CN102956583A - 均温板结构及其制造方法 - Google Patents

均温板结构及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102956583A
CN102956583A CN2011102517150A CN201110251715A CN102956583A CN 102956583 A CN102956583 A CN 102956583A CN 2011102517150 A CN2011102517150 A CN 2011102517150A CN 201110251715 A CN201110251715 A CN 201110251715A CN 102956583 A CN102956583 A CN 102956583A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ceramic laminate
metal plate
laminate body
plate structure
equalizing plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2011102517150A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102956583B (zh
Inventor
杨修维
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asia Vital Components Co Ltd
Original Assignee
Asia Vital Components Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asia Vital Components Co Ltd filed Critical Asia Vital Components Co Ltd
Priority to CN201110251715.0A priority Critical patent/CN102956583B/zh
Publication of CN102956583A publication Critical patent/CN102956583A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102956583B publication Critical patent/CN102956583B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

一种均温板结构及其制造方法，该均温板结构，包含：一本体具有一金属板体及一陶瓷板体，并对应盖合共同界定一腔室，该腔室具有一毛细结构及一支撑结构及工作流体，该金属与陶瓷板体结合以及与毛细结构及支撑结构结合是通过焊接或直接覆铜法之方式完成，被用以改善均温板与发热源间因热疲劳(thermal fatigue)产生接合界破裂问题。

Description

均温板结构及其制造方法
技术领域
一种均温板结构及其制造方法，尤指一种将金属材质与陶瓷材质结合组成一均温板，改善均温板与发热源间因热疲劳(thermal fatigue)产生接合界破裂问题的均温板结构及其制造方法。
背景技术
按，随着半导体技术的进步，积体电路的体积亦逐渐缩小，而为了使积体电路能处理更多的资料，相同体积下的积体电路，已经可以容纳比以往多上数倍以上的计算元件，当积体电路内的计算元件数量越来越多时，计算元件工作时所产生的热能亦越来越大，以常见的中央处理器为例，在高满载的工作量时，中央处理器散发出的热度，足以使中央处理器整个烧毁，因此，积体电路的散热装置变成为重要的课题。
电子设备中之中央处理单元及晶片系为电子设备中的发热源，当电子设备运作时，则发热源将会产生热量，该中央处理单元及晶片外部封装主要系以陶瓷材料作为封装材料，该陶瓷材料具有热膨胀系数低且不导电等性质，并且该热膨胀系数系与晶片相近，故被大量使用于封装材料及半导体材料。
散热装置一般采用铝、铜材质做散热结构之材料，并搭配风扇及热导管等散热元件来增强散热效果，不过在考虑散热装置整体可靠度时，采用冷却风扇与热导管的设计都会损及整体产品的可靠度值。
一般而言设计愈简单散热装置整体之可靠度愈好，因此，若能用比铜散热能力更好的材料做散热结构材料，可直接改善热能的传递。
另外，“热应力”是散热装置与发热源间另一个可靠度潜在问题。发热源(如CPU内之晶片)的热膨胀系数低，业界为追求产品可靠度，多采用AlN(氮化铝)或SiC(碳化硅)等热膨胀系数低的陶瓷材料来封装晶片。
再者，举例来说，于LED散热之应用领域中，铝、铜材质的热膨胀系数比蓝宝石(sapphire)高许多，容易导致高亮度LED在长期使用下接合面因热疲劳(thermal fatigue)产生接合界破裂(crack)，衍生接合界面热阻上升。对于高亮度LED产品，当散热界面热阻的上升会造成热累积并进而损伤LED晶片，造成发光体永久损坏。
故针对发热源外部陶瓷材质与金属材质之散热装置间因不同之热膨胀系数所衍生之接合面因热疲劳(thermal fatigue)产生接合界破裂(crack)此一问题则为现行最需改善之目标。
发明内容
为此，为解决上述公知技术之缺点，本发明之主要目的，系提供一种改善均温板与发热源间因热疲劳(thermal fatigue)产生接合界破裂问题的均温板结构。
本发明次要目的，系提供一种改善均温板与发热源间因热疲劳(thermalfatigue)产生接合界破裂问题的均温板结构的制造方法。
为达上述之目的，本发明系提供一种均温板结构，系包含：一本体；
所述本体具有一金属板体及一陶瓷板体，该金属板体对应盖合该陶瓷板体并共同界定一腔室，该腔室内具有一毛细结构及一支撑结构及工作流体，所述毛细结构设于前述腔室内壁，该支撑结构连接该金属板体及该陶瓷板体。
所述毛细结构系为烧结粉末体及网格体及多个沟槽其中任一；所述陶瓷板体材质系为氮化硅(Si3N4)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝(Al2O3)其中任一；所述支撑结构系为铜柱。
所述支撑结构系通过软焊及硬焊及扩散接合及超音波焊接及直接覆铜法(Direct Bonding Cooper，DBC)其中任一方式与该陶瓷板体结合。
为达上述之目的，本发明系提供一种均温板结构之制造方法，系包含下列步骤：
提供一金属板体及一陶瓷板体；
分别于该金属板体及该陶瓷板体相对应之一侧设置毛细结构及支撑结构；
将该金属板体及该陶瓷板体对应盖合，并进行抽真空与填入工作流体，最后密封构形成一均温板。
该金属板体及该陶瓷板体系通过软焊及硬焊及扩散接合及超音波焊接及直接覆铜法(Direct Bonding Cooper，DBC)其中任一方式结合。
本发明直接将陶瓷本体与均温板结合，再由陶瓷板体与发热源外部之陶瓷外表面结合，即可改善均温板与发热源间因不同热膨胀系数所产生的热疲劳(thermal fatigue)所衍生的接合界破裂问题。
附图说明
图1a为本发明之均温板结构第一实施例之立体分解图；
图1b为本发明之均温板结构第一实施例之立体组合图；
图2为本发明之均温板结构第一实施例之剖视图；
图3为本发明之均温板结构第二实施例之剖视图；
图4为本发明之均温板结构第三实施例之剖视图；
图5为本发明之均温板结构之制造方法步骤流程图。
【主要元件符号说明】
本体1
金属板体11
陶瓷板体12
腔室13
毛细结构14
支撑结构15
工作流体16
具体实施方式
本发明之上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式之较佳实施例予以说明。
请参阅图1a、图1b、图2，为本发明之均温板结构第一实施例之立体分解及组合图与剖视图，如图所示，所述均温板结构，系包含：一本体1；
所述本体1具有一金属板体11及一陶瓷板体12，该金属板体11对应盖合该陶瓷板体12，并共同界定一腔室13，该腔室13内具有一毛细结构14及一支撑结构15，所述毛细结构14设于前述腔室13内壁，该支撑结构15连接该金属板体11及该陶瓷板体12，所述腔室内具有工作流体16。
所述毛细结构14系以烧结粉末体作为说明但并不引以为限。
所述陶瓷板体12材质系为氮化硅(Si3N4)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝(Al2O3)其中任一。
所述支撑结构15系通过软焊及硬焊及扩散接合及超音波焊接及直接覆铜法(Direct Bonding Cooper，DBC)其中任一方式与该陶瓷板体12结合。
所述支撑结构15系为铜柱；所述金属板体11之材质系为铜材质及铝材质及不锈钢及散热与导热性质较佳之材质其中任一。
请参阅图3，为本发明之均温板结构第二实施例之剖视图，如图所示，本实施例系与前述第一实施例部分结构及连结关系相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与前述第一实施例不同处系为所述毛细结构14系以网格体作为说明但并不引以为限。
请参阅图4，为本发明之均温板结构第三实施例之剖视图，如图所示，本实施例系与前述第一实施例部分结构及连结关系相同，故在此将不再赘述，惟本实施例与前述第一实施例不同处系为所述毛细结构14系以多个沟槽作为说明但并不引以为限。
请参阅图5，为本发明之均温板结构之制造方法步骤流程图，并一并参阅图1～图4，如图所示，本发明均温板结构之制造方法，系包含下列步骤：
S1：提供一金属板体及一陶瓷板体；
系提供一金属板体11及一陶瓷板体12，所述金属板体11之金属材质系为铜材质及铝材质及不锈钢及散热与导热性质较佳之材质其中任一，本说明实施例系以铜材质作为说明但不引以为限，所述陶瓷板体12之陶瓷材质系为氮化硅(Si3N4)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝(Al2O3)其中任一，本说明实施例系以氧化铝(Al2O3)作为说明但并不仅限于此种物质。
S2：分别于该金属板体及该陶瓷板体相对应之一侧设置毛细结构及支撑结构；
于前述金属板体11与陶瓷板体12相对应之一侧设置毛细结构14及支撑结构15，所述毛细结构14系为烧结粉末体及网格体及多个沟槽其中任一，其中当所述毛细结构14选择为烧结粉末体时系可通过烧结之方式将烧结粉术成型于金属板体11与陶瓷板体12上。
当所述毛细结构14选择为该网格体时系通过软焊及硬焊及扩散接合及超音波焊接及直接覆铜法(Direct Bonding Cooper，DBC)其中任一方式将该网格体与该陶瓷板体12及该金属板体结合11。
当所述毛细结构14选择为多个沟槽时，系先于该金属板体11与该陶瓷板体12施以机械加工对该金属板体11及该陶瓷板体12进行开设沟槽，所述机械加工为铣销及刨销及雷射切割及蚀刻其中任一。
所述支撑结构15系为铜柱，且亦可同样通过软焊及硬焊及扩散接合及超音波焊接及直接覆铜法(Direct Bonding Cooper，DBC)其中任一方式先与该陶瓷板体12或先与金属板体11结合。
S3：将该金属板体及该陶瓷板体对应盖合并进行抽真空与填入工作流体最后密封构形成一均温板。
将金属板体11及该陶瓷板体12对应盖合并通过软焊及硬焊及扩散接合及超音波焊接及直接覆铜法(Direct Bonding Cooper，DBC)其中任一方式将两者固定接合，并施以抽真空以及填入工作流体16，最后密封构形成一均温板。
本发明主要系透将均温板与发热源接触传导热量之一侧直接以陶瓷板体12取代传统均温板一侧之金属板体，通过陶瓷板体12之热膨胀系数与发热源外部封装之陶瓷外壳相近，故可避免均温板与发热源间因不同热膨胀系数所产生的热疲劳(thermal fatigue)所衍生的接合界破裂问题，并且可增加散热元件所适用之领域。

Claims (12)

1.一种均温板结构，其特征在于，包含：
一本体，具有一金属板体及一陶瓷板体，该金属板体对应盖合该陶瓷板体并共同界定一腔室，该腔室内具有一毛细结构及一支撑结构及工作流体，所述毛细结构设于前述腔室内壁，该支撑结构连接该金属板体及该陶瓷板体。
2.如权利要求1所述的均温板结构，其特征在于，所述毛细结构为烧结粉末体及网格体及多个沟槽其中任一。
3.如权利要求1所述的均温板结构，其特征在于，所述陶瓷板体材质为氮化硅(Si3N4)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝(Al2O3)其中任一。
4.如权利要求1所述的均温板结构，其特征在于，所述支撑结构是通过软焊及硬焊及扩散接合及超音波焊接及直接覆铜法其中任一方式与该陶瓷板体及该金属板体结合。
5.如权利要求1所述的均温板结构，其特征在于，所述支撑结构为铜柱。
6.如权利要求1所述的均温板结构，其特征在于，所述金属板体的材质为铜材质及铝材质及不锈钢及散热与导热性质较佳的材质其中任一。
7.一种均温板结构的制造方法，其特征在于，包含下列步骤：
提供一金属板体及一陶瓷板体；
分别于该金属板体及该陶瓷板体相对应的一侧设置毛细结构及支撑结构；
将该金属板体及该陶瓷板体对应盖合并进行抽真空与填入工作流体最后密封构形成一均温板。
8.如权利要求7所述的均温板结构的制造方法，其特征在于，所述毛细结构为烧结粉末体及网格体及多个沟槽其中任一。
9.如权利要求7所述的均温板结构的制造方法，其特征在于，所述陶瓷板体材质为氮化硅(Si3N4)、氧化锆(ZrO2)、氧化铝(Al2O3)其中任一。
10.如权利要求7所述的均温板结构的制造方法，其特征在于，所述支撑结构是通过软焊及硬焊及扩散接合及超音波焊接及直接覆铜法其中任一方式与该陶瓷板体及该金属板体结合。
11.如权利要求7所述的均温板结构的制造方法，其特征在于，所述支撑结构为铜柱。
12.如权利要求7所述的均温板结构的制造方法，其特征在于，所述步骤将该金属板体及该陶瓷板体对应盖合并进行抽真空与填入工作流体最后密封构形成一均温板，该金属板体及该陶瓷板体是通过软焊及硬焊及扩散接合及超音波焊接及直接覆铜法其中任一方式结合。
CN201110251715.0A 2011-08-29 2011-08-29 均温板结构及其制造方法 Active CN102956583B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110251715.0A CN102956583B (zh) 2011-08-29 2011-08-29 均温板结构及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110251715.0A CN102956583B (zh) 2011-08-29 2011-08-29 均温板结构及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102956583A true CN102956583A (zh) 2013-03-06
CN102956583B CN102956583B (zh) 2015-08-19

Family

ID=47765200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110251715.0A Active CN102956583B (zh) 2011-08-29 2011-08-29 均温板结构及其制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102956583B (zh)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104754916A (zh) * 2013-12-27 2015-07-01 奇鋐科技股份有限公司 散热装置
CN105202956A (zh) * 2014-06-26 2015-12-30 江苏格业新材料科技有限公司 钼铜或钨铜合金等热沉材料为基板的复合均热板制造方法
CN105200403A (zh) * 2014-06-26 2015-12-30 江苏格业新材料科技有限公司 热管或均热板用泡沫铜表面银沉积改善界面结合的方法
CN105307452A (zh) * 2014-07-01 2016-02-03 江苏格业新材料科技有限公司 一种热沉材料为底板超薄均热板的制造方法
CN105466263A (zh) * 2014-09-03 2016-04-06 奇鋐科技股份有限公司 均温板结构
CN107407531A (zh) * 2015-03-26 2017-11-28 株式会社村田制作所 片型热管
CN108323137A (zh) * 2017-01-18 2018-07-24 台达电子工业股份有限公司 均热板
CN111207614A (zh) * 2018-11-22 2020-05-29 东莞祥龙五金制品有限公司 均温板制造方法及均温板结构
WO2020211557A1 (zh) * 2019-04-15 2020-10-22 广州力及热管理科技有限公司 薄型均温板的制作方法
CN113453494A (zh) * 2021-05-18 2021-09-28 江西展耀微电子有限公司 均热板的制备方法及均热板、电子设备
US11306975B2 (en) 2018-02-13 2022-04-19 Asia Vital Components Co., Ltd. Vapor chamber water-filling section sealing structure
CN114485236A (zh) * 2020-10-27 2022-05-13 昆山巨仲电子有限公司 均温板结构及其毛细层结构

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61218148A (ja) * 1985-03-25 1986-09-27 Toshiba Corp 放熱制御装置
US20070295486A1 (en) * 2006-04-21 2007-12-27 Taiwan Microloops Corp. Heat spreader with composite micro-structure
US20090025910A1 (en) * 2007-07-27 2009-01-29 Paul Hoffman Vapor chamber structure with improved wick and method for manufacturing the same
TWM376120U (en) * 2009-08-26 2010-03-11 Asia Vital Components Co Ltd Improved supporting structure for flat plate type heat piper
CN102019543A (zh) * 2009-09-18 2011-04-20 和硕联合科技股份有限公司 均温板及其制作方法
JP2011122813A (ja) * 2009-11-16 2011-06-23 Just Thokai:Kk 薄型ヒートパイプ及びそれを用いた温度調整パネル
CN202403580U (zh) * 2011-08-29 2012-08-29 奇鋐科技股份有限公司 均温板结构

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61218148A (ja) * 1985-03-25 1986-09-27 Toshiba Corp 放熱制御装置
US20070295486A1 (en) * 2006-04-21 2007-12-27 Taiwan Microloops Corp. Heat spreader with composite micro-structure
US20090025910A1 (en) * 2007-07-27 2009-01-29 Paul Hoffman Vapor chamber structure with improved wick and method for manufacturing the same
TWM376120U (en) * 2009-08-26 2010-03-11 Asia Vital Components Co Ltd Improved supporting structure for flat plate type heat piper
CN102019543A (zh) * 2009-09-18 2011-04-20 和硕联合科技股份有限公司 均温板及其制作方法
JP2011122813A (ja) * 2009-11-16 2011-06-23 Just Thokai:Kk 薄型ヒートパイプ及びそれを用いた温度調整パネル
CN202403580U (zh) * 2011-08-29 2012-08-29 奇鋐科技股份有限公司 均温板结构

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104754916A (zh) * 2013-12-27 2015-07-01 奇鋐科技股份有限公司 散热装置
CN105202956A (zh) * 2014-06-26 2015-12-30 江苏格业新材料科技有限公司 钼铜或钨铜合金等热沉材料为基板的复合均热板制造方法
CN105200403A (zh) * 2014-06-26 2015-12-30 江苏格业新材料科技有限公司 热管或均热板用泡沫铜表面银沉积改善界面结合的方法
CN105307452A (zh) * 2014-07-01 2016-02-03 江苏格业新材料科技有限公司 一种热沉材料为底板超薄均热板的制造方法
CN105466263B (zh) * 2014-09-03 2019-08-02 奇鋐科技股份有限公司 均温板结构
CN105466263A (zh) * 2014-09-03 2016-04-06 奇鋐科技股份有限公司 均温板结构
CN107407531B (zh) * 2015-03-26 2020-05-08 株式会社村田制作所 片型热管
CN107407531A (zh) * 2015-03-26 2017-11-28 株式会社村田制作所 片型热管
CN108323137A (zh) * 2017-01-18 2018-07-24 台达电子工业股份有限公司 均热板
US11306975B2 (en) 2018-02-13 2022-04-19 Asia Vital Components Co., Ltd. Vapor chamber water-filling section sealing structure
US11525635B2 (en) 2018-02-13 2022-12-13 Asia Vital Components Co., Ltd. Vapor chamber water-filling section sealing structure
CN111207614A (zh) * 2018-11-22 2020-05-29 东莞祥龙五金制品有限公司 均温板制造方法及均温板结构
WO2020211557A1 (zh) * 2019-04-15 2020-10-22 广州力及热管理科技有限公司 薄型均温板的制作方法
CN114485236A (zh) * 2020-10-27 2022-05-13 昆山巨仲电子有限公司 均温板结构及其毛细层结构
CN113453494A (zh) * 2021-05-18 2021-09-28 江西展耀微电子有限公司 均热板的制备方法及均热板、电子设备
CN113453494B (zh) * 2021-05-18 2023-08-15 江西新菲新材料有限公司 均热板的制备方法及均热板、电子设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN102956583B (zh) 2015-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102956583B (zh) 均温板结构及其制造方法
TWI465678B (zh) 均溫板結構及其製造方法
JP5598522B2 (ja) 回路基板及びこれを用いた半導体モジュール、回路基板の製造方法
CN202403580U (zh) 均温板结构
WO2015064232A1 (ja) 半導体モジュール
JP6692299B2 (ja) 窒化珪素回路基板およびそれを用いた電子部品モジュール
US20190271510A1 (en) Manufacturing method of vapor chamber
CN107251214B (zh) 氮化硅电路基板以及使用了该氮化硅电路基板的半导体模块
CN105307452B (zh) 一种热沉材料为底板超薄均热板的制造方法
CN207381382U (zh) 电力电子模块和电力电子元器件封装基板
CN102710102A (zh) 一种液冷的igbt变流装置和制造方法
WO2017183222A1 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPWO2015022994A1 (ja) 放熱回路基板及び電子デバイス
JP2020136648A (ja) 回路基板および電子装置
JP2013053837A (ja) 板型ヒートパイプの構造
JP6139329B2 (ja) セラミック回路基板及び電子デバイス
JP5957866B2 (ja) 半導体装置
JP5899680B2 (ja) パワー半導体モジュール
JP2004134746A (ja) 半導体装置
CN107611111B (zh) 半导体模块、电力转换装置
CN202282342U (zh) 散热装置
CN102956576B (zh) 散热装置及其制造方法
JP6565735B2 (ja) パワーモジュール用基板及びパワーモジュール並びにパワーモジュール用基板の製造方法
US11765861B2 (en) Vapor chamber structure
TWI541488B (zh) 散熱裝置及其製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant