專利名稱：氣密性腔體結(jié)構(gòu)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣密性腔體結(jié)構(gòu)的制造方法，特別是關(guān)于一種利用相變 化原理進行散熱的氣密性腔體結(jié)構(gòu)的制造方法。
背景技術(shù)：
隨著計算機產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，筆記本電腦中的發(fā)熱電子元件如CPU、VGA 等產(chǎn)生的熱量越來越多，然而，筆記本電腦的外形設(shè)計向著輕、薄、短、小 的方向發(fā)展，其內(nèi)部的空間不斷減少，這就對筆記本電腦中散熱模組的設(shè)計 提出了更高的要求。為了在較小的空間內(nèi)提高散熱模組的換熱效率，現(xiàn)采用 的方法之一是在散熱模組中使用氣密性腔體結(jié)構(gòu)(Vapor Chamber)。氣密性腔體結(jié)構(gòu)最主要的優(yōu)點不僅在于其換熱表面遠大于普通熱管 (Heatpipe),且由于氣密性腔體結(jié)構(gòu)相對熱管有較大的蒸發(fā)汽體流動面積，在 回流毛細力能夠滿足冷凝液回流要求的前提下可以有效提高氣密性腔體結(jié)構(gòu) 的最大輸熱量。另外，氣密性腔體結(jié)構(gòu)還可以解決多個熱源同時散熱的問題， 尤其在筆記本電腦中，當(dāng)發(fā)熱電子元件如CPU、 VGA同時需要散熱時，利用 氣密性腔體結(jié)構(gòu)可以根據(jù)需要設(shè)計多個熱交換區(qū)，并能靈活掌控其位置，以 滿足多個發(fā)熱電子元件的散熱要求。現(xiàn)有的氣密性腔體結(jié)構(gòu)多采用機械加工的方式形成殼體，再于殼體內(nèi)利 用數(shù)控技術(shù)(CNC)加工形成溝槽(Groove)或燒結(jié)金屬顆粒做為其毛細結(jié)構(gòu)。 溝槽式毛細結(jié)構(gòu)受限于制^f故工藝，無法形成足夠小的毛細尺寸，難以達到令 人滿意的毛細效果。而采用機械加工殼體外加燒結(jié)金屬顆粒毛細結(jié)構(gòu)的工藝 方法，使制作過程較繁雜且使氣密性腔體結(jié)構(gòu)的外形結(jié)構(gòu)難以保證。發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種可方便成型的氣密性腔體結(jié)構(gòu)的制造方法， 且使屑本方法制造出的氣密性腔體結(jié)構(gòu)具較好的毛細效果。一種氣密性臚體結(jié)構(gòu)的制造方法，包括如下步驟制作具有多孔結(jié)構(gòu)的芯模，即制作一開孔泡沫塑料骨架；對該芯模的表面及表面下預(yù)定深度內(nèi)泡孔的孔壁進行導(dǎo)電處理；對該芯模進行首次電鑄，于該芯模的表面及所述預(yù) 定深度的泡孔內(nèi)電鑄形成第一金屬鑄層；對首次電鑄后的芯模進行表面光亮 處理以使其表面平整光滑；對芯模進行二次電鑄，于芯模的外表面上電鑄形 成第二金屬鑄層；除去芯模，得到以第一金屬鑄層為毛細結(jié)構(gòu)、以第二金屬 鑄層為殼體的腔體；及向腔體內(nèi)注入工作液體并將腔體密封，得到所述氣密 性腔體結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明氣密性腔體結(jié)構(gòu)的制造方法中，采用開孔泡沫 塑料骨架作為芯模，通過首次電鑄在芯模的表面及一定深度的泡孔內(nèi)電鑄形 成氣密性腔體結(jié)構(gòu)的毛細結(jié)構(gòu)，再經(jīng)過二次電鑄在毛細結(jié)構(gòu)的外圍包覆一層 金屬鑄層以形成氣密性腔體結(jié)構(gòu)的殼體，本制造方法制程簡單，可方便地成 型具較好毛細效果的氣密性腔體結(jié)構(gòu)。附圖說斕下面參照附圖，結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述。圖l是^^發(fā)明氣密性腔體結(jié)構(gòu)的制造方法的流程示意圖。圖2是依

圖1所示步驟提供的芯模的立體示意圖。圖3是圖2所示芯模經(jīng)電鑄前處理后置入電鑄槽內(nèi)的剖面示意圖。圖4是經(jīng)過二次電鑄并除去芯模后所得氣密性腔體結(jié)構(gòu)的立體示意圖。圖5是圖4所示氣密性腔體結(jié)構(gòu)沿V - V方向的剖面示意圖。
具體實施方式
圖l所示為本發(fā)明氣密性腔體結(jié)構(gòu)的制造方法的流程示意圖，其包括如下 主要步驟制作具有多孔結(jié)構(gòu)的芯?！状坞婅T前處理—首次電鑄形成毛細 結(jié)構(gòu)—二次電鑄前處理—二次電鑄形成外層殼體—電鑄后處理—成品。為簡潔及敘述方便，下面以圖4與圖5中所示的氣密性腔體結(jié)構(gòu)30為代表 對上述制造方法進行實例說明。圖4與圖5為氣密性腔體結(jié)構(gòu)30未填充工作液 體且未進行密封處理前的示意圖。該氣密性腔體結(jié)構(gòu)30包括一殼體31，該殼 體31內(nèi)形成空腔32,該殼體31整個內(nèi)壁上設(shè)置有多孔性毛細結(jié)構(gòu)33，該殼體 31相對的兩端分別設(shè)有一長開口34，以供在制做氣密性腔體結(jié)構(gòu)30的過程中 排污之用。另外，在殼體31的一側(cè)還設(shè)有一細長的中空管體35，該中空管體 35設(shè)有充灌口36,以便于在抽完真空后往殼體31內(nèi)充入工作液體，其中該充 灌口 3糊截面積比長開口 34的截面積要小很多。在制做該氣密性腔體結(jié)構(gòu)30的過程中，首先制作一具有多孔結(jié)構(gòu)的芯模 10,該芯模10—般采用一具高開孔率的開孔泡沫塑料骨架，該開孔泡沫塑料 骨架內(nèi)形成有相互連通的眾多泡孔ll,如閨2所示。該芯模10的兩端分別向外 延伸設(shè)有一個凸出部12,該凸出部12用于成型氣密性腔體結(jié)構(gòu)30的長開口34。 該芯才莫H)的其中一端還凸設(shè)有一細長的圓柱體13，以用于成型氣密性腔體結(jié) 構(gòu)30的中空管體35。該開孔泡沫塑料骨架由開孔硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料經(jīng)切割 加工所形成。對于開孔硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的各種制做方法，已見于國內(nèi)外 的各種出版物及專利文獻，如由國家環(huán)?？偩謱ν饨?jīng)濟合作領(lǐng)導(dǎo)小組辦公室、 聯(lián)合國工業(yè)發(fā)展組織及北京華塑貿(mào)易公司聯(lián)合編寫的《聚氨酯硬泡CFC-11替 代技術(shù)手冊》、中國專利第93116879.1號、第93105707.8號及第98120638.7號 等，因此對于制做開孔硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的方法在此不再贅敘。在制做開 孔硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料時，可才艮據(jù)氣密性腔體結(jié)構(gòu)30中毛細結(jié)構(gòu)33所需毛細 力要求對硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料中泡孔的孔徑大小進行控制以得到適合的泡孔 結(jié)構(gòu)。為便于后續(xù)步驟的進行，在將開孔硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料切割加工為所 需形狀的開孔泡沫塑料骨架之前，還可以對開孔硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的泡孔 結(jié)構(gòu)進行適當(dāng)?shù)挠不痛只幚恚?jīng)硬化處理后可以使對開孔硬質(zhì)聚氨酯泡 沫塑料切割加工及后續(xù)對開孔泡沫塑料骨架中的泡孔ll進行處理更容易，經(jīng)粗化處理后則在電鑄時利于在芯模10的泡孔11內(nèi)形成金屬鑄層。接著對芯模10進行首次電鑄以形成毛細結(jié)構(gòu)33。在對芯模10進行首次電 鑄前，需對芯模10進行首次電鑄前的導(dǎo)電處理。導(dǎo)電處理的方法為對芯模IO 的表面噴涂導(dǎo)電漆。在噴涂導(dǎo)電漆的過程中，通過調(diào)整噴涂的壓力，使導(dǎo)電 漆噴到芯模10預(yù)定深度內(nèi)的泡孔11的孔壁上，深度的控制以所需形成的毛細 結(jié)構(gòu)33的厚度為標(biāo)準(zhǔn)，以在該預(yù)定深度的泡孔11的孔壁表面及芯模10的外表 面上形成一導(dǎo)電層(圖未示)以做為電鑄的起始層。另外，對于芯模10的凸 出部12及圃柱體13的端部121、 131則采取遮蓋手段而未噴上導(dǎo)電漆，以使后 續(xù)對芯模10電鑄時在凸出部12及圓柱體13的端部121、 131形成開口。接著，將導(dǎo)電處理后的芯模10置于如圖3所示的電鑄槽20中進行電鑄。該 電鑄槽20中盛有電解液21,并插入有陰極22與陽極23。將該電鑄槽20的陰極 22與芯模10的導(dǎo)電層連接，通電后對芯模10進行電鑄。控制電鑄的時間，在 芯模l參的表面及所述預(yù)定深度內(nèi)的泡孔ll的孔壁上電鑄出所需厚度的鑄層后將芯才莫10從電鑄槽20內(nèi)取出，從而在芯才莫lO的表面及該預(yù)定深度的泡孔ll內(nèi) 電鑄得到連在一起的交連、立體網(wǎng)狀的第一金屬鑄層，即圖5中所示的毛細結(jié) 構(gòu)33。在對泡孔ll進行電鑄時，可控制電鑄的時間，將該預(yù)定深度內(nèi)的泡孔 11完全充滿或者僅為部分充滿。然后，對取出的電鑄有第一金屬鑄層的芯模10進行二次電鑄的前處理。 由于芯模10的表面布滿泡孔11，經(jīng)首次電鑄后的芯模10的表面并不平整。為 使二次電鑄后所得到的鑄層的表面平整光滑，在對芯模10進行再次電鑄前需 對芯模10進行表面光亮處理。如在芯模10的表面不平整處填充微細金屬顆粒、 熔融的石蠟或聚合物以使固化后《模的表面達到平整光滑。采用金屬顆粒進 行填充時，二次電鑄前無需對芯模10的表面再進行導(dǎo)電處理。而采用石蠟或 聚合物進行填充時，二次電鑄前還需對芯模10的表面進行導(dǎo)電處理，如噴涂 導(dǎo)電漆。在對芯模10完成二次電鑄的前處理后，將芯模10置于電鑄槽20中進行二 次電鑄。電鑄一段時間后，在芯模10的外表面經(jīng)電鑄得到一層厚度均勻的第 二金屬鑄層，即圖5中所示的氣密性腔體結(jié)構(gòu)30的殼體31。由于芯模10的凸出 部12及圃柱體13的褲部121、 131未噴涂導(dǎo)電漆，因此電鑄時在芯模10的凸出 部12及圃柱體13的端部121、 131未形成金屬鑄層，這樣在去除芯模10后可在 相對應(yīng)位置形成長開口34及充灌口36。之后將電鑄后的產(chǎn)品取出并進行必要 的電鑄后清洗和處理。再將電鑄后的產(chǎn)品放入烤箱(圖未示)中進行烘烤， 然后經(jīng)過高溫焙燒該模芯IO，以使該芯模10熔化并從殼體31兩端未封閉的長 開口34排出，從而得到以第一金屬鑄層為毛細結(jié)構(gòu)33、以第二金屬鑄層為殼 體31的腔體。再對該腔體進行必要的清洗以保證所得產(chǎn)品的清潔及干凈，密 封兩端的長開口34,由充灌口36對腔體內(nèi)抽真空并充填工作液體，再密封充 灌口36即得到所需的氣密性腔體結(jié)構(gòu)30的成品。該氣密性腔體結(jié)構(gòu)30可用于筆記本電腦等電子裝置中對電子元件進行散 熱。在使用時，該氣密性腔體結(jié)構(gòu)30的上、下表面可與多個熱源接觸，從而 實現(xiàn)同時對多個電子元件散熱。該氣密牲腔體結(jié)構(gòu)30在制作過程中，由于采用具高開孔率的開孔泡沫塑 料骨架作為成型毛細結(jié)構(gòu)33的芯模10,根據(jù)毛細結(jié)構(gòu)33所需毛細力的要求， 在制做泡沫塑料時通過對泡孔ll的孔徑大小進行控制，同時根據(jù)毛細結(jié)構(gòu)33所需厚度的要求，在對芯模10噴涂導(dǎo)電漆時通過調(diào)整噴涂壓力以對預(yù)定深度內(nèi)的泡孔ll進行導(dǎo)電處理，從而在電鑄時能夠有效控制電鑄后所成毛細結(jié)構(gòu)33的毛細力半徑。使用本方法制得的氣密性腔體結(jié)構(gòu)30可形成多層孔隙、立 體網(wǎng)狀的毛細結(jié)構(gòu)33，從而提供很好的毛細效果。此外，芯模10的開孔泡沫 塑料骨架通過切割成型，可以很方便將芯模10做成復(fù)雜的形狀，從而能方便 地加工出與芯模10的外形相對應(yīng)的具復(fù)雜形狀的毛細結(jié)構(gòu)及具復(fù)雜外形的殼 體，以應(yīng)對筆記本電腦等電子裝置內(nèi)復(fù)雜的空間布局并滿足對多個發(fā)熱電子 元件進行散熱的需求。
權(quán)利要求
1. 一種氣密性腔體結(jié)構(gòu)的制造方法，包括如下步驟制作具有多孔結(jié)構(gòu)的芯模，即制作一開孔泡沫塑料骨架；對該芯模的表面及表面下預(yù)定深度內(nèi)泡孔的孔壁進行導(dǎo)電處理；對該芯模進行首次電鑄，于該芯模的表面及所述預(yù)定深度的泡孔內(nèi)電鑄形成第一金屬鑄層；對首次電鑄后的芯模進行表面光亮處理以使其表面平整光滑；對芯模進行二次電鑄，于芯模的外表面上電鑄形成第二金屬鑄層；除去芯模，得到以第一金屬鑄層為毛細結(jié)構(gòu)、以第二金屬鑄層為殼體的腔體；及向腔體內(nèi)注入工作液體并將腔體密封，得到所述氣密性腔體結(jié)構(gòu)。
2. 如權(quán)利要求1所述的氣密性腔體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于其中該開 孔泡沫塑料骨架由開孔硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料經(jīng)切割加工形成。
3. 如權(quán)利要求1所述的氣密性腔體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于該導(dǎo)電處 理的方法為在該芯模的表面及泡孔的孔壁上噴涂一層導(dǎo)電漆。
4. 如權(quán)利要求1所述的氣密性腔體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于還包括在 對該芯沖莫進行導(dǎo)電處理前對芯模進行粗化和硬化處理。
5. 如權(quán)利要求1所述的氣密性腔體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于所述對首 次電鑄后的芯模進行表面光亮處理的步驟包括對芯模表面不平整處填充 金屬顆粒。
6. 如權(quán)利要求1所述的氣密性腔體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于所述對首 次電鑄后的芯模進行表面光亮處理的步驟包括對芯模表面不平整處填充 石蠟或聚合物。
7. 如權(quán)利要求6所述的氣密性腔體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于還包括對 填充石蠟或聚合物后的芯模的表面進行導(dǎo)電處理。
8. 如權(quán)利要求1所述的氣密性腔體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于該芯模的 至少一倒向外延伸形成一凸出部，使經(jīng)電鑄形成的腔體對應(yīng)凸出部形成有一用于排污的開口。
9.如權(quán)利要求8所述的氣密性腔體結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于該芯模于 一側(cè)向外凸設(shè)有一圚柱體，使經(jīng)電鑄形成的腔體對應(yīng)該圓柱體形成有一充 灌口 ，所述充灌口的截面積比所述開口的截面積要小。
全文摘要
一種氣密性腔體結(jié)構(gòu)的制造方法，包括如下步驟制作具有多孔結(jié)構(gòu)的芯模，即制作一開孔泡沫塑料骨架；對該芯模的表面及表面下預(yù)定深度內(nèi)泡孔的孔壁進行導(dǎo)電處理；對該芯模進行首次電鑄，于該芯模的表面及所述預(yù)定深度的泡孔內(nèi)電鑄形成第一金屬鑄層；對首次電鑄后的芯模進行表面光亮處理以使其表面平整光滑；對芯模進行二次電鑄，于芯模的外表面上電鑄形成第二金屬鑄層；除去芯模，得到以第一金屬鑄層為毛細結(jié)構(gòu)、以第二金屬鑄層為殼體的腔體；及向腔體內(nèi)注入工作液體并將腔體密封，得到所述氣密性腔體結(jié)構(gòu)。本制造方法制程簡單，可方便地成型具較好毛細效果的氣密性腔體結(jié)構(gòu)。
文檔編號C25D1/10GK101230472SQ20071007312
公開日2008年7月30日 申請日期2007年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月26日
發(fā)明者孟勁功, 黃清白 申請人:富準(zhǔn)精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻準(zhǔn)精密工業(yè)股份有限公司