CN112334856A - 具有电磁屏蔽层的蒸气室及其制造方法 - Google Patents

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E·E·休比
M·尼克霍
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Abstract

蒸气室(102)包括电磁(EM)屏蔽层(104)。蒸气室由结构性基础材料来构造，结构性基础材料为特定应用提供合适的尺寸、强度和/或重量。蒸气室在(多个)区域处被处理，以为特定应用提供合适的EM屏蔽特性。例如，当蒸气室处于防止进一步氧化的惰性环境中时，氧化层从(多个)区域被移除来暴露结构性基础材料。然后，当蒸气室保持在相同惰性环境中时，具有合适的导电性质的材料被沉积到经暴露的结构性基础材料上，以在(多个)区域处形成EM屏蔽层。当蒸气室被安装到电子设备中时，EM屏蔽层可以电接地，以使得电子设备内的一个或多个组件与EM信号干扰隔离。

Description

具有电磁屏蔽层的蒸气室及其制造方法
背景技术
组件封装是紧凑型电子设备(诸如，膝上型计算机、智能电话、可穿戴技术或其中空间约束限制不同组件可以被适当地放置在何处的任何其他设备)的设计中的关键考虑因素。例如，在容纳有发热组件(例如，处理器和/或电池)的电子设备中，诸如蒸气室的热管理组件可以被并入，以有效地耗散所发出的热量。此外，在容纳有多个天线以用于同时接收不同电磁(EM)信号(例如，
Figure BDA0002831550390000011
和/或
Figure BDA0002831550390000012
)的电子设备中，EM屏蔽组件可以被并入，以将多个天线彼此隔离。现代电子设备通常既包括发热组件，又包括多个天线，并且因此并入了热管理组件和EM屏蔽组件。
将致力于热管理和EM屏蔽的分立组件有效地封装到设备中通常会导致性能折衷。例如，设计者可以选择以相对低效的方式(例如，对热性能产生负面影响)来对热管理组件进行布线，以将EM屏蔽组件定位，从而有效地隔离两个天线。除了导致非最佳性能(in-optimal)的组件封装折衷之外，包含致力于应对单独挑战的多个不同组件也导致紧凑型电子设备的整体重量和成本出现不期望的增加。
鉴于这些考虑和其他考虑，提出了本文进行的公开内容。
发明内容
本文描述的技术提供了包括电磁(EM)屏蔽层的蒸气室。整体而言，本文所公开的技术使得(多个)表面处理能够被应用于蒸气室的(多个)区域来调节蒸气室在该(多个)区域处的EM屏蔽特性。蒸气室可以由具有针对特定应用(例如，可穿戴电子设备)的合适的尺寸、强度和/或重量的结构性基础材料来构造。蒸气室还可以包括(多个)经处理的区域，以为特定应用提供合适的EM屏蔽特性。作为一个示例，在蒸气室处于防止另一氧化层形成的惰性环境中时，氧化层可以从(多个)区域被研磨移除(例如，经由喷砂处理)来暴露结构性基础材料。然后，当蒸气室保持在相同的惰性环境内时，具有合适导电性质的材料可以被沉积到经暴露的结构性基础材料上，以在(多个)区域处形成EM屏蔽层。当蒸气室被安装到电子设备中时，EM屏蔽层可以电接地，以使得电子设备内的一个或多个组件与EM信号干扰隔离。以这种方式，蒸气室可以针对特定应用来定制，以同时用作热管理组件和EM屏蔽组件。
在一些配置中，包括EM屏蔽层的蒸气室可以被并入电热系统中，电热系统包括热源和容易受到EM信号干扰的一个或多个电子组件。示例性的此类组件可以是天线、收发器芯片、接收器芯片或其功能的性能可能至少部分受到由错误EM信号引起的干扰的影响的任何其他电子组件。电热系统可以是例如包括处理单元的计算设备，处理单元在操作期间以足够高的速率生成热量，使得期望经由蒸气室来耗散热量。电热系统还可以包括用于生成和/或接收第一EM信号的第一天线和用于生成和/或接收第二EM信号的第二天线。作为特定但非限制性的示例，第一天线可以在被配置为根据
Figure BDA0002831550390000021
技术来发送和接收EM信号的收发器芯片内，而第二天线可以在被配置为根据
Figure BDA0002831550390000022
技术来发送和接收EM信号的另一收发器芯片内。示例性电热系统包括但不限于“智能”蜂窝电话、膝上型计算机、增强现实(AR)设备或具有在操作期间生成热量和/或易受EM信号干扰的组件的任何其他设备。
蒸气室可以被定位为与热源热接触，以将热量吸收到工作流体中并且将热量从热源对流地传递。例如，蒸气室可以包括具有内表面的一个或多个壁，内表面限定了工作流体可以流过的对流腔。工作流体可以是两相流体，两相流体在吸收从热源发出的潜热时，从液态蒸发为气态。工作流体然后可以在释放潜热之前，以气态从热源流过对流腔远离热源，重新凝结为液态，并且被芯吸(wicked back)回到热源。示例性工作流体包括但不限于水、制冷剂物质(例如，R134)、基于氨的液体或适合于有效对流传热的任何其他物质。
限定对流腔的壁可以由结构性基础材料来构造，结构性基础材料具有热性质和结构性质的期望组合。示例性此类结构性基础材料包括但不限于钛和钛基合金。钛的结构性质使得蒸气室的一个或多个壁能够比铜蒸气室应用中允许的壁显著更薄。因此，尽管钛的导热系数小于铜(用于蒸气室构造的传统材料)的导热系数，但是这两种材料之间可达到的相对壁厚度导致钛蒸气室的导热系数显著高于典型的固态铜蒸气室。
壁的外表面可以被配置在一个或多个区域处，以将EM屏蔽层沉积到蒸气室的结构性基础材料上。例如，具有用作EM屏蔽件的期望电性质的导电材料(不同于结构性基础材料)被沉积到壁的外表面上。示例性的此类导电材料包括但不限于金、碳、镍、铜等。所沉积的导电材料然后可以在电热系统内接地，以使得蒸气室在电热系统的各组件之间呈现出EM屏蔽特性。在一些实施例中，导电材料可以被沉积，以在结构性基础材料之上形成EM屏蔽层。该EM屏蔽层本身可以提供期望的EM屏蔽特性。附加地或备选地，所沉积的导电材料可以在结构性基础材料和电热系统之间提供合适的接地路径，使得结构性基础材料本身被接地来提供期望的EM屏蔽特性。
在一些实施例中，结构性基础材料可以容易地与诸如空气的周围环境反应来形成腐蚀层，腐蚀层呈现出不适用于产生EM屏蔽特性的电性质。例如，在结构性基础材料是钛合金的实现方式中，结构性基础材料可以与来自空气的氧气反应，从而形成防止进一步氧化的钝化氧化物层。但是，在钛合金之上形成的(多个)氧化物层以极高的电阻率电绝缘。这样，这些氧化物层自身不呈现EM屏蔽特性，并且还防止相对更导电的结构性基础材料有效接地来充当EM屏蔽件。这样的氧化物层可以在结构性基础材料接触空气时非常迅速地形成。例如，在对钛合金进行喷砂处理之后，几乎立即形成10至20纳米厚的天然氧化物层。
为了防止在将导电材料沉积到结构性基础材料上之前，在结构性基础材料上形成氧化物层，导电材料可以经由预定的表面处理而被沉积到蒸气室的(多个)区域上，预定的表面处理包括在惰性环境内依次执行的多个步骤。该惰性环境可以防止(或至少减慢)在结构性基础材料之上形成氧化层。例如，蒸气室可以被放置在防止氧化和/或其他形式的腐蚀的真空或惰性气体(例如，氩气、氮气等)中。然后，当蒸气室处于惰性环境中时，腐蚀层(例如，二氧化钛等)可以从区域移除，以暴露纯净形式的结构性基础材料。在蒸气室保持在惰性环境内的情况下，导电材料可以被沉积到经暴露的结构性基础材料上。例如，导电材料可以使用例如诸如溅射、化学溶液沉积、电镀等各种薄膜沉积技术来沉积。
当蒸气室被适当地安装到电热系统中时，所沉积的导电材料可以形成电接地的EM屏蔽层。作为具体但非限制性的示例，EM屏蔽层可以是金的薄(例如，小于.02毫米)膜，薄膜的厚度适当，以在正确接地时，至少部分地吸收目标形式的EM辐射(例如，
Figure BDA0002831550390000041
信号、
Figure BDA0002831550390000042
信号等)。以此方式，本文描述的蒸气室设计及其制造方法使得蒸气室能够有效地用作诸如所描述的热电系统的装置内的热管理组件和EM屏蔽组件。
通过阅读以下具体实施方式并查看相关附图，这些以及各种其他特征将变得显而易见。提供本发明内容以简化形式介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解决在本公开的任何部分中指出的任何或所有缺点的实现方式。
附图说明
参考附图来描述具体实施方式。在附图中，附图标记的最左边数字标识附图标记首次出现的附图。不同附图中的相同附图标记指示相似或相同的项。对多个项中的单独项的引用可以使用带有括号内包括的另一数字的附图标记(和/或不带括号的字母)来引用每个单独项。对项的通用引用可以使用不带字母序列的特定附图标记。
图1是包括蒸气室的示例性电热系统的透视图，蒸气室上沉积有EM屏蔽层。
图2A图示了图1的蒸气室中，尚未被处理以将导电材料沉积在蒸气室的外表面上的区域的截面图。
图2B图示了图1的蒸气室中，已经被处理以使得导电材料沉积在蒸气室的外表面上的另一区域的截面图。
图3图示了“电热”系统的一个示例性实施例，“电热”系统包括一个或多个接地接触，接地接触被定位在电路板上，以接触蒸气室的外表面上沉积的导电材料。
图4图示了“电热”系统的一个示例性实施例，其中蒸气室包括一个或多个散热片，一个或多个散热片导热且导电，并且被接地到电路。
图5图示了蒸气室的一个实施例，其中芯吸结构被电连接至电接地，以使得芯吸结构展现出EM屏蔽特性。
图6是用于制造热管理系统的过程的流程图。
具体实施方式
以下具体实施方式描述了提供蒸气室的技术，蒸气室包括电磁(EM)屏蔽层。整体而言，本文所公开的技术使得(多个)表面处理能够被应用于蒸气室，以在蒸气室的各个区域处调节EM屏蔽特性。蒸气室可以由结构性基础材料来构造，结构性基础材料为特定应用提供适当尺寸、强度和/或重量。预定的表面处理可以在各个(多个)区域处被应用于结构性基础材料，以为特定应用提供合适的EM屏蔽特性。预定的表面处理可以包括将蒸气室置于惰性环境中，然后在蒸气室保持在惰性环境内的同时，对蒸气室的外表面执行表面处理序列。示例性的处理序列可以包括：首先从蒸气室移除氧化物层，以暴露结构性基础材料(例如，在其上没有腐蚀)，然后直接在结构性基础材料的经暴露的区域之上沉积导电材料。
经沉积的导电材料可以形成EM屏蔽层，并且可以用作蒸气室的电接地接口，并且还可以防止结构性基础材料上已沉积有导电材料的部分进一步腐蚀。通过将EM屏蔽层连接到电子设备的接地，蒸气室可以适用于使得电子设备内的一个或多个组件与EM信号干扰隔离。以这种方式，蒸气室的设计可以针对特定应用来定制，以用作热管理组件并且用作EM屏蔽组件。具有双重用途的蒸气室的益处包括但不限于促进减小电子设备的尺寸、重量和成本。
图1是示例性电热系统100(在本文中也被称为“系统”)的透视图，电热系统100包括蒸气室102，蒸气室102具有沉积在其上以形成EM屏蔽层104的导电材料。系统100包括热源106，热源106与蒸气室102热接触。在所示的实施例中，系统100是计算设备，计算设备包括安装到支撑元件108的各种组件，诸如在典型的“智能”蜂窝电话、膝上型计算机和/或增强现实(AR)耳机中可以找到的组件。可以理解，在各种实施例中，支撑元件108可以是电路板，电路板具有集成在其中的电子电路132来将各种电子组件(例如，中央处理单元、图形处理单元、存储器、电池、收发器芯片等)互连。如图所示，蒸气室102在热吸收区110处吸收热量，然后将热量对流地传递到热耗散区112，在热耗散区112处，热量被耗散到周围环境114中。黑色箭头在蒸气室102上图示，以整体指示热量在蒸气室102的对流腔(图1中不可见)内对流地传递的方向。
系统100还可以包括易于受到EM辐射干扰的一个或多个组件。在所示的实施例中，系统100包括第一天线118(1)和第二天线118(2)，第二天线118(2)易于受到由第一天线118(1)生成的EM辐射的干扰。为了例示的目的，EM辐射/信号被图形表示为四个曲线。在一个示例中，第一天线118(1)可以在收发器芯片内，收发器芯片被安装到支撑结构108并且被配置为发送和接收第一EM信号(例如，
Figure BDA0002831550390000061
信号)。在该示例的基础上，第二天线118(2)可以在另一收发器芯片内，另一收发器芯片也被安装到支撑结构108并且被配置为发送和接收第二EM信号(例如，
Figure BDA0002831550390000062
信号)。可以理解，由于第一天线118(1)和第二天线118(2)均可以彼此紧邻地被封装在系统100内，因此两个天线118的同时操作可能导致在天线118中的一个或两个天线处的信号干扰。在天线118利用共享频率的不同技术的情况下(例如，
Figure BDA0002831550390000071
和
Figure BDA0002831550390000072
技术共享相同的2.4GHz频率)，情况尤其如此。
蒸气室102的区域120可以被定位在第一天线118(1)和第二天线118(2)之间。蒸气室102可以通过该区域120来携带热量和/或从该区域120耗散热量。例如，蒸气室102可以被定位为与热源106热接触，使得由热源106发出的热量被连续地吸收到蒸气室102的对流腔内包含的工作流体中。工作流体可以是两相流体，两相流体在吸收从热源发出的潜热时，从液态蒸发为气态。工作流体然后可以在释放潜热之前，以气态从热源流过对流腔远离热源、重新凝结为液态并被芯吸回到热源。
对流腔可以由结构性基础材料制成的壁来限定。在一些实施例中，结构性基础材料可以具有热性质和结构性质的组合，使得蒸气室102能够比典型的固态铜蒸气室相对更轻、更小且更坚固。在一些实施例中，结构性基础材料是钛或合金钛，钛或合金钛具有使得蒸气室的壁比典型的固态铜蒸气室中允许的壁显著更薄的结构性质。尽管钛(及其合金)的导热系数通常小于铜的导热系数，但是与铜相比，使用钛可实现的相对较薄的壁厚度导致钛蒸气室的导热系数显著高于典型的固态铜蒸气室。
如图所示，蒸气室102中被定位在第一天线118(1)与第二天线118(2)之间的区域120可以具有沉积在其上的导电材料，以形成EM屏蔽层104。示例性导电材料包括但不限于铝、铜、金、碳、镍、锌、以及在正确接地到电路时适合吸收EM辐射的任何其他材料。EM屏蔽层104可以与系统100的电路132的接地122电接触。例如，如图所示，系统100还包括具有两个端部的导线124，其中一个端部被机械地耦合到EM屏蔽层104并且另一端部被机械地耦合到接地122。在所示的实施例中，系统100还包括安装到支撑元件106的电池126。电池126的负极引线128被连接到接地122。电池的正极引线130被连接到电路132，以向系统100的各个组件提供电力。
由于EM屏蔽层104由位于第一天线118(1)与第二天线118(2)之间的“接地”导电材料制成，所以EM屏蔽层104可以吸收由天线118中的一个或两个天线发出的至少一些EM信号(例如，减小其强度)。因此，与在蒸气室102上不存在EM屏蔽层104的情况下那些EM信号的情况相比，由第一天线118(1)发出的EM信号的强度在第二天线118(2)处将更弱。这样，除了用作热管理组件以将热量从热源106耗散出去以外，蒸气室102还用作EM屏蔽组件来对第二天线118(2)屏蔽由第一天线118(1)发出的EM信号，反之亦然。简而言之，被定位在天线118之间的EM屏蔽层104减少了由一个天线118发出的EM信号与能够有效接收其他EM信号的另一天线的干扰的量。在一些情况下，另一天线将要接收的这些其他EM信号从系统100外部的源(例如，无线路由器、蜂窝塔等)发出。
在所示的示例中，蒸气室102被安装到支撑元件106上，其中第一侧面向第一天线118(1)，并且与第一侧相对的第二侧(在图1中不可见)面向第二天线118(2)。因此，第一天线118(1)和第二天线118(2)之间的直接路径穿过蒸气室102。尽管蒸气室102被图示为具有平坦的形式，但是如本文所使用的，术语蒸气室102广义上被用于指代其中封装有用于对流传热的流体的任何热管理组件。因此，出于本公开的目的，术语“蒸气室”涵盖在工业上通俗地被称为热管和蒸气室的各种形状因数。
如图例所示，在图1中，腐蚀层和导电材料层均存在于蒸气室102的外表面上。应当理解，在这些层的每个层下方是本文所述的结构性基础材料。尽管在所示的实施例中，如图3所示，导电材料仅被沉积在蒸气室102的一部分之上，但是在各种实施例中，导电材料可以被沉积在蒸气室102的整个外表面之上。
现在转向图2A和图2B(在本文中统称为图2)，示出了图1的蒸气室102的不同区域的各种截面视图。具体参考图2A，图示了蒸气室102中在该处未根据预定表面处理对外表面202进行处理的区域的截面图。如图2的图例所示，在蒸气室102的该区域处，外表面202由腐蚀层204(在图1中示出但未标记)构成，腐蚀层204由结构性基础材料206与诸如空气的周围环境114反应而形成。作为特定但非限制性示例，结构性基础材料206可以是与周围环境114中存在的氧分子反应而形成腐蚀层204的钛或钛合金。
在一些方面，这样的反应可能是期望的，因为腐蚀层204将结构性基础材料206从周围环境114密封，从而防止了进一步的腐蚀。然而，在其他方面，由于腐蚀层204缺乏适用于EM屏蔽目的的电性质，因此这样的反应可能是不期望的。例如，由于对EM场的阻挡通过形成吸收EM能量的导电材料的屏障来实现，因此具有高电阻率的电绝缘材料不适合用作EM屏蔽件。由于这个原因，在钛和钛合金之上形成并且具有极高电阻率(例如，与铜、金、镍、钛和其他固体金属相比)的(多个)氧化物层不展现EM屏蔽特性。加剧了腐蚀层204不充当EM屏蔽件的问题，该层还阻止了相对较高导电性的结构性基础材料206有效地接地来充当EM屏蔽件。在许多情况下，不幸的是，具有适合于用作结构性基础材料206的结构和热性质组合的材料将在与周围环境114接触时非常迅速地形成腐蚀层204。例如，钛合金可以几乎立即在其上执行表面处理以磨蚀性地移除先前的原生氧化物腐蚀层之后，立即形成厚度为10至20纳米的新的原生氧化物腐蚀层。
在所示的示例中，蒸气室102还包括芯吸结构208，以在冷凝的液体上施加毛细作用，并最终帮助将冷凝的液体汲取回到蒸气室102的热吸收部分。示例性芯吸结构包括但不限于烧结的金属粉末、筛网(screen)和/或足够小以使得工作流体在气态和液态之间的边界处经受带沟槽的芯内的毛细力的带沟槽的芯(grooved wick)。
现在转向图2B，图示了图1所示的蒸气室102的区域120的截面图，在区域120处，导电材料210(在图1中示出但未标记)已经被沉积以形成EM屏蔽层104。与图2A相反，在图2B中所示的蒸气室102的区域120处，基本上不存在腐蚀层204。因此，导电材料层210(形成本文所述的EM屏蔽层)基本上与结构性基础材料206直接接触。以这种方式，腐蚀层204的高电阻率不影响电流在导电材料210和结构性基础材料206之间流动的能力。
如图2B进一步所示，导电材料210可以被电连接到电路132的接地122。例如，导线124可以被直接焊接到导电材料210上，然后被连接到接地122。这样，对于蒸气室102中其上已沉积了导电材料210的区域120，导电材料210形成如图1中所述的EM屏蔽层104。此外，由于导电材料210与结构性基础材料206直接接触(例如，在它们之间没有显著的腐蚀)，因此结构性基础材料206根据其对应电性质(例如，电阻率)也可以呈现EM屏蔽特性。可以理解，即使对于蒸气室102中在外表面202处具有腐蚀层204的那些区域，只要结构性基础材料206经由导电材料210电接地，就也是如此。例如，参考图1，可以理解，只要结构性基础材料206适当地导电，则由于EM辐射可以在最终经由“接地的”结构性基础材料206被吸收之前，穿过腐蚀层204，所以由热源106发出的EM能量可以被蒸气室102的热吸收区110部分地吸收。
如本文中所使用的，术语“导电材料”可以指代与形成在结构性基础材料206之上的腐蚀层204相比，展现出较小电阻的任何材料。在一些实施例中，导电材料210大体上比结构性基础材料206更导电(例如，5倍、10倍、20倍等)。作为特定但非限制性示例，结构性基础材料206可以是电阻率为4×10-7欧姆-米(Ωm)的钛合金，而导电材料210可以是电阻率为1.68×10-8Ωm的铜，使得导电材料210的导电性约为结构性基础材料206的23倍。
尽管在图2B中图示了没有任何腐蚀层204，但是可以理解，所图示的实施例被示出为标称实施例，并且在实践中，导电材料210和结构性基础材料206之间可能存在一定量的腐蚀，但是其腐蚀程度比结构性基础材料206与周围环境114接触形成时要少。
在各个实施例中，蒸气室102可以根据预定的表面处理来处理，以将如图2A所示的蒸气室102的区域转换为如图2B所示的区域。示例性的此类预定表面处理可以包括在惰性环境中顺序执行的多个表面处理步骤，惰性环境防止(或至少减慢)在结构性基础材料206上形成腐蚀。例如，蒸气室102可以被放置到密封柜中，密封柜然后被抽真空以在蒸气室102周围产生真空，或者使用惰性气体真空室来填充，或者室以防止氧化(或其他形式的腐蚀)的惰性气体(例如，氩气、氮气等)被填充。当蒸气室102处于惰性环境内时，图2A中所示的腐蚀层204可以被移除。然后，当结构性基础材料206以基本上纯净的形式(即，在其上没有腐蚀)暴露时，导电材料210被直接沉积在结构性基础材料206上，全部在蒸气室102保持在惰性环境内的同时发生。用于移除腐蚀层204的示例性技术包括但不限于，研磨移除技术(例如，喷砂、钢丝刷、抛光等)和化学移除技术(例如，酸浴等)。用于将导电材料210直接沉积到结构性基础材料206上的示例性技术包括但不限于溅射、化学溶液沉积、电镀等。
现在转向图3，图示了“电热”系统300的一个示例性实施例，电热系统300包括被定位在电路板304上的接地接触302，以在蒸气室306被适当地安装到系统300中时，接触被沉积在蒸气室306上的导电材料210。在所示的实施例中，EM屏蔽层104覆盖蒸气室306的整个外表面202。
如图所示，蒸气室302尚未被安装到系统300中，使得接地接触302可见。可以理解，当蒸气室302如图1所示被适当地安装时，接地接触302将与蒸气室306的底部电接触，蒸气室306的底部也具有沉积在其上的导电材料210。以这种方式，蒸气室306到系统300中的安装可以被简化(例如，与类似于图1所示的实施例相比)，因为除了简单地安装蒸气室302之外，不需要附加的安装步骤来使得蒸气室306的EM屏蔽层104用作系统100的一个或多个组件的EM屏蔽件。例如，在图1所示的实施例中，在将蒸气室102安装到系统100中时，可能仍需要将导线124焊接到接地122和/或蒸气室102上的导电材料210，以提供用于EM屏蔽层104的接地路径。
现在转向图4，图示了“电热”系统400的一个示例性实施例，其中蒸气室402包括一个或多个散热片(fin)404，散热片404既导热又导电并且被接地到电路132。如图所示，散热片404从蒸气室402被定位在第一天线118(1)和第二天线118(2)之间的区域120突起。散热片404可以从沉积到蒸气室402上以形成EM屏蔽层104的相同导电材料210来构造。附加地或备选地，散热片404可以从与导电材料210不同的导热和导电材料来构造。作为特定但非限制性示例，经由预定的表面处理而沉积在结构性基础材料206上的导电材料210可以是银或其合金，而散热片404可以是在预定的表面处理之后，被焊接到导电材料210上的铜板。
由于散热片404由位于第一天线118(1)和第二天线118(2)之间的“接地”导电材料制成，因此散热片404可以吸收由天线118中的一个或两个天线发出的EM信号中的至少一些。因此，与在蒸气室102上不存在EM屏蔽层104的情况下EM信号的情况相比，由第一天线118(1)发出的EM信号的强度在第二天线118(2)处更弱。以这种方式，散热片404可以被策略性地放置在蒸气室404上，以支持热传递和EM屏蔽。
现在转向图5，图示了蒸气室502的一个实施例，其中芯吸结构208被电连接至接地122，使得芯吸结构208展现出EM屏蔽特性。在所示的实施例中，导电元件504延伸穿过腐蚀层204和结构性基础材料206，进入芯吸结构208中。导电元件504可以是例如自攻螺钉，自攻螺钉被钻孔穿过腐蚀层204和结构性基础材料206，进入芯吸结构208。导线124可以如图所示被连接至导电元件504，以为芯吸结构208提供接地路径。
如图所示，“接地的”芯吸结构208的至少一部分可以位于第一天线118(1)和第二天线118(2)之间，以对每个天线118屏蔽另一天线118发出的EM信号。以这种方式，芯吸结构208既可以通过对蒸气室502内包含的工作流体的冷凝部分施加毛细作用而用作热管理组件，也可以用作对与一个或多个电子组件有关的EM信号进行阻挡和/或阻尼的EM屏蔽组件。示例性芯吸结构包括但不限于烧结的金属粉末、筛网和/或带沟槽的芯，带沟槽的芯足够小，以使得工作流体在处于气态和液态之间的边界处，在带沟槽的芯中经受毛细力。
在一些实施例中，芯吸结构210可以由与导电元件504和/或结构性基础材料212相同的材料制成。作为特定但非限制性示例，结构性基础材料206可以是固体钛合金的冲压件，芯吸结构208可以是钛合金的烧结粉末，并且导电元件504也可以由钛合金制成。因此，应当理解，在一些实施例中，腐蚀层204可以覆盖导电元件504被暴露于周围环境114的一部分。在一些实施例中，芯吸结构210可以由与导电元件504和/或结构性基础材料212中的一个或两者不同的材料制成。作为特定但非限制性示例，结构性基础材料206可以是固体钛合金的冲压件，芯吸结构208可以是烧结的铜粉末，并且导电元件504也可以由铜制成。
现在转向图6，图示了用于制造热管理系统的过程600的流程图。参考图1至图5来描述过程600。过程600被图示为逻辑流程中的框的集合。描述操作的顺序并不旨在被理解为限制，并且所描述的任意数量的框可以以任何顺序和/或并行地组合来实现过程。贯穿本公开描述的其他过程将被相应地解释。
操作601包括提供蒸气室，蒸气室具有形成在结构性基础材料之上的腐蚀层。作为特定但非限制性示例，蒸气室可以由钛合金来构造以使得其内表面形成密封的对流腔。密封在对流腔内部的是工作流体，以及可选地芯吸结构，芯吸结构用于将工作流体的液体部分朝向热源汲取。由于一种或多种化学反应(例如，氧化)，腐蚀层在蒸气室的外表面之上形成。
操作603包括将蒸气室放置在惰性环境内。如本文所使用的，术语“惰性环境”指代关于结构性基础材料化学活性低于诸如空气的周围环境的任何环境。例如，对于易氧化的钛或其他结构性基础材料，惰性环境可以是与空气相比包括相对较少的氧气的环境。示例性惰性环境包括但不限于纯氩气环境、纯氦气环境、一种或多种其他稀有气体的环境、已经从中抽出大量气体的环境(例如，真空)等。
操作605包括对蒸气室的一个或多个区域执行第一表面处理以移除腐蚀层中的至少一些。在各种实现方式中，当蒸气室在惰性环境内时，第一表面处理对一个或多个区域执行，以防止在结构性基础材料被暴露时形成新的腐蚀层。例如，第一表面处理可以在密封的外壳内执行，密封的外壳被配置为在闭合时(例如，在将蒸气室放置在其中之后)生成惰性环境，并且密封的外壳包括喷砂工具来将氧化层喷砂远离蒸气室。
操作607包括对蒸气室的一个或多个区域执行第二表面处理，以在结构性基础材料中已经移除氧化层的暴露部分之上沉积导电材料层。例如，诸如铜和/或金的导电材料可以经由溅射(例如，将金属沉积到目标表面上的过程)和/或化学镀和/或电解镀或适用于将导电材料沉积到目标表面上的任何其他过程而被沉积到蒸气室上。在各种实现方式中，直到执行第二表面处理之后才将蒸气室从惰性环境中移出。以此方式，良好的导电界面可以在结构性基础材料和导电材料之间形成。
操作609包括将蒸气室从惰性环境移除，例如，蒸气室可以返回到空气环境中。
操作611包括将蒸气室安装到电子设备中，以耗散来自热源(例如，处理器单元)的热量并且还对电子组件(例如，天线)屏蔽EM信号。例如，如图1所示，蒸气室可以被安装到系统100中。
应当理解，在说明书中对“第一”、“第二”项等和/或抽象概念的任何引用均不旨在并且不应被解释为必须对应于权利要求的“第一”、“第二”等元素。具体地，在该具体实施方式和/或先前的发明内容内，诸如天线和/或EM信号的项和/或抽象概念可以在无需与权利要求书或甚至发明内容和/或具体实施方式的其他段落相对应的情况下，通过数字标记来区分。例如，本公开的段落内的“第一天线”和“第二天线”的任何指定仅用于区分该特定段落(而不是任何其他段落、尤其不是权利要求)内的两个不同的天线。
图1-图6图示/描述了本文所公开的(多个)蒸气室和(多个)系统的各种备选实施例。使用另一特定细节图示/描述的特定细节，或者备选地，除另一特定细节之外的特定细节不旨在被理解为限制。因此，关于本文中的任何附图所图示和/或描述的任何单独细节可以以实际上任何方式与关于本文中的任何其他附图所图示和/或描述的任何其他单独细节进行组合。贯穿本公开图示和/或描述的其他单独细节将被相应地解释。
目前公开的技术被认为可应用于涉及对蒸气室应用表面处理来改进蒸气室的EM屏蔽能力的各种系统和方法。本公开的各方面主要在钛蒸气室的上下文中公开，钛蒸气室经受在惰性环境内执行的多步骤表面处理。本公开的各方面也主要在钛蒸气室的处理区域被设置在电热系统的两个天线之间的上下文中公开。尽管当前公开的技术不必限于钛蒸气室的处理区域被设置在两个天线之间的这样的特定应用，但是通过在前述上下文中对示例的讨论，可以最好地获得对所公开技术的各个方面的理解。但是，蒸气室可以由多种结构性基础材料来构造，可以经受多种表面处理(可以全部或部分在惰性环境和/或空气内进行)并且可以被定位在电热系统内，以对各种电子组件屏蔽EM信号-EM信号可能来自电热系统内部和/或电热系统外部的源。这些和其他变型应被认为是不脱离本公开的变型。
示例条款
本文所呈现的公开内容可以鉴于以下条款来考虑。
示例条款A，电热系统，包括：用于生成第一电磁信号的第一天线；用于接收第二电磁信号的第二天线；蒸气室，用于吸收来自热源的热量并且通过被定位在第一天线与第二天线之间的区域来传递热量，其中蒸气室的区域根据预定的表面处理而被配置为以下至少一项：将电磁屏蔽层沉积到蒸气室的结构性基础材料上，或接入结构性基础材料下方的电磁屏蔽层；以及具有接地的电子电路，接地与电磁屏蔽层电接触，以减少第一电磁信号与接收第二电磁信号的第二天线的干扰的量。
示例条款B，根据示例条款A所述的电热系统，其中预定的表面处理包括：将蒸气室封闭在惰性环境中；以及当蒸气室处于惰性环境内时：从蒸气室移除氧化层以暴露结构性基础材料，以及将电磁屏蔽层沉积在结构性基础材料上。
示例条款C，根据示例条款B所述的电热系统，其中结构性基础材料是钛合金。
示例条款D，根据示例条款A至C中任一项所述的电热系统，其中蒸气室的结构性基础材料具有第一强度重量比，并且其中被沉积到结构性基础材料上的电磁屏蔽层具有第二强度重量比，第二强度重量比小于第一强度重量比。
示例条款E，根据示例条款D所述的电热系统，其中结构性基础材料具有第一电阻率，并且其中电磁屏蔽层具有第二电阻率，第二电阻率比第一电阻率小至少十倍。
示例条款F，根据示例条款A至E中任一项所述的电热系统，其中电子电路被集成到其上安装有蒸气室的电路板中，其中蒸气室的第一侧面向第一天线，并且第二侧面向第二天线。
示例条款G，根据示例条款F所述的电热系统，其中电路板包括一个或多个接地接触，一个或多个接地接触被定位在电路板上，以用于当蒸气室被安装到电路板时接触电磁屏蔽层。
示例条款H，根据示例条款A至G中任一项所述的电热系统，还包括导线，导线具有与蒸气室的电磁屏蔽层机械地耦合的第一端部，以及与电子电路的接地机械地耦合的第二端部。
示例条款I，一种装置，包括：至少一个支撑元件；在至少一个支撑元件的第一位置处安装的电子组件，其中电子组件的性能至少部分地易受来自EM信号的干扰；以及蒸气室，从钛基材料而被构造并且包括被定位为对电子组件屏蔽EM信号的区域，其中钛基材料的至少一部分根据预定的表面处理而被配置为支持被定位为对电子组件屏蔽EM信号的区域的电接地。
示例条款J，根据示例条款I所述的装置，其中预定的表面处理包括：执行第一表面处理以从蒸气室的部分处的钛基材料移除氧化层，以及执行第二表面处理以将导电材料沉积到蒸气室的部分处的钛基材料上。
示例条款K，根据示例条款J所述的装置，其中第一表面处理和第二表面处理中的每个表面均在惰性环境内被执行。
示例条款L，根据示例条款K所述的装置，其中导电材料具有第一电阻率，第一电阻率比钛基材料的第二电阻率至少大两倍。
示例条款M，根据示例I至L中任一项所述的装置，其中蒸气室包括一个或多个散热片，一个或多个散热片位于被定位为对电子组件屏蔽EM信号的区域处，并且其中一个或多个散热片电接地。
示例条款N，根据示例条款I至M中任一项所述的装置，其中至少一个支撑元件是电路板，电路板包括与蒸气室中被定位为对电子组件屏蔽EM信号的区域电接触的接地。
示例条款O，一种方法，包括：将蒸气室放置在惰性环境内；对蒸气室的区域执行第一表面处理以移除腐蚀层中的至少一部分；对蒸气室的区域执行第二表面处理，以在结构性基础材料之上沉积导电材料；从惰性环境移除蒸气室；以及将蒸气室安装到电子设备中，以耗散来自热源的热量并且对电子组件屏蔽EM信号。
示例条款P，根据示例条款O所述的方法，还包括将一个或多个散热片附加(affix)到蒸气室中在其上沉积导电材料的区域。
示例条款Q，根据示例条款O至P中任一项所述的方法，其中：第一表面处理包括研磨移除技术或化学移除技术中的至少一项；并且第二表面处理包括溅射、化学溶液沉积、化学镀或电解镀中的至少一项。
示例条款R，根据示例条款O至Q中任一项所述的方法，其中结构性基础材料是钛或钛合金。
示例条款S，根据示例条款O至R中任一项所述的方法，其中将蒸气室安装到电子设备中包括：将导线焊接到导电材料，以在导电材料和电子设备的接地之间提供电接触。
示例条款T，根据示例条款O至S中任一项所述的方法，其中电子组件是天线。
结论
最后，尽管已使用特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了各种技术，但是应理解，所附表示中限定的主题不必限于所描述的特定特征或动作。相反，特定特征和动作被公开作为实现所要求保护的主题的示例形式。

Claims (15)

1.一种电热系统，包括：
第一天线，用于生成第一电磁信号；
第二天线，用于接收第二电磁信号；
蒸气室，用于吸收来自热源的热量并且通过被定位在所述第一天线与所述第二天线之间的区域来传递所述热量，其中所述蒸气室的所述区域根据预定的表面处理而被配置为以下至少一项：
将电磁屏蔽层沉积到所述蒸气室的结构性基础材料上，或者
接入所述结构性基础材料下方的所述电磁屏蔽层；以及
具有接地的电子电路，所述接地与所述电磁屏蔽层电接触，以减少所述第一电磁信号与接收所述第二电磁信号的所述第二天线的干扰的量。
2.根据权利要求1所述的电热系统，其中所述预定的表面处理包括：
将所述蒸气室封闭在惰性环境中；以及
当所述蒸气室处于所述惰性环境内时：
从所述蒸气室移除氧化层，以暴露所述结构性基础材料，以及
将所述电磁屏蔽层沉积在所述结构性基础材料上。
3.根据权利要求2所述的电热系统，其中所述结构性基础材料是钛合金。
4.根据权利要求1所述的电热系统，其中所述蒸气室的所述结构性基础材料具有第一强度重量比，并且其中被沉积到所述结构性基础材料上的所述电磁屏蔽层具有第二强度重量比，所述第二强度重量比小于所述第一强度重量比。
5.根据权利要求4所述的电热系统，其中所述结构性基础材料具有第一电阻率，并且其中所述电磁屏蔽层具有第二电阻率，所述第二电阻率比所述第一电阻率小至少十倍。
6.根据权利要求1所述的电热系统，其中所述电子电路被集成到电路板中，所述蒸气室被安装在所述电路板上，其中所述蒸气室的第一侧面向所述第一天线，并且所述第二侧面向所述第二天线。
7.根据权利要求6所述的电热系统，其中所述电路板包括一个或多个接地接触，所述一个或多个接地接触被定位在所述电路板上，以用于当所述蒸气室被安装到所述电路板时接触所述电磁屏蔽层。
8.根据权利要求1所述的电热系统，还包括导线，所述导线具有与所述蒸气室的所述电磁屏蔽层机械地耦合的第一端部，以及与所述电子电路的所述接地机械地耦合的第二端部。
9.一种装置，包括：
至少一个支撑元件；
电子组件，被安装在所述至少一个支撑元件的第一位置处，其中所述电子组件的性能至少部分地易受来自EM信号的干扰；以及
蒸气室，从钛基材料而被构造并且包括被定位为对所述电子组件屏蔽所述EM信号的区域，其中所述钛基材料的至少一部分根据预定的表面处理而被配置为支持被定位为对所述电子组件屏蔽所述EM信号的所述区域的电接地。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述预定的表面处理包括：
执行第一表面处理，以从所述蒸气室的所述部分处的所述钛基材料移除氧化层，以及
执行第二表面处理，以将导电材料沉积到所述蒸气室的所述部分处的所述钛基材料上。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述第一表面处理和所述第二表面处理中的每个表面处理均在惰性环境内被执行。
12.根据权利要求11所述的装置，其中所述导电材料具有第一电阻率，所述第一电阻率比所述钛基材料的第二电阻率至少大两倍。
13.根据权利要求9所述的装置，其中所述蒸气室包括一个或多个散热片，所述一个或多个散热片位于被定位为对所述电子组件屏蔽所述EM信号的所述区域处，并且其中所述一个或多个散热片被电接地。
14.根据权利要求9所述的装置，其中所述至少一个支撑元件是电路板，所述电路板包括与所述蒸气室的被定位为对所述电子组件屏蔽所述EM信号的所述区域电接触的接地。
15.一种方法，包括：
将蒸气室放置在惰性环境内；
对所述蒸气室的区域执行第一表面处理，以移除腐蚀层中的至少一些；
对所述蒸气室的所述区域执行第二表面处理，以在结构性基础材料之上沉积导电材料；
从所述惰性环境移除所述蒸气室；以及
将所述蒸气室安装到电子设备中，以耗散来自热源的热量并且对电子组件屏蔽EM信号。
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