CN105764300B - 均温板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种均温板的制作方法，包括步骤：提供平整的第一底面的第一底板，第一底面包括至少一腔体区域；蚀刻第一底板以形成至少两个第一沟槽，在同一腔体区域内，每两个第一沟槽之间形成有未被蚀刻的第一支柱；在第一沟槽及第一支柱表面形成第一毛细结构；在第一沟槽中填充工作流体；在腔体区域之外的第一表面上覆盖粘合剂；提供第二底板，第二底板包括第二底面、第二沟槽、及第二支柱，真空压合第一、第二底板使得第一沟槽与第二沟槽共同形成密闭腔体；及固化粘合剂以得到均温板。本发明还涉及一种由该制作方法获得的均温板。

Description

均温板及其制造方法

技术领域

本发明涉及散热，特别涉及一种均温板及其制造方法。

背景技术

近年来，随着电子装置的尺寸逐渐往轻薄短小的方向发展，电子装置的散热议题亦逐渐受到重视。尤其是目前的消费性电子产品，例如数码相机、手机及笔记本电脑等，由于其具有的功能愈来愈多且复杂，并且其所包含的功率晶体管元件的数目也不断增加，随着机体内部的空间愈来愈小，再加上为了降低电子装置所产生的噪音而限制风扇的使用，因而导致其热管理的问题变得更加严重，亟待解决。

在众多的散热装置中，又称为平板式热管(flat plate heat pipe)的均温板由于具有优异的横向及纵向热传导特性，故已广泛地应用于中央处理器、绘图显示处理器、高功率晶体管、高功率发光二极管等电子装置的散热器，用以确保上述这些电子装置能在正常状态下运行而不会由于过热而故障。

请参照图1，一种新型的均温板10包括底板16、17，以及位于两底板间的粘合层18，两底板间形成一个腔体12，该腔体12的内壁上形成有毛细结构13，腔体12内容纳有工作流体14。当工作时，均温板10的一端（蒸发端）接触热源，工作流体14受热蒸发至均温板10的另一端（冷凝端）后冷凝成液体，再由于毛细现象从毛细结构13回流到蒸发端。如此反复，热量就不断的从热源传递到冷凝端，以起到散热作用。

该均温板10可通过印刷电路板（PCB）制作工艺获得，通过压合，使得两底板16、17压合到一起，从而形成均温板10。

然而，在压合过程中，需要对腔体12抽真空，此时两底板16、17可能由于负压而向腔体内部塌陷。一般来说，为了腔体内的气液循环顺利，腔体12的容积率（容积率=腔体实际容积/腔体理论容积）应该大于90%，然而实际上往往无法达到这一要求。

为了保证腔体12的容积率大于90%，可以减少腔体12的宽度，这样压合时底板16、17不容易发生塌陷。然而，减少腔体12的宽度会导致腔体12的体积减少，腔体12能容纳的工作流体14也随之减少，从而影响散热效果。

发明内容

因此，有必要提供一种可解决上述问题的均温板及该均温板的制作方法。

一种均温板的制作方法，包括步骤：

提供一第一底板，该第一底板包括一平整的第一底面，该第一底面包括至少一腔体区域；

蚀刻第一底板以在每个腔体区域内形成至少两个第一沟槽，在同一腔体区域内，每两个第一沟槽之间形成有未被蚀刻的第一支柱；

在第一沟槽及第一支柱表面形成第一毛细结构；

在第一沟槽中填充工作流体；

在腔体区域之外的第一表面上覆盖粘合剂；

提供一第二底板，该第二底板包括与第一表面相对的第二底面、与第一沟槽相对的第二沟槽、及与该第一支柱对应的第二支柱，真空压合该第一、第二底板使得同一腔体区域内的该第一沟槽与第二沟槽共同形成密闭腔体；及

固化该粘合剂以得到该均温板。

一种均温板，包括第一底板、第二底板。该第一底板形成有多个第一沟槽。该第二底板与第一底板压合在一起，并包括有与该第一沟槽对应的多个第二沟槽，该第一沟槽与该第二沟槽共同形成至少一个真空的密闭腔体，每个密闭腔体至少包括两个第一沟槽和两个第二沟槽，该第一底板上属于同一密闭腔体的每两个第一沟槽间形成第一支柱，该第二底板上形成有对应第一支柱的第二支柱。该均温板还包括形成于第一沟槽和第一支柱表面的第一毛细结构、形成于第二沟槽和第二支柱表面的第二毛细结构、及充填于该密闭腔体内的工作流体。

本发明中，在真空压合时，由于第一支柱、第二支柱的支撑，可以有效缓减第一底板、第二底板向密闭腔体内的塌陷程度，保证密闭腔体的容积率。另外，第一支柱、第二支柱的宽度相对较小，对密闭腔体的容积影响较小。最后，第一支柱、第二支柱的存在有利于均温板的薄型化，当第一底板及第二底板的厚度越趋于轻薄时，第一支柱、第二支柱能够强化密闭腔体的支撑，进而维持腔体的形状防止其形变量过大。

附图说明

图1是一已有的均温板的结构图。

图2~图9是本发明一实施方式的均温板制作流程的示意图。

图10是本发明一实施例的均温板剖面图与现有技术均温板的剖面图对比。

图11是图4的本发明两实施例均温板的俯视图。

图12是本发明实施例均温板内两相邻腔体内流体流动示意图。

主要元件符号说明

均温板	10
		底板	16、17
粘合层	18
		腔体	12
毛细结构	13
		工作流体	14
均温板	20
		第一腔体	20a
第二腔体	20b
		连通部	20c
第一底板	100
		第一表面	101
腔体区域	103
		第一沟槽	105
第一支柱	107
		第一毛细结构	110
工作流体	120
		粘合剂	130
第二底板	200
		第二表面	201
第二沟槽	205
		第二支柱	207
第二毛细结构	210
		密闭腔体	300
粘合剂层	131

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图2至图9，本发明实施例提供一种均温板20的制作方法，包括如下步骤：

第一步，请参阅图2，提供一第一底板100。

该第一底板100的材料为金属，例如镁铝合金、铝合金、镁合金、铝、铜等，在本实施方式中，所述第一底板100为纯铜板，所述第一底板100包括平整的第一表面101，该第一表面101包括至少一个腔体区域103（图中仅示出一个，在其他实施方式中，其也可以是3个、5个，当腔体区域103多出一个时，多个腔体区域103并排排列）。

第二步，请一并参阅图3及图4，蚀刻第一表面101，以在每个腔体区域103内获得数个并排排列的第一沟槽105（图中仅示出两个），在同一腔体区域103内，每两个第一沟槽105之间形成有未被腐蚀的第一支柱107，每个第一支柱107的宽度小于等于1毫米（mm），而每个第一沟槽105的宽度约为2mm。

当第一底板100包括多个腔体区域103时，相邻腔体区域103的第一沟槽105之间的最小距离也大约为2mm。

本实施例中，采用微影制程技术，经过曝光、显影及蚀刻的过程，在所述第一底板100上蚀刻成第一沟槽105。

第三步，请参阅图5，在第一沟槽105及第一支柱107的表面形成第一毛细结构110。

第一毛细结构110为多孔性结构，其孔隙率在30%到70%之间，厚度在0.1至0.8mm之间。第一毛细结构110的材料可以是铜、黄铜、镍、钛等。形成第一毛细结构110的方法可以是烧结法或熔射喷覆法。

第四步，请参阅图6，在第一沟槽105中填充工作流体120。

工作流体120可以为纯水、乙醇等能在一定温度下发生相变的物质，工作流体120的选择应当保证不会与第一毛细结构110发生化学反应。

第五步，请参阅图7，在腔体区域103之外的第一表面101上覆盖粘合剂130。

粘合剂130可以是热固胶、光固胶等，在本实施方式中，采用热固胶。覆盖粘合剂130的方法可以是涂布、印刷等，在本实施方式中，采用印刷方式。

第六步，请参阅图8，提供一加工后的第二底板200，加工后的第二底板200的结构与加工后的第一底板100完全相同，包括第二表面201、第二沟槽205、第二支柱207、及第二毛细结构210。将第二表面201与第一表面101相对，使得第二沟槽205与第一沟槽105相对，第二支柱207与第一支柱107相对，抽真空且压合第二底板200与第一底板100，第一沟槽105、第二沟槽205共同形成密闭腔体300。

在真空压合时，由于第一支柱107、第二支柱207的支撑，可以有效缓减第一底板100、第二底板200向密闭腔体300内的塌陷程度，保证密闭腔体300的容积率（实际容积与理论容积的比率）大于90%。

另外，第一支柱107、第二支柱207的宽度相对较小（小于等于1mm），对密闭腔体300的容积影响较小。如果不是通过蚀刻形成支柱，而是在密闭腔体300内另行设置粘接柱支撑，则该粘接柱的宽度要在2mm以上，会使得密闭腔体300的容积明显变小。

第七步，请参阅图9，固化粘合剂130为粘合剂层131，从而获得均温板20。

在本实施方式中，采用烘烤的方式来固化粘合剂130。

均温板20中第一支柱107、第二支柱207是不接触且间隔相对的。另外，粘合剂层131的实际厚度比图中显示的要小得多（一般为零点几毫米），从而不会对第一毛细结构110、第二毛细结构210的毛细作用形成太大影响。

请参阅图9，本发明还提供一种均温板20，包括第一底板100、第二底板200、及位于第一底板和第二底板之间的粘合剂层131。第一底板100上形成有多个第一沟槽105，第二底板200上形成有多个第二沟槽205。第一沟槽105、第二沟槽205共同形成真空的密闭腔体300，每个密闭腔体300至少包括两个第一沟槽105和两个第二沟槽205。第一底板100上在属于同一密闭腔体300的每两个第一沟槽105之间形成第一支柱107，第二底板200上形成有与第一支柱107相对的第二支柱207。第一支柱107、第二支柱207的宽度小于等于1mm，且第一支柱107、第二支柱207不接触或仅部分接触。第一沟槽105、第一支柱107的表面形成有第一毛细结构110，第二沟槽205、第二支柱207的表面形成有第二毛细结构210。密闭腔体300内充填有工作流体120。密闭腔体300的容积率（实际容积与理论容积之比）大于90%。

请参阅图10，本发明提供的均温板20相较于现有技术的均温板10，增加了支柱结构(如第一支柱107及第二支柱207)。该支柱用于支撑腔体，能有效维持均温板20内的腔体形状，保证密闭腔体300的容积率（实际容积与理论容积之比）大于90%。

请参阅图11，第一支柱107与第二支柱207的形状大小相同（图中以第一支柱107为例）。第一支柱107的形状可以为条状或柱状。本实施方式中，第一支柱107形状为条状。

请参阅图12，为本发明提供之多个腔体之俯视图(现以两个腔体为例) 。均温板20包括第一腔体20a、第二腔体20b及连接第一腔体20a与第二腔体20b的连通部20c。第一腔体20a与第二腔体20b的形状大小形同，第一腔体20a与第二腔体20b在均温板20内相互平行，位于同一腔体中的工作流体的流动方向相同。当同一腔体中的工作流体流动到腔体之间的连通部20c时，流体转至另一腔体内并与原腔体内流体流动方向相反。

本发明中，在真空压合时，由于第一支柱107、第二支柱207的支撑，可以有效缓减第一底板100、第二底板200向密闭腔体300内的塌陷程度，保证密闭腔体300的容积率。另外，第一支柱107、第二支柱207的宽度相对较小，对密闭腔体300的容积影响较小。最后，第一支柱107、第二支柱207的存在有利于均温板20的薄型化，当第一底板100及第二底板200的厚度越趋于轻薄时，第一支柱107、第二支柱207能够强化密闭腔体300的支撑，进而维持腔体的形状防止其形变量过大。

另外，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思做出其它各种相应的变化，而所有这些变化都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种均温板的制作方法，包括步骤：

提供一第一底板，该第一底板包括一平整的第一底面，该第一底面包括至少两腔体区域，所述至少两个腔体区域相互平行，所述至少两个腔体区域的端部相互连通形成连通部；

蚀刻第一底板以在每个腔体区域内形成至少两个第一沟槽，在同一腔体区域内，每两个第一沟槽之间形成有未被蚀刻的第一支柱；

在第一沟槽及第一支柱侧面与顶面分别形成第一毛细结构；

在第一沟槽中填充工作流体；

在腔体区域之外的第一表面上覆盖粘合剂；

提供一第二底板，该第二底板包括与第一表面相对的第二底面、与第一沟槽相对的第二沟槽、及与该第一支柱对应的第二支柱，该第二支柱与该第一支柱间隔设置，在第二沟槽及第二支柱侧面与顶面分别形成第二毛细结构，真空压合该第一、第二底板使得同一腔体区域内的该第一沟槽与第二沟槽共同形成密闭腔体；及

固化该粘合剂以得到该均温板。

2.如权利要求1所述的均温板的制作方法，其特征在于：所述第一支柱、第二支柱的宽度小于等于1毫米。

3.如权利要求1所述的均温板的制作方法，其特征在于：所述第一底板、第二底板的材料为金属。

4.如权利要求1所述的均温板的制作方法，其特征在于：所述密闭腔体的实际容积与理论容积之比大于90％。

5.一种均温板，包括：

第一底板，包括至少两腔体区域，所述至少两个腔体区域相互平行，所述至少两个腔体区域的端部相互连通形成连通部，每个腔体区域包括多个第一沟槽；

第二底板，该第二底板与第一底板压合在一起，并包括有与该第一沟槽对应的多个第二沟槽，该第一沟槽与该第二沟槽共同形成至少一个真空的密闭腔体，每个密闭腔体至少包括两个第一沟槽和两个第二沟槽，该第一底板上属于同一密闭腔体的每两个第一沟槽间形成第一支柱，该第二底板上形成有对应第一支柱的第二支柱，该第二支柱与该第一支柱间隔设置；

形成于第一沟槽和第一支柱侧面与顶面的第一毛细结构和形成于第二沟槽和第二支柱侧面与顶面的第二毛细结构；及

充填于该密闭腔体内的工作流体。

6.如权利要求5所述的均温板，其特征在于：还包括位于第一底板和第二底板之间的粘合层。

7.如权利要求5所述的均温板，其特征在于：所述第一支柱和第二支柱的宽度小于等于1毫米。

8.如权利要求5所述的均温板，其特征在于：所述第一支柱和第二支柱彼此相对但不接触。

9.如权利要求5所述的均温板，其特征在于：所述密闭腔体的实际容积与理论容积之比大于90％。