TW201623902A - 散熱結構及其製作方法 - Google Patents

Abstract

一種散熱結構，其包括第一基材與第二基材，該第一基材包括相背的第一表面及第三表面，該第一基材開設有貫穿該第一表面與該第三表面的通孔；該第二基材包括第二表面，該第二表面開設有容納槽，該第一殼體的該第一表面與該容納槽形成密封腔，該密封腔中容納有熱傳介質，該第二表面的該容納槽之間還開設有凹槽，該凹槽與該通孔相通，該通孔與該凹槽中填充有黏結劑，該黏結劑用於將第一基材與該第二基材固定。本發明還提供一種散熱結構的製作方法。

Description

散熱結構及其製作方法

本發明涉及電子產品的散熱技術領域，尤其涉及一種散熱結構及其製作方法。

目前，電子產品逐步向高速化、輕薄化的方向發展，在高速度、高頻率及小型化的要求下，使得電子元件的體積更小並具備更強大的功能，然而這就導致電子元件的發熱密度越來越高，因此，散熱效率已經成為決定電子產品壽命、可靠度和穩定性的重要因素。由於散熱結構具有高效率的熱傳導特性，因此散熱結構已是電子產品中廣泛應用的導熱元件之一，然而，設計一種能適用於電子產品微小的內部空間的散熱結構是本領域的技術人員需要解決的課題。

有鑑於此，有必要提供一種散熱結構以及製作方法。

一種散熱結構，其包括第一基材與第二基材，該第一基材包括相背的第一表面及第三表面；該第二基材包括第二表面，該第二表面開設有容納槽，該第一殼體的該第一表面與該容納槽形成密封腔，該密封腔中容納有熱傳介質，其中：該第一基材開設有貫穿該第一表面與該第三表面的通孔，該第二表面的該容納槽之間開設有凹槽，該凹槽與該通孔相通，該通孔與該凹槽中填充有黏結劑，該黏結劑用於將第一基材與該第二基材固定。

一種散熱結構的製作方法，包括步驟：

提供第一基材與第二基材，該第一基材包括第一表面以及與第一表面相背的第三表面，該第二基材包括第二表面以及與第二表面相背的第四表面；

在該第一基材中形成貫穿該第一表面及該第三表面的多個通孔，在該第二表面形成多個凹槽，並且在相鄰凹槽之間形成容納槽，該通孔在該第一基材中呈陣列排布，該凹槽與該容納槽在該第二表面分別形成陣列排列；

在該容納槽中注入熱傳介質；

使第一表面與第二表面正對設置，該第一表面與該容納槽形成密封腔，在該通孔以及與通孔對應的凹槽中填充黏結劑，並對黏結劑進行固化，通過該黏結劑將第一基材與第二基材黏結固定。

與先前技術相比較，根據本發明提供的散熱結構製作方法製作而成的散熱結構，在第一基材第二基材中形成通孔，在第二基材與第一基材相對的表面上形成與通孔對應的凹槽及在凹槽之間形成容納熱傳介質的容納槽，通過向通孔與凹槽中填充黏結劑來固定該第一基材與該第二基材，不會增加散熱結構的厚度。

圖1是本發明第一實施例提供的散熱結構的示意圖。

圖2是圖1提供的散熱結構的分解示意圖。

圖3是圖1提供的散熱結構沿III-III方向的剖面示意圖。

圖4是圖1提供的散熱結構沿IV-IV方向的剖面示意圖。

圖5是本發明第二實施例提供的散熱結構的剖面示意圖。

圖6-10是本發明第一實施例提供的散熱結構製作方法的剖面示意圖。

下面將結合附圖及實施例對本技術方案提供的電路板結構及其製作方法作進一步的詳細說明。

本技術方案第一實施方式提供的晶片封裝結構100的製作方法，包括步驟：

下面將結合附圖及實施例對本技術方案提供的散熱結構及其製作方法作進一步的詳細說明。

請參閱圖1-4，其揭示了本發明第一實施例提供的散熱結構100，該散熱結構100用於對設置在電路板上的電子發熱元件進行散熱，該散熱結構100包括第一基材10與第二基材20，第一基材10與第二基材20大致呈長方形片狀。該第一基材10與第二基材20為電路板專用銅箔。該第一基材10與該第二基材20的長度與寬度大小一致且通過黏結劑30固定。該第一基材10與該第二基材20共同形成多個密封腔40，該密封腔40的內壁面塗有一層油層120，該密封腔40中容納有熱傳介質50。

在本實施方式中，為了保證散熱結構100的可撓曲性能，該第一基材10的厚度為12um或者18um；該第二基材20的厚度大於第一基材10的厚度，其為70um，105um，140um中的一種。

該第一基材10包括第一表面11以及與第一表面11相背的第三表面13，該第二基材20包括第二表面21以及與第二表面21相背的第四表面23。該第一基材10開設有通孔110。在本實施方式中，該通孔110為陣列排列。當然，在其它實施方式中，通孔110的設置也可以不陣列排列。通孔110為圓柱形通孔、多邊形通孔或者橢圓形通孔。

該第二基材20的該第二表面21開設有凹槽210與容納槽212。該凹槽210在該第二表面21呈陣列排列；該容納槽212在該第二表面21呈陣列排列。在本實施方式中，每一列通孔包括三個通孔110，每一列通孔110對應一個該凹槽210，該凹槽210與該通孔110相連通。該凹槽210與該通孔110中填充有用於固定該第一基材10與該第二基材20的黏結劑30。該容納槽212形成在凹槽210之間。該第一基材10的第一表面11與該容納槽212共同形成該密封腔40。將容納該黏結劑30的凹槽210設置在較厚的第二基材20中，可以降低後續對黏結劑30進行固化時，第一基材10與第二基材20受熱發生翹曲的幾率。

該凹槽210的寬度與和其對應的該通孔110的寬度不相等。在此，將該第二基材20的長邊方向命名為第一方向，將第二基材20的短邊方向命名為第二方向，此處所指的寬度是指沿平行於第一方向所截形成的表面上所形成的尺寸。在本實施方式中，該凹槽210的寬度大於與其對應的該通孔110的寬度。在其它實施方式中，也可以使該通孔110的寬度大於與其對應的凹槽210的寬度。如此設置，填充在凹槽210中、且通孔110左右兩側的黏結劑30增加了第一表面11與第二表面21的黏著面積，從而有利於該第一基材10與該第二基材20的穩定固定。也即，黏結劑30經固化後，位於每個通孔110的該黏結劑30與對應的該凹槽210中的黏結劑30會形成一個整體的鎖合結構，該鎖合結構包括的上下兩個部分的剖面寬度不相等，以此來實現第一基材10與第二基材20的穩定固定。

在本實施方式中，每個該凹槽210沿第二方向的長度大於該容納槽212沿第二方向的長度。如此設置，當通孔110與對應的凹槽210中填充黏結劑30後，更好地實現容納槽212周圍的的密封，防止熱傳介質洩露。在其它實施方式中，可以設置環繞每個容納槽212一周的凹槽210，當然，可以理解，如果將凹槽210設置成環繞該容納槽212的圓周，第一基材10也會相應地設置與凹槽對應的通孔110，以便通過通孔110向凹槽210中填充黏結劑30。

該散熱結構100的工作原理為：該第二基材20的該第四表面23與電子產品中的發熱源（圖未示）相接觸，當發熱源產生高溫時，該散熱結構100的第四表面23受熱，使密封腔240中的熱傳介質221受熱並且汽化，蒸氣向第一表面11運動，較熱的蒸汽與密封腔正對的第一表面11接觸，凝結成小水珠附著在密封腔40的內表面，然後凝結成大水珠掉落或者沿密封腔40的內表面流回至容納槽212，這樣的過程不斷地迴圈，從而實現了電子產品的散熱。

請參閱圖5，圖5是本發明第二實施例提供的散熱結構200的示意圖，該散熱結構200與第一實施例提供的散熱結構100的結構基本相同，其不同之處在於：該第二基材20的第四表面23還形成有微鰭片230。具體地，可以利用化學蝕刻的方式在該第四表面23上形成微鰭片230。具體地，該微鰭片230的截面為梯形。梯形形狀可以增加微鰭片230與第二基材20的結合強度，防止微鰭片230斷裂。在第四表面23製作微鰭片230增加了散熱結構200的散熱面積，能使熱量快速地域空氣形成對流，強化了散熱效果。可以理解，在其它實施例中，該微鰭片230也可以設置在第一基材10的第三表面13，這樣也可以加強散熱效果。

本技術方案第一實施例提供的散熱結構100的製作方法包括以下步驟：

第一步：請參閱圖6，提供第一基材10與第二基材20。該第一基材10包括第一表面11以及與第一表面11相背的第三表面13，該第二基材20包括第二表面21以及與第二表面21相背的第四表面23。

該第一基材10與第二基材20的材料可以為銅、鎳或者為銀。在本實施方式中，該第一基材10與第二基材20為銅箔。該第一基材10與該第二基材20均為方形片狀但厚度不相同，其中該第一基材10的厚度為12um或者18um；該第二基材20的厚度大於第一基材10的厚度，其為70um，105um，140um中的一種。使第一基材10與第二基材20的厚度不同，可以保證在不增加散熱結構100整體厚度的情況下，後續使用較厚的第二基材20來製作容納熱傳介質的容納槽，從而可以增加所容納的熱傳介質的體積，進而提高散熱結構100的散熱效果。

第二步，請參閱圖7，在該第一基材10中形成貫穿該第一表面11及該第三表面13的多個通孔110；在該第二表面21形成多個凹槽210，並且在相鄰凹槽之間形成容納槽212。該通孔110在該第一基材10中呈陣列排布。該凹槽210與該容納槽212在該第二表面21分別形成陣列排列。每一個凹槽210對應設置一列通孔110。具體地，可以通過機械鑽孔或者蝕刻的方式在該第一基材10中形成該通孔110、在該第二表面21形成該凹槽210及該容納槽212。

該凹槽210的寬度與和其對應的該通孔110的寬度不相等。如此設置，可以增加第一基材10與第二基材20接觸處的黏著面積，有利於該第一基材10與該第二基材20的穩定固定。

該通孔110為圓柱形通孔、多邊形通孔或者橢圓形通孔。

每個該凹槽210沿第二方向的長度大於該容納槽212沿第二方向的長度。如此設置，當通孔110與對應的凹槽210中填充黏結劑30後，更好地實現容納槽212周圍的的密封，防止熱傳介質洩露。在其它實施方式中，可以設置環繞容納槽212一周的凹槽210。

在本實施方式中，該容納槽212的深度為第二基材20整體厚度的三分之二，該容納槽212用於容納熱傳介質50。

在本實施方式中，該凹槽210包括一個底面214，該底面214為平面。在其它實施方式中，該底面214可以由凹槽210的一端向另一端傾斜。當通過通孔110向對應的凹槽210中注入黏結劑30時，傾斜的底面有利於黏結劑在重力的作用下，使黏結劑從凹槽210較高的一端向較低的一端流動，從而可以保證黏結劑填滿整個凹槽210，從而保證第一基材10與第二基材20很好的固定。

第三步，請參閱圖8，在該容納槽212的內壁以及與容納槽212對應的第一基材10的第一表面11塗布一層油層120；並且在容納槽中注入熱傳介質，譬如水。由於液態油在常溫下的比熱容約為2×103J/(kg.K) ，從而塗布一層油層有利於提高散熱結構的散熱效率。

第四步：請參閱圖9-10，使第一表面11與第二表面21正對設置，在該通孔110以及與通孔對應的凹槽210中填充黏結劑30。具體地，是通過通孔110向凹槽中注入黏結劑30，依靠黏結劑30的流動性，使黏結劑30充滿整個凹槽210與通孔110。該黏結劑30可以為銀漿、銅膏或者為膠水。

第五步：對黏結劑30進行固化，通過固化後的該黏結劑30將第一基材10與第二基材20黏結固定在一起。固化後，位於每個通孔110的該黏結劑30與對應的該凹槽210中的黏結劑30會形成一個整體的鎖合結構，該鎖合結構包括的上下兩個部分的剖面寬度不相等，以此來實現第一基材10與第二基材20的穩定固定。此時，該第一表面11與該容納槽212共同形成一個密封腔40，並對密封腔40進行抽真空，形成該散熱結構100。

綜上所述，根據本發明提供的散熱結構製作方法製作而成的散熱結構，在第一基材10中形成通孔110，在第二基材20、與第一基材10相對的表面上形成與所述通孔相對應的凹槽210，通過向通孔110與凹槽210中填充黏結劑30，對黏結劑30進行固化後，從而使填充在通孔110與凹槽中的黏結劑30形成一個整體的鎖合形狀來嵌卡固定該第一基材10與該第二基材20，不會增加散熱結構100的厚度；還能使第一基材10與第二基材20結合時穩定性更強，防止熱傳介質50洩露。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

10‧‧‧第一基材

20‧‧‧第二基材

11‧‧‧第一表面

13‧‧‧第三表面

21‧‧‧第二表面

23‧‧‧第四表面

110‧‧‧通孔

230‧‧‧微鰭片

212‧‧‧容納槽

210‧‧‧凹槽

30‧‧‧黏結劑

50‧‧‧熱傳介質

40‧‧‧密封腔

100、200‧‧‧散熱結構

120‧‧‧油層

214‧‧‧底面

無

10‧‧‧第一基材

20‧‧‧第二基材

30‧‧‧黏結劑

50‧‧‧熱傳介質

40‧‧‧密封腔

Claims (10)

1. 一種散熱結構，其包括第一基材與第二基材，該第一基材包括相背的第一表面及第三表面；該第二基材包括第二表面，該第二表面開設有容納槽，該容納槽與該第一基材的該第一表面與形成密封腔，該密封腔中容納有熱傳介質，其中：該第一基材開設有貫穿該第一表面與該第三表面的通孔，該第二表面的該容納槽之間開設有凹槽，該凹槽與該通孔相通，該通孔與該凹槽中填充有黏結劑，該黏結劑用於將第一基材與該第二基材固定。
2. 如請求項1所述的散熱結構，其中，每個該凹槽的寬度與對應的通孔的寬度不相等。
3. 如請求項2所述的散熱結構，其中，該通孔為圓柱形通孔、多邊形通孔或者橢圓形通孔。
4. 如請求項1所述的散熱結構，其中，該通孔在該第一基材中呈陣列排列，該凹槽在該第二基材中呈陣列排列，每一個凹槽對應設置一列通孔。
5. 如請求項1所述的散熱結構，其中，該第二基材還包括與第二表面相背的第四表面，該第四表面形成有微鰭片。
6. 一種散熱結構的製作方法，包括步驟：
   提供第一基材與第二基材，該第一基材包括第一表面以及與第一表面相背的第三表面，該第二基材包括第二表面以及與第二表面相背的第四表面；
   在該第一基材中形成貫穿該第一表面及該第三表面的多個通孔，在該第二表面形成多個凹槽，並且在相鄰凹槽之間形成容納槽；
   在該容納槽中注入熱傳介質；
   使第一表面與第二表面正對設置，該第一表面與該容納槽形成密封腔，在該通孔以及與通孔對應的凹槽中填充黏結劑；
   對黏結劑進行固化，通過該黏結劑將該第一基材與該第二基材黏結固定。
7. 如請求項6所述的散熱結構的製作方法，其中，該第二基材還包括與第二表面相背的第四表面，在形成該凹槽後還包括在該第四表面蝕刻形成微鰭片。
8. 如請求項6所述的散熱結構的製作方法，其中，每個該凹槽的寬度與對應的通孔的寬度不相等。
9. 如請求項9所述的散熱結構的製作方法，其中，該通孔為圓柱形通孔、多邊形通孔或者橢圓形通孔。
10. 如請求項6所述的散熱結構的製作方法，其中，該通孔在該第一基材中呈陣列排列，該凹槽在該第二基材中呈陣列排列，每一個凹槽對應設置一列通孔。