散热底板的制造方法.pdf

本发明公开了一种散热底板的制造方法，其中，一金属底板包含至少一热管减薄区或特定减薄区，利用冲压形成多数个逃料槽于热管减薄区或特定减薄区预定区，再施以另一冲压锻制，将热管减薄区或特定减薄区的实料区块予以冲压锻制，以填补逃料槽达到不同薄化目标值，最后，将热管放置于热管减薄区，以另一冲压型挤技术来铆合固定热管，完成散热底板的组合。在另一方案中，利用冲压锻制技术形成至少一热管减薄区或特定减薄区的透空区于金属底板中，再以预定厚度、尺寸略小的对应薄金属片，利用具有凸肋圈的下模为模具施以冲压锻制而使两者接合，达到不同薄化目标值，再将热管放置于热管减薄区，以另一冲压型挤技术来铆合固定热管，完成散热底板的组合。

权利要求书
1.  一种散热底板的制造方法，其特征在于：
提供一金属底板，所述金属底板包含一减薄区；
依据所述减薄区的实料区块总质量等于锻制后的所述减薄区的总质量，计算逃料 槽个数与尺寸、实料区块个数与尺寸，并使所述逃料槽与所述实料区块互为间隔；
依据计算所得，进行第一次冲压，以形成多数个逃料槽于所述减薄区中；及
进行第二次冲压锻制，以使得所述实料区块的材料因所述冲压锻制而回补于邻接 的所述逃料槽以形成所述减薄区。

2.  如权利要求1所述的散热底板的制造方法，其特征在于，所述减薄区是一热 管减薄区，一热管置于所述热管减薄区后，进行第三次冲压型挤来铆合固定所述热管。

3.  一种散热底板的制造方法，其特征在于：
提供一金属底板及一扁型热管；
依据所述扁型热管高度设计一热管减薄区；
依据所述热管减薄区的实料区块总质量等于锻制后热管减薄区总质量，计算所述 热管减薄区内逃料槽个数与尺寸、实料区块个数与尺寸，并使所述逃料槽与所述实料 区块互为间隔；
依据计算所得，进行第一次冲压，以形成多数个逃料槽于所述热管减薄区；及
进行第二次冲压锻制，以使得所述实料区块的材料因所述冲压锻制而回补于邻接 的所述逃料槽以形成所述热管减薄区；
将所述扁型热管置于所述热管减薄区后，进行第三次冲压型挤来铆合固定所述扁 型热管。

4.  如权利要求3所述的散热底板的制造方法，其特征在于，包含多个不同形状、 不同厚度的减薄区，所述多个减薄区面积与减薄程度依实际需求规划于所述散热底板 中，以配合元件布局。

5.  如权利要求4所述的散热底板的制造方法，其特征在于，所述金属底板是一 料带，所述冲压锻制技术是连续冲压锻制或分段冲压锻制，以形成所述多个不同形状、 不同厚度的减薄区及所述热管减薄区。

6.  如权利要求3所述的散热底板的制造方法，其特征在于，所述扁型热管的铆 合固定由所述散热底板的热管减薄区的背面型挤凸出的所述金属板材料或由热管减 薄区正面型挤凸出的所述金属板材料来固定。

7.  一种散热底板的制造方法，其特征在于：
提供一金属底板及一扁型热管；
依据所述扁型热管高度设计一热管减薄区；
施以第一次冲压，以移除所述热管减薄区的材料形成透空区；
提供一金属片，所述金属片厚度相等于所述热管减薄区预定的保留厚度，所述金 属片尺寸略小于所述透空区，所述尺寸略小是指所述金属片置于所述透空区时仍有一 小空隙，当所述金属片被施以冲压型挤时，所述金属片的四周边缘，因厚度减少而延 展的质量，足以填补所述小空隙，而使两者形成紧密接合；
提供一组冲压型挤的上模及下模，所述下模上设有一凸肋圈，所述凸肋圈的位置 对应于所述金属片的四周边缘；
施以第二次冲压型挤，以使凸肋圈局部延展所述金属片，使所述金属片与所述金 属底板形成紧密接合；及
将所述扁型热管置于所述热管减薄区后，进行第三次冲压型挤来铆合固定所述扁 型热管。

8.  如权利要求7所述的散热底板的制造方法，其特征在于，所述的凸肋圈宽度 约为0.4-2mm。

9.  如权利要求7所述的散热底板的制造方法，其特征在于，所述扁型热管的铆 合固定由所述散热薄底板的热管减薄区的背面型挤凸出的所述金属板材料或由热管 减薄区正面型挤凸出的所述金属板材料来固定。

10.  如权利要求7所述的散热底板的制造方法，其特征在于，包含多个不同形状、 不同厚度的减薄区，所述每个减薄区各以一薄金属片与其相对应，同时或分次施以第 二次冲压型挤，将所述薄金属片冲压型挤并紧密固定充填于所述透空区。

说明书散热底板的制造方法
技术领域
本发明是关于一种散热底板，特别是指一种以逃料槽冲压锻制技术，或冲压型挤 充填空隙技术形成各种减薄区的散热底板的制造方法。
背景技术
超薄笔记本电脑整体厚度(含LED液晶荧幕+主机+机壳本身等)近已被市场要求 减薄至15mm以下，其中，除了CPU+主机板+电池+机械式硬碟或固态半导体硬碟的 厚度要减薄外，薄化散热模组及超薄热管的使用，更是NB（笔记本电脑）机构薄化 极重要的一环。
有鉴于此，发明人于2012年11月28日提出了一中国专利申请案，申请案号为 CN201210501553.6。该专利申请案揭露一种长条ㄇ形散热底板，ㄇ形散热底板的水 平面设有逃料沟渠，而使得CPU正上方的散热底板的厚度可以视需要而减薄至 0.4mm以下或任意所要的厚度。而长条ㄇ形部的侧壁则有C型肋，以夹持热管。
请参考图1A及图1B。图1A是利用冲压技术对一散热底板130形成一长条ㄇ形 135于其中的立体示意图。长条ㄇ形135的宽度以产生热管容置空间1310可容置热 管(未图示)为基准。散热底板130的长条ㄇ形135正顶面被以冲压技术冲出多数个逃 料沟渠135v。每一逃料沟渠135v的宽度、位置及数量，已经过仔细计算。例如，在 一实施例中，散热底板130长度L1为44.8mm，逃料沟渠135v有六个，两端各一逃 料沟渠135v，中间四个等距的逃料沟渠135v的宽度L2为3.2mm。而两端各一逃料 沟渠135v宽度较中间的逃料沟渠135v小。图1B为图1A的俯视平面图。
请参考图2A，显示对散热底板130的长条ㄇ形135顶面完成锻制加工的立体示 意图，长条ㄇ形135顶面的厚度d只有散热底板130(未加工前)原厚度的一半。图2B 显示图2A的俯视平面图，请注意，逃料沟渠接近长条ㄇ形135侧壁有V形未填满区。 随后，在安装热管(未图示)于热管容置空间1310后，再对凸肋进行锻制加工以包覆 散热管131。
上述的专利申请案所揭露的散热底板，应用在超薄NB的散热模组上，使散热模 组+CPU的整体厚度得以降低。但是，某些应用必须采用薄板式的散热模组，所使用 的散热薄底板只有1mm厚，往往仍需要容置热管，故薄板式散热模组的散热薄底板 上须要有埋入热管的减薄区。
特别是先进平板电脑所用的薄板式散热模组常是无风扇的，热管须长且须全数埋 入散热薄底板内，故散热薄底板面积须大，又为因应主机板元件布局，避免元件与散 热薄底板发生干涉，故须于1mm散热薄底板内形成多数个不同程度的减薄区。如图 3A所示的示意图，例如，第一区210减薄0.3mm，第二区220减薄0.4mm，而热管 区305减薄至0.5mm。
在现有技术中，这些减薄区是以CNC加工(数值控制车床铣出来)的方式来达成， 但是，在实施上，以CNC车铣如上所述的散热薄底板，不但成本高(要一个区一个区 铣)，且对于厚度仅1mm的质软铝散热底板，将有夹持上的困难及粘刀的可能。另外， 将热管与散热薄底板组合成薄板式散热模组，现有的焊接技术要先将铝散热薄底板镀 镍，再进行高温钖焊，不但大幅增高散热模组成本，对本来就很薄的(1mm)且熔点低 的铝质散热底板而言，平面度的维持更是一大挑战，因为焊接过程及焊接后的残留应 力都可能使散热薄底板产生大幅度变形。
有鉴于此，本发明的目的便是要提供一散热底板的制造技术，以降低成本及克服 现有技术的难题。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供一种散热底板的制造方法，特别是一种无风扇的无 焊接薄板式散热底板，散热底板包含多数个不同程度厚度与面积的减薄区及热管减薄 区于其中。多数个不同程度厚度与面积的减薄区，用以因应元件于主机板的布局。热 管减薄区用于埋入一扁形热管。
本发明解决的技术问题可采用分次性冲压锻制或连续性的冲压锻制完成多数个 不同程度厚度与面积的减薄区，在冲压锻制过程中，可在热管置放于热管减薄区后， 利用冲压型挤技术于热管旁的金属底板局部区域挤入少量材料而将热管作铆合固定， 特别是这些过程都是在环境温度下进行。
本发明提出一种散热底板的制造方法，散热底板包含热管埋入减薄区及多个尺寸 及减薄程度相同或不同的减薄区于其中，该热管减薄区用于埋入一扁形热管。
当然，本发明的技术亦可应用于薄板有一个或数个减薄区，而薄板不限于散热底 板的应用。
本发明的一个可行的技术解决方案是：
提供一金属底板，包含至少一热管减薄区或特定减薄区于其中；
依据热管减薄区或该特定减薄区的实料区块总质量等于锻制后该热管减薄区或 该特定减薄区的总质量，计算该逃料槽个数与尺寸、该实料区块个数与尺寸，所述逃 料槽与所述实料区块互为间隔；
依据计算所得进行第一次冲压，以形成多数个逃料槽于该热管减薄区或该特定减 薄区的预定区中；及进行第二次冲压锻制，以使得所述实料区块的材料因该冲压锻制 而回补于邻接的所述逃料槽以形成所述热管减薄区或所述特定减薄区；
将热管置于所述热管减薄区后，进行第三次冲压型挤将热管边缘的数个小金属块 型挤于热管边缘来铆合固定热管。
本发明提出另一种散热底板的制造方法，它是以冲压锻制充填法达成，其技术解 决方案是：
提供一金属底板，包含至少一热管减薄区或特定减薄区预定区于其中；
施以第一次冲压，以移除该热管减薄区或该特定减薄区预定区的材料形成一透空 区；提供一种或数种对应薄金属片，所述薄金属片厚度相等于所述热管减薄区的保留 厚度或所述特定减薄区预定厚度，上述金属片尺寸略小于所述因应的透空区，所述尺 寸略小是指该薄金属片置于所述透空区时只剩有一小空隙，当被施以冲压型挤技术 时，该薄金属片的四周边缘，因厚度减少而延展的质量，足以填补该小空隙，而使两 者形成紧密接合;
提供一组冲压型挤的上模及下模，该下模上设有一凸肋圈，该凸肋圈的位置对应 于所述薄金属片的四周边缘；
当以所述上模及下模施以第二次冲压型挤时，凸肋圈局部延展该薄金属片使薄金 属片与所述金属散热底板形成紧密接合；
将热管置于该热管减薄区后，进行第三次冲压型挤将热管边缘的数个小金属块挤 于热管边缘来铆合固定热管。
本发明具有以下优点：
1、针对散热底板的制作，能在冲压散热底板的外型，孔洞，段差，凸台等过程 中，容许在相同冲压机台上，以连续模或分段工程模的方式，插入特殊冲压锻制型挤 工序，同步完成热管埋入减薄区及其他为避免元件干涉的各种不同形状大小减薄区的 薄化，具有简单快速成本低的优势；不似一般工艺，需额外使用CNC车铣，一次只 能薄化一区块，费时成本高，对于大面积的铝质或铜质底板的薄化加工，更可避开夹 持加工件不易及质软铝材沾黏刀具的问题。
2、本发明中散热底板的热管减薄区及其他减薄区，无论减薄区数目多寡，大小， 形状与厚薄不一，皆可在同步工序内冲压锻制完成，故可大幅减少加工时间及成本。
3、本发明冲压锻制型挤技术是以简单冲压工艺，在一般冲压机台上完成，无需 使用昂贵精密CNC机台或锻造机台，不仅加工成本低，固定设备投资低，还可大幅 缩减供应链及交货期。
4、本发明中散热底板的热管减薄区及其他减薄区，以冲压锻制技术完成，对减 薄区的机械强度具有补强作用。
5、本发明中热管与金属底板的组合，亦采用冲压锻制型挤工艺，可从热管减薄 区背面局部型挤出铝料，再对热管进行铆合固定；也可由热管减薄区正面局部型挤出 铝料，再对热管进行铆合固定。铆合动作也是在冲压机台上完成，具有工序简单成本 低的优势。
6、本发明中热管与金属底板的铆合固定，采用的是最环保的冲压锻制型挤技术， 相对于焊接制程，铝散热底板不须镀镍，与热管的结合无须使用锡膏，不需经过回焊 炉高温焊接，因此，兼具环保、低成本与节省工时的优势。
7、本发明中热管与金属底板的铆合固定，都是在环境温度下以冲压锻制型挤技 术进行，不像焊接制程，须经过回焊炉高温焊接，对大面积的散热底板，极容易因高 温残留应力的释放而导致金属散热底板变形，大大影响散热底板的平整度及合格率。
附图说明
以下附图仅旨在对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围，其中：
图1A为现有技术的散热底板被冲压形成长条ㄇ形并包含逃料沟渠的立体图；
图1B为现有技术的散热底板俯视平面图；
图2A为长条ㄇ形顶面被施以锻制加工形成平面的立体图；
图2B为长条ㄇ形顶面被施以锻制加工后的俯视平面图；
图3A为本发明的第一实施例散热底板被以冲压锻制技术形成多个不同尺寸的减 薄区、待热管放置后，再以另一冲压锻制型挤法固定的俯视平面图；
图3B为本发明的第一实施例散热底板被以冲压技术在不同尺寸的减薄区形成多 个实料区块及逃料槽的俯视示意图；
图3C为本发明的第一实施例散热底板包含一有弯折的热管被型挤而固定于一热 管减薄区的示意图；
图4A为本发明的第一实施例中散热底板被以冲压锻制技术冲出数个不连续的透 穿孔以作为逃料槽310的俯视图；
图4B为本发明的第一实施例中锻制前散热底板的横截面示意图，矩形区块的上 下各有一锻制上模及下模；
图4C为本发明的第一实施例中锻制后逃料槽被实料区块的材料填补后的俯视 图；
图4D为本发明的第一实施例中锻制后的横截面示意图；
图5A为本发明的第二实施例中锻制前散热底板的俯视图（在透空槽(或称透空区) 有一薄金属片，两者有很小的间隙）；
图5B为本发明的第二实施例的横截面示意图（薄金属片的上下各有一锻制上模 及下模）；
图5C为锻制后的横截面示意图。
附图标号说明：
130：散热底板                  135：长条ㄇ形
135v：逃料沟渠                 132：凸肋
134：逃料槽                    300：散热底板
131：热管                      360：透空区（或透空槽）
136：V形未填满区               210v,220v,310：逃料槽
210：第一区                    220：第二区
210f：冲压锻制后的第一区       220f：冲压锻制后的第二区
250：热管                      255：铝材
305：热管减薄区                210r,220r,320：实料区块
400U、410U：锻制上模           415：凸肋圈
400D、410D：下模
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发 明的具体实施方式。
本发明的技术，不仅可以应用于超薄型笔记本电脑，也可应用于平板电脑，本发 明提出的是一种散热底板的制造方法。例如，请参考图3A和图3B，一散热底板300， 散热底板300的厚度约为1mm，它包含了数个不同的减薄区：第一区210、热管减薄 区305、第二区220。每区大小及减薄程度相同或不同。例如，第一区210(包含逃料 槽210v及实料区块210r)减薄0.3mm，第二区220(包含逃料槽220v及实料区块220r) 减薄0.4mm，而热管减薄区305(包含逃料槽310及实料区块320)则得减薄至0.5mm。 热管减薄区305已固定了一热管250于其上。其中，热管250是以冲压锻制技术自热 管减薄区305边缘型挤出铝材255(当散热薄底板是铝质时)加以固定。型挤铝材并不 需要连续，如图3A所示型挤铝材255，分段形成于热管250边缘。型挤铝材255是 来自热管边缘的散热底板的材料，不是外加的材料。另外热管减薄区305并不限于图 3A所示的长条形，它也可以是有一个弯折的长条形，如图3C所示或二个(或以上) 弯折的长条形(未图示)。
依据本发明的第一实施例，冲压锻制后的第一区210f、热管减薄区305、冲压锻 制后的第二区220f是依据质量不灭的基本物理原理算出各区的逃料槽310个数及尺 寸间隔以及实料区块320后，一次或分次以冲压技术冲出。
依据上述质量不灭的基本物理原理所得计算，在每一区冲出多数个逃料槽310。 逃料槽310和逃料槽310之间是实料区块320。每区依减薄程度而有对应的逃料槽310 个数及尺寸、实料区块320个数及尺寸，如图4A所示，同时参考图3A，第一区210、 第二区220所指即为第一次冲压形成逃料槽310及之间的实料区块320的结果。
图4A至图4D是以减薄区中的一区为例，说明上述冲压锻制的流程及计算过程。 图4A说明的是散热底板300被冲床冲出数个不连续的透穿孔以作为逃料槽310的俯 视图。图4B说明的是锻制前的横截面示意图，热管减薄区305在实料区块320的上 下各有一锻制上模400U及下模400D。图4C说明的是锻制后，逃料槽310被实料区 块320的材料填补后的俯视图，热管减薄区305经冲压锻制后即形成矩形薄化区块 305f。图4D为锻制后的横截面示意图。
如上所述，逃料槽个数n及尺寸是依据多数个实料区块320的总质量等于冲压锻 制区的总质量而计算应保留多少的实料区块，得出后，再对预定的逃料槽310作冲压 锻制，以形成透空的逃料槽310。
以公式列出如下：
Σ i = 1 n l i × W × t 0 × ρ 0 = L × W × t f × ρ f ]]>
上述公式中，li为第i个实料区块320长度，W为矩形区块（热管减薄区）305 的宽，t0为板厚，ρ0为板材原密度。L为矩形区块(即，减薄区)总长度，ρf为锻制 后密度，tf为锻制后板厚。锻制后密度将增加，例如：ρf=ρ0×1.1。
上述的矩形区块减薄区为示范例，故不应以此为限，应用上可用于各种形状，例 如，一矩型连接另一小矩型，圆形或其他不规则形状。
散热底板的减薄凹槽，并不限于第一实施例所述的逃料槽减薄法。本发明的第二 实施例是锻制充填法。首先，将多个不同形状、不同厚度的减薄预定区以冲床冲成多 个透穿槽，再以预定厚度的对应薄金属片锻制回填。
以其中的一个长L×宽W的矩形减薄区为例，先以冲床冲成透空槽360，随后准 备另一L1×W1大小的长形薄金属片370，薄金属片370的厚度tf相等于最终目标厚 度，其中L1略小于L，W1略小于W，再以冲锻制法将长形薄金属片370局部型挤 锻制，进而将散热底板的透空槽360予以填满。
图5A至图5C说明这样的制程。图5A所示为锻制前的俯视图，在透空槽(或称 透空区)360内，装有一薄金属片370，两者有很小的间隙。图5B为横截面示意图。 薄板370的上下各有一锻制上模410U及下模410D。值得特别留意的是，下模有一 凸肋圈415对应于矩形薄金属片370的边缘，当上下模合模锻制时，凸肋圈415将提 供局部型挤冲压力于相接触的薄金属片四周，薄金属片四周边缘受型挤延展而减薄， 并进而与透空区360作紧密连接。图5C为锻制后的横截面示意图，薄金属片370锻 制后，边缘因厚度减薄延展而撑开至透空区360侧壁而填满了透空区360，上述薄金 属片减薄的量足以填补两者间的间隙。上述的凸肋圈宽度约为0.4-2.0mm。
以上所述仅为本发明的示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任 何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修 改，均应属于本发明的保护范围。