一种铝合金热管散热手机背壳及其制造方法与流程

本发明涉及电气设备散热技术领域，尤其涉及一种铝合金热管散热手机背壳及其制造方法。

背景技术：

电力电子装置内部产生的高热流密度对装置的可靠性造成极大威胁。由于高温导致的失效在所有电子设备失效中所占的比例大于50％，传热问题甚至成为了装置朝小型化方向发展的瓶颈。电子元件除了对最高温度的要求外，对温度的均匀性也提出了要求。随着微电子技术的迅速发展，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(如微处理器的特征尺寸在1990～2000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。因此电路及其芯片散热问题显得格外突出。而平板热管具有高的热导率和良好的均温性，成为解决电子散热问题的很有前途的技术之一。

随着科学技术的发展，铝合金热管由此应运而生。目前，现有的铝合金热管直接在挤出的铝合金型材内部对应填充水、氨水等工质，型材两端封闭，并且保持接近真空气压，蒸发端在重力下方，冷却端在上方。当被冷却工件发热时，温度不断升高，到达一定温度后，铝合金热管内部工质在蒸发端发生汽化带走热量，气体到达冷却端后，温度降低，工质由气态变成液态，并且液体沿着重力方向往下流动，重新回到蒸发端，如此反复循环。但是，现有的铝合金热管在蒸发端在重力方向上方时，由于汽化后气体到达冷却端时是在重力的下方，液体无法逆重力回到蒸发端，因此铝合金热管无法正常工作。

采用平板热管来有效解决微小空间内高热流密度电子设备的散热问题是热管的重要发展方向，如何实现更高性能的平板热管成为目前该领域的热点问题，但目前市面上还没有专门针对手机设计的外置热管复合的散热装置。

因此，市面上急需一种整合性结构、高效散热、永久固化、无需维修的铝合金热管散热手机背壳。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种整合性结构、高效散热、永久固化、无需维修的铝合金热管散热手机背壳。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种铝合金热管散热手机背壳，该手机背壳分为两个部分，分别是铝合金背板、热管散热系统；热管散热系统分为热管部分和导热硅酮；热管部分的总高度范围为1mm-1.2mm，长与宽与其适配的手机芯片集中区域相适应；热管部分具体由厚度0.2mm-0.25mm、与铝合金背板匹配的盖板，设置在盖板和铝合金背板中间区域、且顶部与铝合金背板下表面紧密贴合、底部与盖板上表面紧密贴合的波浪板以及流通在三个板材间隙中的工质三部分组成，其中工质为丙酮；

其中热管部分的制造方法包括以下阶段：

s1：原料准备

①准备两块厚度0.25mm-0.3mm的al6063铝合金板，将一块制成高度范围为1mm-1.2mm的冂字形盖板，一块冲压成高度0.75mm-1mm的三角形波浪板，再准备足量去离子水和足量丙酮；

s2：热管部分制备

①将阶段s1步骤①获得的冂字形盖板的内表面及三角形波浪板的整体均采用体积浓度10％的硝酸和体积浓度10％的氢氧化钠进行酸碱复浸处理，再采用去离子水将酸碱复浸处理后的表面清洗干净，获得待用板料；

②先将三角形波浪板置于冂字形盖板的中间，然后将冂字形盖板的开口朝下，与铝合金背板内表面对应芯片集中区域的集团贴合，获得组合结构，在组合结构中三角形波浪板的两端对应冂字形盖板板料上预设有充液口；

③将步骤获得的组合结构放置在真空激光焊接设备的工作区内，先抽真空至真空度1×10^-2pa-1×10^-3pa，然后在真空环境下，将三块板材所有相接触的面全部密实焊接，获得具有上下多通道的真空密封盒，然后同样在真空环境内通过预设的充液口向空腔内注入丙酮，具体为在三角形波浪板的上部空间内充液率65％-70％，下部空间内充液率75％-80％，抽出注液装置，在真空环境内焊接封闭组合结构，即获得所需热管部分。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：(1)本发明采用热管结构中成本最低也最易实现的金属毡毛细芯结构，在通过导热硅酮与手机接触的集中散热面积为1cm²时，仅就热管本身(也就是本发明的高导热密封盖板)最大热流能达到75.22w/cm～79.57w/cm。(2)在本发明的设计结构下，散热结构直接与手机金属背壳及通过导热硅酮与芯片接触，是完全固化的整合性结构，相较于外置散热装置可靠性更高。(3)本发明核心的热管部分为铝合金、内容物为真空条件下的丙酮，与手机的使用寿命相比对，完全没有腐蚀、老化方面的顾虑，无需额外维修。因此，本发明具有整合性结构、高效散热、永久固化、无需维修的性能。

附图说明

图1是本发明的整体结构简图；

图2是本发明的横截面示意图；

图中，铝合金背板1、热管散热系统2、盖板3、波浪板4、导热硅酮5。

具体实施方式

实施例1：

如图1-图2所示的一种铝合金热管散热手机背壳，该手机背壳分为两个部分，分别是铝合金背板1、热管散热系统2；热管散热系统2分为热管部分和导热硅酮5；热管部分的总高度范围为1mm-1.2mm，长与宽与其适配的手机芯片集中区域相适应；热管部分具体由厚度0.2mm-0.25mm、与铝合金背板1匹配的盖板3，设置在盖板3和铝合金背板1中间区域、且顶部与铝合金背板1下表面紧密贴合、底部与盖板3上表面紧密贴合的波浪板4以及流通在三个板材间隙中的工质三部分组成，其中工质为丙酮；

其中热管部分的制造方法包括以下阶段：

s1：原料准备

①准备两块厚度0.25mm-0.3mm的al6063铝合金板，将一块制成高度范围为1mm-1.2mm的冂字形盖板3，一块冲压成高度0.75mm-1mm的三角形波浪板4，再准备足量去离子水和足量丙酮；

s2：热管部分制备

①将阶段s1步骤①获得的冂字形盖板3的内表面及三角形波浪板4的整体均采用体积浓度10％的硝酸和体积浓度10％的氢氧化钠进行酸碱复浸处理，再采用去离子水将酸碱复浸处理后的表面清洗干净，获得待用板料；

②先将三角形波浪板4置于冂字形盖板3的中间，然后将冂字形盖板3的开口朝下，与铝合金背板1内表面对应芯片集中区域的集团贴合，获得组合结构，在组合结构中三角形波浪板4的两端对应冂字形盖板3板料上预设有充液口；

③将步骤获得的组合结构放置在真空激光焊接设备的工作区内，先抽真空至真空度1×10^-2pa-1×10^-3pa，然后在真空环境下，将三块板材所有相接触的面全部密实焊接，获得具有上下多通道的真空密封盒，然后同样在真空环境内通过预设的充液口向空腔内注入丙酮，具体为在三角形波浪板4的上部空间内充液率65％-70％，下部空间内充液率75％-80％，抽出注液装置，在真空环境内焊接封闭组合结构，即获得所需热管部分。

根据本实施例生产的手机套，其在索尼xperiaxz2premium手机(鲁大师2019年评出的最热手机)实际应用情况是，在手机以最高强度使用且持续插电的条件下，能长时保持手机背面温度始终稳定在33.3℃-36.7℃之间(24h插电重复跑分)，优于鲁大师测试的最高温度43.04℃，考虑到本发明测试使用的工况更加恶劣，因此可以确定本发明具有良好的实用技术性能，也因此由于结构相对复杂且成本较高(生产平均成本510元左右，市场零售价至少630元)本发明明显仅适用重度手机使用者。

对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。