个问题:1.固态工质放不进均热板内部狭小的空间内;2.固态工质的量太少,在工序之间流转的过程就会有部分重新液化,导致充装失败。本发明采用的先向均热板内部注入液体工质,然后将液体工质冷冻成固体的办法可以很好地解决这个问题。

(2)本发明采用的技术方案首次采用的冷冻端组件,是连接到可以提供低温冷媒的制冷源,可以快速地将冷冻端组件的温度控制在-130℃~-30℃,使相变工质快速凝固。在抽真空的时候,低温的冷冻端能通过其表面的低温冷凝效应,迅速捕集真空系统内的残余气体,从而大大缩短抽真空的时间、获得洁净的真空环境。在现有技术的抽真空系统中,并没有引入这种低温水汽捕集装置,所以在抽到高真空环境的时候,真空系统内部都存在一定量的残余气体,这些残余气体80%以上是水蒸气、油蒸汽、工质汽化产生的蒸汽以及其他高沸点的蒸汽,现有技术中获得高真空度主要是使用扩散泵和分子泵,这种真空泵组抽除残余气体的能力低、抽气时间长,这种不凝性的残余气体留在成品均热板内部,会降低其导热性能。本发明采用的技术方案中采用的冷冻端组件不仅可以凝固相变工质,防止汽化损失,还能提高抽真空效率,减少均热板内部的不凝性气体,具有显著的技术进步。

(3)在现有的技术方案中,用于抽气和填充相变工质的管道一般有以下两种形式:(1)连接到均热板的一根铜管,(2)在上下壳板上预先压的凹槽,然后在上下壳板焊接时由相对的两个凹槽组成的管道。在高真空(0.13~1.3×10-6pa)和极高真空(1.3×10-6~1.3×10-11pa)条件下,气体呈现出分子流的特性,此时气体分子与管壁之间的碰撞占居主要地位,分子靠热运动自由地直线进行,只发生与管壁的碰撞和热反射而飞过管道,气体流动由各个分子的独立运动叠加而成,抽气管路的管径越小,气体分子与管壁的碰撞越频繁,抽高真空的时间就越长。用于电子设备的均热板厚度在几毫以下,因此上述的两个抽气管道的直径很小,导致现有技术的抽气时间较长。本发明采用的技术方案中,把相变工质冷冻凝固成固体后,再抽气到高真空,由于工质变成固体后再抽真空时的损失极小,因此可以将预留的抽气和填充相变工质的口开得很大,或者连接的管道(圆形或方形扁管)的尺寸很大,以此来减少抽真空的时间,提高生产效率。在某些实施例中,半成品均热板可以不采用上述的两种管道形式,在封装上下壳板时,预留半成品四个边中的某一个边不封闭,其开口部分作为用于抽气和填充相变工质的通道,可以最大限度地提升抽真空的速度和效率。

(4)现有技术中所公开的均热板封装装置为沸腾排气装置,抽真空后充液装置,灌注抽真空装置,灌注抽真空后二次除气的装置,其中的沸腾排气装置和灌注抽真空后二次除气的装置都是需要在填充相变工质之后,将均热板放置于加热装置,用于排除均热板内部的不凝性气体。本发明采用的技术方案中所公开的一种制造真空腔均热板的封装装置,创造性将半导体电制冷片装置、深冷设备、低温泵引入到均热板的制造领域,改变了现有均热板封装装置的形式,这几种制冷设备,具有制冷速度快,制冷后回温速度快的特点,极大地提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明的一种制造真空腔均热板的封装方法的工艺流程图;

图2为本发明实施例中的一种制造真空腔均热板的封装装置的示意图;

图3为本发明实施例中的一种制造真空腔均热板的封装装置的示意图;

图4为本发明实施例中组成冷冻端组件的一种冷冻平面金属板的示意图;

图5为本发明实施例中组成冷冻端组件的一种冷冻平面金属板的示意图;

图6为本发明实施例中组成冷冻端组件的一种冷冻平面金属板的示意图;

图7为本发明实施例中组成冷冻端组件的一种冷冻平面金属板的示意图;

图8为本发明实施例中组成冷冻端组件的一种冷冻平面金属板的示意图;

图9为本发明实施例中组成冷冻端组件的一种冷冻平面金属板的示意图;

图10为本发明实施例中组成冷冻端组件的一种冷冻平面金属板的示意图;

图11为本发明实施例中封口端夹紧治具本身作为焊接组件的示意图;

图12为本发明实施例中封口端夹紧治具上方设置焊接组件的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明所述的一种超薄均热板及其制造方法。

如图1所示的一种制造真空腔均热板的封装方法的流程图,封装的对象是具有外壳、毛细吸液芯结构、支撑结构的半成品均热板,该半成品在封装前预留有开口用于注入工质和真空抽气;封装制造过程包括对半成品均热板注入液体相变工质(s1)、冷冻凝固(s2)、真空抽气(s3)和封口(s4)等步骤。

首先,准备一个半成品均热板,其上预留有用于注入工质和真空抽气的开口,预留开口的方式可以采用以下几种:将铜管焊接在半成品均热板上、在半成品均热板本体延伸出来上下两块金属薄片经焊接得到、半成品均热板任意一条边的部分或者全部未经封口处理得到的开口等等。

接着,通过预留的开口向半成品均热板的内部注入液体相变工质(s1),液体相变工质为以下材料的任意一种或者两种以上的混合物:氨、氟利昂、乙烷、丙酮、丁酮、水、乙醇、甲醇、甲苯、导热姆-a、导热姆-e,实际工作中需要管壳材料与相变工质的相容性、以及热管的启动温度等特性做出选择。注入液体相变工质的体积为吸液芯饱和吸液量的80%至130%之间的某个设定值,更优化的选择为90%至120%之间的某个设定值。

然后,对半成品均热板内部的液体相变工质进行冷冻凝固(s2),冷冻凝固的工艺可以是以下三种的任意一种,冷冻过程可以一次直接完成,也可以分两次或多次完成:

s21:在大气常压环境下冷冻凝固。此时应控制环境相对湿度控制在1%至50%范围内,并控制制冷源温度低于液体的凝固点。为了减少均热板工作时内部的不凝性气体,液体相变工质在注入半成品均热板前可以进行除气处理。

s22:在真空环境下冷冻凝固。真空环境下的气压值优化控制在1x104pa至1x10-3pa之间,冷冻温度控制在-150℃~-40℃之间。

s23:先在大气常压环境下冷冻(s231)后再转换到真空环境进行最终冷冻凝固(s232);此时大气常压下冷冻环境湿度控制在1%至50%范围内,大气常压下冷冻温度控制在-40℃~-2℃之间,真空环境下的最终冷冻温度控制在-150℃~-40℃之间。更优化的选择是大气常压环境下相对湿度控制优化在20%至50%之间,大气常压环境下冷冻的温度控制优化在-40℃~-5℃之间,真空环境下的气压值优化控制在1x10-1pa至1x10-4pa之间,温度优化控制在-130℃~-40℃之间。

待半成品均热板内部的液体相变工质进行冷冻凝固后,就接着对其进行真空抽气(s3)处理,可以通过以下两种方式的其中一种进行:

s31:将半成品均热板的预留开口连接到真空管道进行真空抽气。在真空抽气过程中,需要继续对半成品均热板进行冷冻,防止相变工质汽化。

s32:将半成品均热板置于真空腔室内部,对真空腔室抽真空。在真空抽气过程中,需要继续对半成品均热板进行冷冻,防止相变工质汽化。

根据产品设计需要将真空抽气(s3)步骤的终止气压值设定为1x102pa~1x10-7pa之间的某一数值,更优的选择为在1x10-1pa至1x10-5pa之间的某一数值。当达到工艺设定的终止气压值后,可以进入下一步骤,对半成品均热板进行封口(s4)处理。

最后,对半成品均热板内部进行封口(s2)处理,方法是高温热压、钎焊、激光端面焊接、激光穿透焊接、扩散焊接、电阻焊接、冷焊等方式将均热板预留的开口进行封闭处理,得到成品均热板。

本发明所公开的一种制造真空腔均热板的封装装置,包括冷冻端组件(2)、制冷源(3)、冷媒管道(4)、真空泵组(5)、真空管道(6)、封口端夹紧治具(7)、阀门(8),其中冷冻端组件(2)位于半成品均热板(1)的两侧,制冷源(3)通过冷媒管道(4)连接到冷冻端组件(2),在半成品均热板的预留开口(9)处的两侧设有封口端夹紧治具(7)。

当半成品均热板的相变工质冷冻或者真空抽气过程是在大气环境下进行时,采用的一种封装装置如图2所示,其中的冷冻端组件(2)和封口端夹紧治具(7)均位于大气常压环境下,半成品均热板通过预留开口(9)与真空管道(6)连接,可以使用真空泵组对半成品均热板进行抽真空处理。

在实际操作中,冷冻端组件(2)需要做保温处理,防止结霜。冷冻端组件(2)由位于半成品均热板(1)的两侧的冷冻平面金属板组成,它可以是以下七种形式当中的至少一种体现的:

a.内部埋有冷媒通道的冷冻金属板,如图4所示;

b.背面焊接冷媒盘管的冷冻金属板,如图5所示;

c.带有孔通道将冷媒盘管穿过的金属板,如图6所示;

d.两片带有半孔通道夹紧冷媒盘管的双层金属板,如图7所示;

e.冷媒盘管焊接在两块或多块独立的金属板之间的组合金属板,如图8所示;

f.半导体电制冷片,如图9所示

g.绑定有半导体电制冷片的金属板,如图10所示。

上述平面金属板与均热板接触面,是根据均热板的不同设计决定的,如果均热板的两个壳板的内表面都设计连接有吸液芯层,则以两块冷冻金属板夹住均热板实现紧密接触进而实现冷冻,如果均热板只有其中一个壳板的内表面设计连接有吸液芯层,则设置一块冷冻金属板与这个均热板平面紧密接触进而实现冷冻。

上述的封口端夹紧治具(7)本身可以作为焊接封口时的焊接组件(如图11所示),也可以将焊接组件设置于封口端夹紧治具(7)的上方(如图12所示)。当对半成品均热板的真空抽气步骤达到终止气压值时,可以控制封口端夹紧治具(7)将半成品均热板的预留开口夹紧,然后对预留开口进行焊接封口处理,焊接的动作可以由封口端夹紧治具(7)充当焊接组件来完成,也可以通过设置在封口端夹紧治具(7)上方的焊接组件来完成。

当半成品均热板的相变工质冷冻或者真空抽气过程是在真空环境下进行时,采用的一种封装装置如图3所示,其中的冷冻端组件(2)、封口端夹紧治具(7)置于真空腔室(10)内部,制冷源(3)和真空泵组(5)置于真空腔室外,真空泵组通过真空管道连接到真空抽气端口(11),真空抽气端口(11)设置于真空腔室(10)的腔壁。当需要对半成品均热板进行抽真空时,只需要控制真空泵组对真空腔室抽真空即可。

在实际操作中,冷冻端组件(2)由位于半成品均热板(1)的两侧的冷冻平面金属板组成,它可以是以下七种形式当中的至少一种体现的:

a.内部埋有冷媒通道的冷冻金属板,如图4所示;

b.背面焊接冷媒盘管的冷冻金属板,如图5所示;

c.带有孔通道将冷媒盘管穿过的金属板,如图6所示;

d.两片带有半孔通道夹紧冷媒盘管的双层金属板,如图7所示;

e.冷媒盘管焊接在两块或多块独立的金属板之间的组合金属板,如图8所示;

f.半导体电制冷片,如图9所示

g.绑定有半导体电制冷片的金属板,如图10所示。

上述平面金属板与均热板接触面,是根据均热板的不同设计决定的,如果均热板的两个壳板的内表面都设计连接有吸液芯层,则以两块冷冻金属板夹住均热板实现紧密接触进而实现冷冻,如果均热板只有其中一个壳板的内表面设计连接有吸液芯层,则设置一块冷冻金属板与这个均热板平面紧密接触进而实现冷冻。

上述的封口端夹紧治具(7)本身可以作为焊接封口时的焊接组件(如图11所示),也可以将焊接组件(121)设置于封口端夹紧治具(7)的上方(如图12所示)。当对半成品均热板的真空抽气步骤达到终止气压值时,可以控制封口端夹紧治具(7)将半成品均热板的预留开口夹紧,然后对预留开口进行焊接封口处理,焊接的动作可以由封口端夹紧治具(7)充当焊接组件来完成,也可以通过设置在封口端夹紧治具(7)上方的焊接组件(121)来完成。

本发明所公开的制造真空腔均热板的封装装置,可以完成对半成品均热板内部的液体相变工质进行冷冻凝固(s2),以及进行真空抽气(s3)处理两个工序,可以连贯地进行相变工质进行冷冻凝固(s2)、真空抽气(s3)、封口(s2)三个操作;也可以根据不同工艺的要求使用图2所示的装置将液体相变工质冷冻凝固(s2)、再转移到图3所示的装置进行真空抽气(s3)和封口(s2);同样地也可以使用图3所示的装置将液体相变工质冷冻凝固(s2)、再转移到图2所示的装置进行真空抽气(s3)和封口(s2)。

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