CN114096108B - 散热装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种散热装置及其制造方法，涉及硬件散热技术领域，可以应用在智能汽车、自动驾驶汽车、网联汽车或电动汽车配置的小型计算设备上。该散热装置包括：顶部层、多个热虹吸平板PTS结构和底部基板，其中，PTS结构设置于顶部层和底部基板之间且垂直于顶部层和底部基板，PTS结构的由侧壁围合而成的第二空腔通过顶部层的第一空腔连通；第二空腔内装有制冷剂。该散热装置利用PTS结构这种特殊的散热结构，可以显著提高散热装置的散热效果。此外，由于每个PTS结构的空腔是连通的，能够使得各个PTS结构的空腔内的蒸汽温度趋于一致，可以有效提高散热装置的散热性能。

Description

散热装置及其制造方法

技术领域

本申请涉及硬件散热技术领域，并且更具体地，涉及一种散热装置及其制造方法。

背景技术

随着汽车智能技术的不断发展，各种电子设备被应用于车辆当中，尤其对于自动驾驶的车辆，涉及的智能设备/系统很多，而这些电子设备在工作过程中的散热问题就因此凸显了出来。传统的车载散热器通常有一个具有防尘、防水、防腐的铝散热器，一些功耗较低的电子设备可以采用自然散热，而对于一些功耗较高的电子设备则会采用风冷散热。但是随着电子设备的智能化，车辆内电子设备的功耗增大了数十倍，而传统的车载散热器的换热面积明显不足。如果想要增加散热器的换热面积就需要增加散热器翅片的高度，然而翅片越高，翅片根部到顶部的温差就越大，翅片顶部区域的换热效果非常差，导致翅片的整体利用效率较差，达不到满足需求的散热效果。

因此，如何有效提高散热器的散热效果是亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供一种散热装置及其制造方法，能够有效提高散热装置的散热效果。

第一方面，提供了散热装置，该散热装置包括：顶部层、多个热虹吸平板PTS结构和底部基板，其中，顶部层与底部基板平行设置，PTS结构设置于顶部层和底部基板之间且垂直于底部基板，PTS结构的第一端固定在底部基板的朝向顶部层的表面；顶部层包括第一盖板、第二盖板以及位于第一盖板与第二盖板之间的第一空腔；PTS结构包括侧壁和由侧壁围合而成的第二空腔，侧壁与第二盖板连接，并使得多个PTS结构的第二空腔通过第一空腔连通；第二空腔内装有制冷剂；侧壁和底部基板是利用具有导热性的金属材料制成的。

在本申请技术方案中，利用PTS结构这种特殊的散热结构，采用两相换热的方式进行散热，PTS结构在高度方向(从底部基板到顶部层的方向)的等效导热系数(约为1000W/mk至20000W/mk)远大于传统风冷金属翅片的导热系数(约为100W/mk至200W/mk)，因此可以显著提高散热装置的散热效果。其次，散热装置的PTS结构的顶部端(与顶部层连接的一端)的温度和底部端(与底部基板连接的一端)的温度的差值较小，换热效果更好。此外，由于每个PTS结构的空腔是连通的，能够使得各个PTS结构的空腔内的蒸汽温度趋于一致，可以有效提高散热装置的散热性能。由于导热系数高，还可以在满足散热需求的前提下，减小散热装置的体积，使得散热装置更容易被集成在需要散热的电子设备中。

由于本申请实施例的散热装置是通过相变实现换热的，与传统风冷相比噪声很小，更适用于汽车等相对密闭的环境，提高用户的使用舒适度。其次，本申请实施例的散热装置是利用铝薄片等金属材料制成，在具有同等散热效果的前提下，重量远轻于传统风冷散热器。此外，由于本申请实施例的散热装置对于金属材料的导热性要求远低于传统风冷散热器，所以可以选取相对经济的金属材料制作，从而有效降低成本。

需要说明的是，在本申请实施例中，也可以不利用第一盖板和第二盖板散热，在这种情况下，甚至可以不要求第一盖板和第二盖板具有导热性，它们也可以不采用金属材料。因此在这种情况下，蒸汽上升过程中主要与侧壁的壁面进行热交换。但为了进一步提高散热效果，可以使得顶部层也可以用来散热，具体而言使得第一盖板和第二盖板可以用来散热。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，顶部层是利用具有导热性的金属材料制成的。

可选地，PTS结构和底部基板可以利用具有导热性的金属材料制成，例如可以采用铝、铜、铁等纯金属，或铝合金、铜合金、钢等合金材料。

可选地，不同部件所采用的材质可以相同也可以不同，也就是说，顶部层、PTS结构的侧壁、底部基板可以采用相同的金属材料，也可以采用不同的金属材料，只要采用具有导热性的金属材料即可。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，为了使得散热装置具有较好的耐腐蚀性，可以进一步从中选取铝或铜或铝合金或铜合金等耐腐蚀的金属材料来制作PTS结构和底部基板，例如可以使得金属材料包括以下至少一种：铝、铜、铝合金、铜合金。

可选地，为了进一步提高散热效果，还可以在多个PTS结构中的至少两个PTS结构之间设置折叠翅片，以增加换热面积，从而提高换热效率。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，散热装置还包括折叠翅片，多个PTS结构中的至少两个相邻的PTS结构之间连接有折叠翅片，折叠翅片是利用具有导热性的金属材料制成的。

可选地，折叠翅片可以采用焊接的方式与侧壁连接。

可选地，折叠翅片可以利用具有导热性的金属材料制成，例如可以采用铝、铜、铁等纯金属，或铝合金、铜合金、钢等合金材料。

可选地，为了使得散热装置具有较好的耐腐蚀性，可以进一步从中选取铝或铜或铝合金或铜合金等耐腐蚀的金属材料来作为折叠翅片的制作材料。

可选地，折叠翅片可以采用不同的形状(结构)，只要可以与多个PTS的侧壁连接，从而增大换热和面积即可。

可选地，为了使得换热面积尽可能大，可以增加折叠翅片的褶皱数量，或者可以理解为，使得折叠翅片可以有多段与侧壁接触。折叠翅片中的每段连接在两个侧壁间的横向结构均可以看作是一个褶皱，褶皱数量的增加可以增大换热面积，但需要说明的是褶皱数量过多也会影响到散热效果，所以需要在一定范围内增加褶皱的数量。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，折叠翅片与相邻的PTS结构有多个接触部分。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，制冷剂是利用常温状态为液态的易挥发的冷媒物质制成的。

可选地，可以选取常温状态为液态但沸点较低的各类制冷剂。例如可以选择四氟乙烷(R134)、二氟甲烷(R32)、五氟乙烷(R125)等冷媒物质作为制冷剂，还可以选择R410(是由R32与R125混合制成的)等由多种冷媒物质混合制成的制冷剂，等等，在此不再一一列举。

可选地，考虑到制冷剂可能对环境尤其是臭氧层的破坏，可以选择R134这类较为环保的物质作为制冷剂。

第二方面，提供了一种散热装置的制造方法，该制造方法包括：将散热装置的各个部件用工装加持在一起，并在所有接触的部分涂覆焊料；将焊料融化使得上述各个部件焊接在一起，形成带有空腔的整体框架结构；从注液口注入制冷剂；将注液口焊接封闭。

可选地，该散热装置可以是第一方面任意一种散热装置。例如，可以包括顶部层、多个PTS结构和底部基板，其中，顶部层与底部基板平行设置，PTS结构设置于顶部层和底部基板之间且垂直于底部基板；PTS结构包括侧壁和由侧壁围合而成的第二空腔，侧壁的第一端与底部基板接触；多个PTS结构中的至少一个PTS结构的侧壁上设置有注液口；顶部层包括第一盖板和第二盖板，第一盖板的两端均与第二盖板接触，第一盖板和第二盖板之间形成第一空腔，第二盖板与每个PTS结构的侧壁的第二端接触，使得多个PTS结构的第二空腔与第一空腔连通；顶部层、PTS结构和底部基板是利用具有导热性的金属材料制成的。

在本申请技术方案中，能够将散热装置的整体框架一体成型，后面只需要注入制冷剂和封闭注液口即可，操作方便，易于实现，既可以提高生产效率，又能够一定程度上提高生产质量。不需要逐个焊接每个接触点，也不需要多次操作和拼装等。且制造出的散热装置具有比传统散热器更好的散热效果。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，上述金属材料包括以下至少一种：铝、铜、铝合金、铜合金。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，焊料的熔点低于顶部层、PTS结构和底部基板所采用的金属材料的熔点。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，散热装置还包括折叠翅片，多个PTS结构中的至少两个相邻的PTS结构之间设置有折叠翅片，可以在折叠翅片与PTS结构的接触部分涂覆焊料。需要说明的是，在多个PTS结构中的至少两个相邻PTS结构之间增加了折叠翅片，且折叠翅片与该至少两个相邻PTS结构的侧壁多点接触。因此，在涂覆焊料的时候，这些接触部分也同时进行涂覆。因此在制造过程中只有第一步的操作略有不同(增加了对于折叠翅片的放置和涂覆焊料)，而其它步骤没有改变，也就是说，即使增加了折叠翅片，依然可以一次成型。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，折叠翅片与相邻的PTS结构有多个接触部分。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，上述制冷剂是利用常温状态为液态的易挥发的冷媒物质制成的。

附图说明

图1是本申请实施例的散热装置的结构示意图。

图2是本申请实施例的散热装置的散热过程示意图。

图3是本申请实施例的散热装置的结构示意图。

图4是折叠翅片25的几种结构示例的示意图。

图5是PTS结构20和折叠翅片25的立体结构示意图。

图6是本申请实施例的散热装置的散热过程示意图。

图7是本申请实施例的散热装置的制造过程的示意性流程图。

图8和图9是本申请实施例的制造过程中散热装置的部件结构示意图。

图10和图11是本申请实施例的往散热装置的空腔内注入制冷剂的示意图。

图12是本申请实施例的封闭注液口的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

传统风冷散热器主要通过风扇旋转，加速空气流通，从而将热量尽快散发出去，如果想要提高其散热效果，可以通过下面几种方式实现。

第一种方式是通过提高风扇的转速，以提高散热器的换热能力，但这种提高并不显著，且还可能导致散热器自身的发热问题。此外，还会带来噪声的显著增加，如果安装在例如车内等相对密闭的环境，用户的使用体验会很差。

第二种方式是增加翅片厚度，翅片厚度增加后，翅片根部到顶部的导热热阻降低，温差减小，但是散热器的重量会增加，另外，翅片厚度增加后，在同样的面积内，翅片的数量就会减少，散热器的换热性能可能不增反降。

第三种方式是将风扇的材料替换成导热系数更高的材料，例如可以将利用导热系数100瓦/米*度(W/mk)的压铸铝(铝合金的一种)制成的风扇替换成使用导热系数180W/mk的机加铝6061(铝合金的另一种)，但是这种更换，导热系数的增加并不明显，对于散热性能的提升非常有限，同时成本也会明显增加。

可以看出，无论对传统风冷散热器做怎样的改进，都难以达到理想的散热效果，针对这种情况，本申请实施例提供一种新的结构形式的散热装置，能够有效提高散热效果。

图1是本申请实施例的散热装置的结构示意图。如图1所示，该散热装置包括：顶部层、多个热虹吸平板(plate thermos syphon，PTS)结构20和底部基板30，其中，顶部层与底部基板30平行设置，该多个PTS结构20设置于顶部层和底部基板30之间，且垂直于顶部层和底部基板30，该多个PTS结构20的第一端固定在底部基板30的朝向顶部层的表面(可以理解为底部基板30的上表面)。

顶部层包括第一盖板11、第二盖板12，以及位于第一盖板11和第二盖板12之间的第一空腔(第一中空腔体)13。

每个PTS结构20包括侧壁21和由侧壁21围合而成的第二空腔(第二中空腔体)22，上述多个PTS中的每个PTS结构20的侧壁21与第二盖板12连接，并使得每个PTS结构20的第二空腔22均与第一空腔13连通，也就是说，多个第二空腔22之间可以通过第一空腔13连通。

可选地，侧壁21可以利用具有导热性的金属材料制成，例如可以采用铝、铜、铁等纯金属，或铝合金、铜合金、钢等合金材料。

可选地，为了使得散热装置具有较好的耐腐蚀性，可以进一步选取铝或铜或铝合金或铜合金等耐腐蚀的金属材料来制作侧壁21。

可选地，为了在满足散热需求的情况下尽可能降低成本，还可以进一步选取铝合金作为侧壁21的制作材料。例如，可以利用两块铝薄片焊接成内部中空的PTS结构。

应理解，由于侧壁21只需要采用具有导热性的金属材料制成即可，因此本申请实施例的散热装置对于材料的要求远低于传统的风冷散热器对于材料的要求。例如上述铝薄片并不要求必须采用导热系数很高的昂贵的铝合金材料，也就是说，对于铝薄片的导热系数的要求相对宽松，因此可以有效降低成本。

需要说明的是，第一盖板11和第二盖板12同样可以利用金属材料制成，且既可以选取与侧壁21相同的材料，也可以选用与侧壁21不同的材料，不存在限定。还应理解，在本申请实施例中，也可以不利用第一盖板11和第二盖板12散热，在这种情况下，甚至可以不要求第一盖板11和第二盖板12具有导热性，也可以不采用金属材料。但是利用第一盖板11和第二盖板12散热可以进一步增加换热面积，能够进一步提高散热效果。

可选地，侧壁21的第一端(如图1所示侧壁21的下面与基板)可以通过焊接(例如通过钎焊)进行密闭，侧壁21的第一端固定在底部基板30的上表面。可选地，可以将侧壁21通过例如钎焊的焊接方式固定在底部基板30的上表面。

可选地，可以在第二空腔22中装入易挥发的制冷剂23。制冷剂是各种制冷设备借以完成能量转化的物质，也称之为完成热力循环的工质，且往往通过相变实现该能量转换过程。例如从气态到液态的相变会释放大量的热量，而从液态到气态的相变则会吸收大量的热量。在本申请实施例中，选取易挥发的制冷剂(即易于发生从液态到气态的相变的物质)，在正常情况下(例如常温状态)，制冷剂处于液态，如图1中所示的液态制冷剂23，而当散热装置工作时，PTS结构20底部(靠近底部基板30的一端)受热，使得制冷剂23温度升高发生相变(从液态变为气态)，该相变过程会吸收掉来自于底部的热量(即从底部基板30传输过来的热量)，从而起到降温散热的作用，具体过程会在图2中进行介绍，在此不再展开。

可选地，可以选取常温状态为液态但沸点较低的各类制冷剂。例如可以选择四氟乙烷(R134)、二氟甲烷(R32)、五氟乙烷(R125)等冷媒物质作为制冷剂，还可以选择R410(是由R32与R125混合制成的)等由多种冷媒物质混合制成的制冷剂，等等，在此不再一一列举。

可选地，考虑到制冷剂可能对环境尤其是臭氧层的破坏，可以选择R134这类较为环保的物质作为制冷剂。

底部基板30可以用于将需要降温的物体(例如可以是设备或芯片或元器件等待散热电子器件)的热量传递给PTS结构20，具体而言，底部基板30吸收待降温物体的热量，并将待降温物体的热量传递给与底部基板30相连接的PTS结构的侧壁21的第一端。

可选地，底部基板30可以利用具有导热性的金属材料制成，例如可以采用铝、铜、铁等纯金属，或铝合金、铜合金、钢等合金材料。

可选地，为了使得散热装置具有较好的耐腐蚀性，可以进一步从中选取铝或铜或铝合金或铜合金等耐腐蚀的金属材料来制作底部基板30。

可选地，底部基板30的材质可以与其他部分相同也可以不同，也就是说，顶部层、PTS结构20的侧壁21、底部基板30可以采用相同的金属材料，也可以采用不同的金属材料，只要采用具有导热性的金属材料即可。

图2是本申请实施例的散热装置的散热过程示意图。如图2所示，底部基板30远离顶部层的一侧的表面(底部基板30的下表面)与待散热电子器件40相贴，该待散热电子器件40可以是电子设备，也可以是芯片或元器件或电子模块等。也就是说，本申请实施例的散热装置可以是集成在某些需要散热的电子设备内部，与希望进行降温保护的模块相接触；也可以是独立的散热装置，只需要将散热装置的底部基板30贴近发热部位即可。

为了便于理解，下面以该待散热电子器件40为芯片为例进行介绍。在这个例子中，底部基板30的下表面贴压在芯片(待散热电子器件40的一例)上，芯片位于印制电路板50表面。

当芯片发热(温度升高，大于底部基板30的温度)后，芯片的热量通过与底部基板30的下表面的物理接触面传递到底部基板30上，通过底部基板30进一步传递到与底部基板相连接的侧壁21的第一端，之后传递给第二空腔22内的制冷剂23，制冷剂23受热加快蒸发，该蒸发过程会吸收热量。蒸发生成的制冷剂23的蒸汽24，蒸汽24上升(向顶部层方向运动)过程中与侧壁21的壁面、第一盖板11的壁面、第二盖板12的壁面进行热交换，热量散到空气中，蒸汽24散热之后会液化，重新转换为液态的制冷剂23，并沿着侧壁21的壁面往下流到第二空腔22底部，即向底部基板30的方向流动，最后与原有制冷剂23融合，进入下一轮的热交换(气化-液化)。

需要说明的是，将多个PTS结构20中的每个PTS结构20的空腔连通(即将多个第二空腔12通过第一空腔13连通)，能够使得各个第二空腔内的蒸汽24的温度趋于一致，可以有效提高散热装置的散热性能。

还需说明的是，如上文所述，在本申请实施例中，也可以不利用第一盖板11和第二盖板12散热，在这种情况下，甚至可以不要求第一盖板11和第二盖板12具有导热性，也可以不采用金属材料。因此在这种情况下，蒸汽24上升过程中主要与侧壁21的壁面进行热交换。

本申请实施例的散热装置，利用PTS结构这种特殊的散热结构，采用两相换热的方式进行散热，PTS结构在高度方向(从底部基板30到顶部层的方向)的等效导热系数(约为1000W/mk至20000W/mk)远大于传统风冷金属翅片的导热系数(约为100W/mk至200W/mk)，因此可以显著提高散热装置的散热效果。其次，散热装置的PTS结构的顶部端(与顶部层连接的一端)的温度和底部端(与底部基板连接的一端)的温度的差值较小，换热效果更好。此外，由于每个PTS结构的空腔是连通的，能够使得各个PTS结构的空腔内的蒸汽温度趋于一致，可以有效提高散热装置的散热性能。由于导热系数高，还可以在满足散热需求的前提下，减小散热装置的体积，使得散热装置更容易被集成在需要散热的电子设备中。

由于本申请实施例的散热装置是通过相变实现换热的，与传统风冷相比，噪声很小，更适用于汽车等相对密闭的环境，提高用户的使用舒适度。其次，本申请实施例的散热装置是利用铝薄片等金属材料制成，在具有同等散热效果的前提下，重量远轻于传统风冷散热器。此外，由于本申请实施例的散热装置对于金属材料的导热性要求远低于传统风冷散热器，所以可以选取相对经济的金属材料制作，从而有效降低成本。

可选地，为了进一步提高散热效果，还可以在多个PTS结构20中的至少两个PTS结构20之间设置折叠翅片，以增加换热面积，从而提高换热效率，下面结合图3至图6进行介绍。

图3是本申请实施例的散热装置的结构示意图。如图3所示，该散热装置包括顶部层、多个PTS结构20和底部基板30，且多个PTS结构20中的至少两个相邻的PTS结构之间连接有折叠翅片25，以使得折叠翅片25可以与相连接的侧壁21进行热量传递。

需要说明的是，由于图3与图1相比，只是增加了折叠翅片25，其他结构完全一致，因此，为了简洁会进行适当省略，省略部分的内容可以参照图1和图2中的相关介绍。

如图3所示，折叠翅片(folded fin)25将两个PTS结构的侧壁21连接，从而增大了换热面积，也就是说，侧壁21上的热量可以传递到折叠翅片25上，再通过折叠翅片25散发出去。

可选地，折叠翅片25可以采用焊接的方式与侧壁21连接。

可选地，折叠翅片25可以利用具有导热性的金属材料制成，例如可以采用铝、铜、铁等纯金属，或铝合金、铜合金、钢等合金材料。

可选地，为了使得散热装置具有较好的耐腐蚀性，可以进一步从中选取铝或铜或铝合金或铜合金等耐腐蚀的金属材料作为折叠翅片25的制作材料。

可选地，折叠翅片25可以采用不同的形状(结构)，只要可以与多个PTS的侧壁21连接，从而增大换热和面积即可。

可选地，为了使得换热面积尽可能大，可以增加折叠翅片25的褶皱数量，或者可以理解为，使得折叠翅片25可以有多处与侧壁21接触。如图3中所示，折叠翅片25中的每段连接在两个侧壁21之间的横向结构均可以看作是一个褶皱，褶皱数量的增加可以增大换热面积，但需要说明的是褶皱数量过多也会影响到散热效果，所以需要在一定范围内增加褶皱的数量。

经实验表明，在其他条件相同的情况下，具有上述图3所示结构的散热装置与传统风冷散热器相比，翅片导热系数可以提升5.6-111.1倍，翅片温差(翅片两端的温度差)从9摄氏度(℃)减低到1.3℃以下，散热性能提升40％以上。

图4是折叠翅片25的几种结构示例的示意图。如图4中的(a)所示的折叠翅片25为“弓”形结构，图4中的(b)所示的折叠翅片25为锯齿形结构，图4中的(c)所示的折叠翅片25为抛物线形(或者可以看作是半圆形)结构，图4中的(d)所示的折叠翅片25为不规则的波浪形结构，图4中的(e)所示的折叠翅片25为梯形结构。

需要说明的是，在本申请实施例中对于折叠翅片25的形状不存在限定，但选择规则形状会容易加工，例如可以选择图4中的(a)、(b)、(c)或(e)的形状。此外，图4中的(a)、(e)两种方案的折叠翅片25与侧壁21的接触面积相对较大，相比于(b)、(c)、(d)三种方案，更容易将热量从侧壁21传递到折叠翅片25。

图5是PTS结构20和折叠翅片25的立体结构示意图。图5中的折叠翅片25的形状对应于图4中的(a)所示。

从图5中可以看出，每两个相邻PTS结构20之间通过折叠翅片25连接，具体而言，折叠翅片25同时与每两个相邻PTS结构20的相对的侧壁21相连接。

图6是本申请实施例的散热装置的散热过程示意图。需要说明的是，由于图6与图2相比，只是增加了折叠翅片25，其他结构完全一致，因此，为了简洁会进行适当省略，省略部分的内容可以参照图2中的相关介绍。

为了便于理解，下面以该待散热电子器件40为芯片为例进行介绍。在这个例子中，底部基板30的下表面贴压在芯片(待散热电子器件40的一例)上，芯片位于印制电路板50表面。

当芯片发热(温度升高，大于底部基板30的温度)后，芯片的热量通过与底部基板30的下表面的物理接触面传递到底部基板30上，通过底部基板30进一步传递到与底部基板相连接的侧壁21的第一端，之后传递给第二空腔22内的制冷剂23，制冷剂23受热加快蒸发，该蒸发过程会吸收热量。蒸发生成的制冷剂23的蒸汽24，蒸汽24上升(向顶部层方向运动)过程中与侧壁21的壁面、第一盖板11的壁面、第二盖板12的壁面进行热交换，热量散到空气中。此外，由于侧壁21与折叠翅片25连接，会有一部分热量传递到折叠翅片25上，再从折叠翅片25将热量散到空气中，由于折叠翅片的影响，这部分的热量的传递方向在图6中没有标注。蒸汽24散热之后会液化，重新转换为液态的制冷剂23，并沿着侧壁21的壁面往下流到第二空腔22底部，即向底部基板30的方向流动，最后与原有制冷剂23融合，进入下一轮的热交换(气化-液化)。

需要说明的是，将多个PTS结构20中的每个PTS结构20的空腔连通(即将多个第二空腔12通过第一空腔13连通)，能够使得各个第二空腔内的蒸汽24的温度趋于一致，可以有效提高散热装置的散热性能。

还需说明的是，如上文所述，在本申请实施例中，也可以不利用第一盖板11和第二盖板12散热，在这种情况下，甚至可以不要求第一盖板11和第二盖板12具有导热性，也可以不采用金属材料。因此在这种情况下，蒸汽24上升过程中主要与侧壁21的壁面进行热交换，以及通过与侧壁21相连接的折叠翅片25散热。

对于传统的散热器，由于每个部件相对独立，需要单独生产，并且需要很多步骤的装配过程，影响生产效率，且环节越多，出现质量问题的概率也越大，对于工艺要求也越高。本申请提供一种散热装置的制造方法，能够一次成型，有效提高生产效率。

图7是本申请实施例的散热装置的制造过程的示意性流程图，下面对图7中的各个步骤进行介绍。需要说明的是，为了便于理解图7所述的制造过程中的各个步骤，会结合图8至图11各个图进行介绍。图8至图11示出了不同制造步骤中散热装置的结构和各个部件的状态。

701、将散热装置的各个部件夹持在一起，并在各个部件的接触部分涂覆焊料。

如图8所示，该散热装置的各个部件包括：顶部层、多个PTS结构和底部基板130，其中，顶部层与底部基板130平行设置，该多个PTS结构设置于顶部层和底部基板130之间，且垂直于顶部层和底部基板130，该多个PTS结构的第一端与底部基板130的朝向顶部层的表面(可以理解为底部基板30的上表面)接触。

该多个PTS结构中的每个PTS结构包括侧壁121和由侧壁121围合而成的第二空腔122。该侧壁121的第一端(靠近底部基板130的一端)与底部基板130接触。

该多个PTS结构中的至少一个PTS结构的侧壁121上设置有注液口102，从图8至图10中可以看出只有一个注液口102时的情况，而从图11和图12中则可以看出有多个注液口102时的情况。也就是说，可以只在一个PTS结构上设置注液口，由于第一空腔和第二空腔是连通的，就可以实现对于每个PTS结构的注液，但设置多个注液口乃至在每个PTS结构上分别设置一个注液口则更方便注液(注入制冷剂)。

顶部层包括第一盖板111和第二盖板112，第一盖板111的两端均与第二盖板112接触，二者之间可以形成第一空腔，第二盖板112与每个PTS结构的侧壁121的第二端(远离底层基板30的一端)接触，使得每个PTS结构的第二空腔分别与顶部层的第一空腔连通。

可选地，可以利用工装将上述各个部件加持在一起。

可选地，可以在上述每个接触部分涂覆焊料(例如钎料)101，如图8所示，每个灰色的椭圆形即表示一个焊料101。

图8和图9是本申请实施例的制造过程中散热装置的部件结构示意图，其中，图8中的散热装置不包括折叠翅片，而图9中的散热装置包括折叠翅片125。也就是说，无论散热装置包括多少部件，都可以在步骤701时将散热装置的所有部件夹持在一起并在每个接触部分涂覆焊料，这种制造方式可以使得散热装置的框架一体成型，既可以提高生产效率，又能够一定程度上提高生产质量。

需要说明的是，由于图9与图8的区别只在于，在多个PTS结构中的至少两个相邻PTS结构之间增加了折叠翅片125，且折叠翅片125与该至少两个相邻PTS结构的侧壁121多点接触。因此，在涂覆焊料的时候，这些接触部分也同时进行涂覆，如图9中所示。

可选地，在本申请实施例中，上述各个部件可以采用上文所述任意一种具有导热性的金属材料。

可选地，上述各个部件可以采用耐腐蚀性较好的铝、铜、铝合金和铜合金材料。为了降低成本，还可以进一步从中选取铝合金材料。

可选地，焊料101同样可以采用具有导热性的金属材料。

可选地，为了更好的实现效果，焊料的融化温度比各个部件的熔化温度低。

可选地，上述各个部件和焊料101可以均采用铝合金材料。

需要说明的是，本申请实施例的散热装置不存在尺寸限制，例如对于PTS结构的侧壁高度、对于顶部层的宽度等均不存在限定，只要可以组成上述结构即可，当应用于为芯片和电子元器件散热的时候，可以使得其尺寸相对较小，当应用于较大的电子设备的散热时，则可以设置较大的尺寸。

702、将焊料融化使得上述各个部件焊接在一起，形成带有空腔的整体框架结构。

可选地，可以将经过步骤701处理之后的散热装置整体送入钎焊炉进行加热，使得焊料融化，将所有接触部分粘结在一起，从而形成带有空腔的整体框架结构。

703、从注液口注入制冷剂。

可选地，当只有一个注液口102的时候，在该注液口连接注液管103注入制冷剂，当有多个注液口102的时候，在该多个注液口102连接注液管103注入制冷剂123。

图10和图11是本申请实施例的往散热装置的空腔内注入制冷剂的示意图。需要说明的是，由于图10和图11主要是为了说明注液情况，所以对于散热装置是否包括折叠翅片不存在限定。例如图10所示的散热装置只有一个注液口，但该散热装置既可以是图8所示的散热装置，也可以是图9所示的散热装置。如图11所示，散热装置包括多个注液口102，则可以在每个注液口102连接注液管103注入制冷剂。

可选地，在注入制冷剂之前还可以先从注液口抽出空腔内的空气，能够提高热交换效果。

可选地，为了便于实现，制冷剂123的液位不高于注液口102的高度。还可以侧壁121的高度来决定制冷剂123的体积。

704、将注液口焊接封闭。

可选地，当执行完步骤703后，可以将注液口102焊接起来，使得散热装置的空腔成为一个完全封闭的结构。

可选地，可以利用焊料101将每个注液口102焊接封闭。图12是本申请实施例的封闭注液口的示意图，图12可以看作是在图11的基础上继续进行的操作，也就是说，利用焊料101将每个注液口102封闭了。但应理解，图12只是一种示例，在本申请实施例中，在步骤701设置了多少个注液口，在步骤704就需要焊接封闭多少个注液口，而对于注液口的数量和具体位置不存在限定。

可选地，本申请实施例还提供一种电子设备，该电子设备具备上文所述任意一种本申请实施例的散热装置。

在图7所示制造方法中，能够将散热装置的整体框架一体成型，后面只需要注入制冷剂和封闭注液口即可，操作方便，易于实现，既可以提高生产效率，又能够一定程度上提高生产质量。不需要逐个焊接每个接触点，也不需要多次操作和拼装等。且制造出的散热装置具有比传统散热器更好的散热效果。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种散热装置，其特征在于，所述散热装置包括：顶部层、多个热虹吸平板PTS结构和底部基板；

所述顶部层与所述底部基板平行设置，所述PTS结构设置于所述顶部层和所述底部基板之间且垂直于所述底部基板，所述PTS结构的第一端固定在所述底部基板的朝向所述顶部层的表面；

所述顶部层包括第一盖板、第二盖板以及位于所述第一盖板与所述第二盖板之间的第一空腔；

所述PTS结构包括侧壁和由所述侧壁围合而成的第二空腔，所述侧壁与所述第二盖板连接，并使得多个所述PTS结构的所述第二空腔通过所述第一空腔连通；

所述第二空腔内装有制冷剂；

所述底部基板用于将待降温物体的热量传递给所述PTS结构的侧壁的第一端；

所述侧壁和所述底部基板是利用具有导热性的金属材料制成的；

所述散热装置的带有所述第一空腔和所述第二空腔的整体框架结构一体成型。

2.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述顶部层是利用所述具有导热性的金属材料制成的。

3.如权利要求1或2所述的散热装置，其特征在于，所述金属材料包括以下至少一种：铝、铜、铝合金、铜合金。

4.如权利要求1或2所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置还包括折叠翅片，多个所述PTS结构中的至少两个相邻的所述PTS结构之间连接有所述折叠翅片，所述折叠翅片是利用具有导热性的金属材料制成的。

5.如权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述折叠翅片与相邻的所述PTS结构有多个接触部分。

6.如权利要求1或2所述的散热装置，其特征在于，所述制冷剂是利用常温状态为液态的易挥发的冷媒物质制成的。

7.一种散热装置的制造方法，其特征在于，所述散热装置包括：顶部层、多个PTS结构和底部基板，其中，所述顶部层与所述底部基板平行设置，所述PTS结构设置于所述顶部层和所述底部基板之间且垂直于所述底部基板；

所述PTS结构包括侧壁和由侧壁围合而成的第二空腔，所述侧壁的第一端与所述底部基板接触；

多个所述PTS结构中的至少一个所述PTS结构的所述侧壁上设置有注液口；

所述顶部层包括第一盖板和第二盖板，所述第一盖板的两端均与所述第二盖板接触，所述第一盖板和所述第二盖板之间形成第一空腔，所述第二盖板与每个所述PTS结构的所述侧壁的第二端接触，使得多个所述PTS结构的所述第二空腔与所述第一空腔连通；

所述底部基板用于将待降温物体的热量传递给所述PTS结构的侧壁的第一端；

所述顶部层、所述PTS结构和所述底部基板是利用具有导热性的金属材料制成的；

所述制造方法包括：

将所述顶部层、所述多个PTS结构和所述底部基板用工装加持在一起，并在所有接触的部分涂覆焊料；

将所述焊料融化使得所述顶部层、所述多个PTS结构和所述底部基板焊接在一起，以将带有空腔的整体框架结构一体成型；

从所述注液口注入制冷剂；

将所述注液口焊接封闭。

8.如权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述金属材料包括以下至少一种：铝、铜、铝合金、铜合金。

9.如权利要求7或8所述的制造方法，其特征在于，所述焊料的熔点低于所述顶部层、所述PTS结构和所述底部基板所采用的所述金属材料的熔点。

10.如权利要求7或8所述的制造方法，其特征在于，所述散热装置还包括折叠翅片，多个所述PTS结构中的至少两个相邻的所述PTS结构之间设置有所述折叠翅片；

所述制造方法还包括：

在所述折叠翅片与所述PTS结构的接触部分涂覆所述焊料。

11.如权利要求10所述的制造方法，其特征在于，所述折叠翅片与相邻的所述PTS结构有多个接触部分。

12.如权利要求7或8所述的制造方法，其特征在于，所述制冷剂是利用常温状态为液态的易挥发的冷媒物质制成的。

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