TW202100938A - 均溫板及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種均溫板的製造方法包含下列步驟。將一毛細結構定位於一第一蓋體。於一第二蓋體之一接合面形成一容置槽、一流道及多個支撐柱。將第二蓋體蓋合於第一蓋體。定位第二蓋體與第一蓋體，以令這些支撐柱與毛細結構保持一間隙。壓焊第一蓋體與第二蓋體，以令第一蓋體與第二蓋體形成一腔室及連通腔室之一通槽，且這些支撐柱與毛細結構相焊接。

Description

均溫板及其製造方法
本發明係關於一種均溫板及其製造方法，特別是一種具有支撐柱的均溫板及其製造方法。
均溫板的技術原理類似於熱管，但在傳導方式上有所區別。熱管為一維線性熱傳導，而真空腔均熱板中的熱量則是在一個二維的面上傳導，因此效率更高。具體來說，均溫板主要包括一腔體及一毛細結構。腔體內部具有一中空腔室，且中空腔室用以供一工作流體填注。毛細組織佈設在中空腔室內。腔體受熱部分稱為蒸發區。腔體散熱的部分稱為冷凝區。工作流體在蒸發區吸收熱量汽化並迅速擴張至整個腔體。在冷凝區放出熱量冷凝成液態。接著，液態工質通過毛細結構返回蒸發區，而形成一冷卻循環。
然而，在電子產品往輕、薄、短、小的前提下，發熱元件的使用環境是受到相當大的拘限，故均溫板也朝向薄型化的趨勢發展。由於腔體厚度太薄造成強度不足，當工作溫度超過90攝氏度以上時，會因為工作流體汽化而發生腔體內部壓力上升，導致VC產生膨脹變形，甚至可能發生破裂的情況。因此，在薄型化的均溫板中，部分廠商會在均溫板之腔體內加裝多個支撐柱，這些支撐柱之相對兩端分別抵靠於與腔體之相對兩側，以對腔體起支撐作用，進而增強腔體的抗壓能力，以及增加均溫板的均溫效果。
不過由於薄型化之均溫板的結構強度較弱，故在將腔體與支撐柱壓合的過程中，若壓合條件設計不當，則有可能造成腔體破裂的問題。
本發明在於提供一種均溫板及其製造方法，藉以提升具有支撐柱之均溫板的製造品質與均溫效果。
本發明之一實施例所揭露之均溫板的製造方法包含下列步驟。將一毛細結構定位於一第一蓋體。於一第二蓋體之一接合面形成一容置槽、一流道及多個支撐柱。將第二蓋體蓋合於第一蓋體。定位第二蓋體與第一蓋體，以令這些支撐柱與毛細結構保持一間隙。壓焊第一蓋體與第二蓋體，以令第一蓋體與第二蓋體形成一腔室及連通腔室之一通槽，且這些支撐柱與毛細結構相焊接。
本發明之另一實施例所揭露之均溫板包含一上蓋、一下蓋及一毛細結構。上蓋包含一蓋板及多個支撐柱。蓋板具有一容置槽。這些支撐柱位於容置槽內，並凸出於蓋板。下蓋與上蓋之蓋板相接而形成一腔室。毛細結構位於腔室並設置於下蓋。其中，這些支撐柱焊接於設置於下蓋的毛細結構。
根據上述實施例之均溫板及其製造方法，將這些支撐柱與毛細結構相焊接，使得均溫板除了可過毛細結構水平向導熱，更可藉由這些支撐柱垂直向導熱，以提升均溫板的均溫效果。
此外，透過上述之焊接溫度與焊接壓力的控制，使得在製造均溫板時，除了可以確保這些支撐柱皆得以與毛細結構相焊接，更能夠較為精準地控制這些支撐柱的壓合量。如此一來，將可避免均溫板在壓合過程中發生腔體破裂之問題，進而提升均溫板的製造品質。
以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。
請參閱圖1至圖3。圖1為根據本發明第一實施例所述之均溫板的立體示意圖。圖2為圖1之分解示意圖。圖3為圖1之剖面示意圖。
本實施例之均溫板20例如為薄形均溫片，其總厚度例如0.5毫米以下。均溫板20包含一上蓋22、一下蓋26及一毛細結構28。
上蓋22與下蓋26的材質例如為無氧銅、含矽合金銅或含鋁合金銅板材，且上蓋22包含一蓋板23及多個支撐柱25。蓋板23具有一容置槽24。這些支撐柱25位於容置槽24內，並凸出於蓋板23。毛細結構28例如為銅網或銅纖維紙，並位於腔室S內。下蓋26例如透過焊接的方式與上蓋22之蓋板23相接而形成一腔室S。此外，這些支撐柱25遠離蓋板23之一端焊接於設置於下蓋26的毛細結構28，以提升均溫板20之結構強度。此外，均溫板20之外緣具有一封口結構30，封口結構30用以防止腔室S內之工作流體外洩。封口結構30例如透過電阻焊方式形成。以下將說明均溫板20的製造方法。
請參閱圖4至圖13，圖4至圖13為圖1之均溫板的製造流程。
首先，如圖4所示，裁切毛細結構28，使毛細結構28之形狀匹配後續第二蓋體200之容置槽230(請暫參閱圖6)的形狀。接著，將毛細結構28進行退火製程。
接著，如圖5所示，將毛細結構28定位並焊接於第一蓋體100。第一蓋體100例如為平板。
接著，如圖6所示，提供一第二蓋體200。第二蓋體200具有一接合面210、一背面220、一容置槽230、一流道240、一溝槽250及多個支撐柱260。背面220背對於接合面210。容置槽230、流道240、溝槽250及多個支撐柱260係透過例如蝕刻、噴砂或沖壓接合面210所形成之結構。容置槽230、流道240、溝槽250及多個支撐柱260可於同一蝕刻、噴砂或沖壓製程形成，或是於不同製程步驟中形成。溝槽250形成於接合面210，並沿第二蓋體200之外緣的輪廓設置。接著，注入焊接劑300於溝槽250。焊接劑300例如為銅膏、錫膏或類似的物質。
接著，如圖7所示，將第二蓋體200蓋合於第一蓋體100，並定位第二蓋體200與第一蓋體100。詳細來說，第一蓋體100疊設於第二蓋體200上之焊接劑300。
接著，如圖8與圖9所示，透過加壓焊接的方式將第一蓋體100與第二蓋體200的接合面210相接，以及將支撐柱260與毛細結構28相接。第一蓋體100與第二蓋體200相接，使得第二蓋體200與第一蓋體100於容置槽230與流道240處分別共同圍繞出腔室S及連通腔室S的一通槽C。支撐柱260與毛細結構28相接，使得這些支撐柱260之相對兩端分別直接或接間連接於與第一蓋體100與第二蓋體200，以對第一蓋體100與第二蓋體200發揮支撐作用，進而增強第一蓋體100與第二蓋體200的結合強度。
需注意的是，由於第一蓋體100與第二蓋體200的厚度很薄，若加壓焊接條件設定不當時，則有可能造成第一蓋體100與第二蓋體200破裂或支撐柱260與第一蓋體100之毛細結構28間的焊接不完全。詳細來說，若壓焊第一蓋體100與第二蓋體200時的壓合量過小，則支撐柱260與第一蓋體100之毛細結構28間就會產生焊接不完全的狀況，使得支撐柱260難以發揮出結構補強的效果，尤其是在腔室S內部因受力較大而向外膨脹的情況。反之，若加壓焊接第一蓋體100與第二蓋體200時的壓合量過大，則第一蓋體100與第二蓋體200則會受到支撐柱260之過度擠壓而產生破裂或裂隙。
因此，為了提升壓焊品質，則在本實施例中，壓焊條件設定如下表：
 
   因子   參數 溫度(攝氏) 壓力(公斤) 時間(秒) 壓合量(毫米)
恆溫時間 續壓時間 延時時間
參數1 680 25 300 240 180 0.030
參數2 700 20 260 220 180 0.030
參數3 750 18 260 220 180 0.030
參數4 800 15 220 200 240 0.030
參數5 850 10 220 200 240 0.030
假設預定壓合量為0.03毫米(mm)。壓合量是指支撐柱260於加溫軟化後可被外力壓縮的高度值。則可如參數1，將壓焊之溫度設定於攝氏680度，壓力設定於25公斤(kg)。或是如參數2，將壓焊之溫度設定於攝氏700度，壓力設定於20公斤(kg)。或是如參數3，將壓焊之溫度設定於攝氏750度，壓力設定於18公斤(kg)。或是如參數4，將壓焊之溫度設定於攝氏800度，壓力設定於15公斤(kg)。或是如參數5，將壓焊之溫度設定於攝氏850度，壓力設定於10公斤(kg)。
不過上述參數1~5僅為舉例說明，並非用以限制本案，在其他實施例中，也可以用參數1之溫度設定(攝氏680度)搭配參數3之壓力設定(18公斤/平方公分(kg/cm2))，或是搭配參數5之壓力設定(10公斤/平方公分(kg/cm2))。又或是可以用，參數5之壓力設定(10公斤/平方公分(kg/cm2))搭配參數1之溫度設定(攝氏680度)或是參數4之溫度設定(攝氏800度)。
此外，上述加壓焊接條件係以壓合量為0.03毫米(mm)舉例說明，但並不以此為限，在其他實施例中，亦可依實際產品需求，調整第一蓋體100與第二蓋體200的壓合量，並隨壓合量調整加壓焊接條件。
上述的壓焊條件除了溫度與壓力之外，亦有恆溫時間、續壓時間及延時時間。以參數1為例，壓焊條件係指以攝氏680度的溫度條件搭配25公斤/平方公分(kg/cm2)的壓力條件，進行擴散/銅膏焊接。並且，焊接需要維持680攝氏度的恆溫300秒。接著，進入續壓時間，續壓時間係指壓力維持不變但溫度逐漸降低至約攝氏300至400度。接著，進入延時時間，延時時間係指除溫度逐漸降低外，壓力亦開始降低。
接著，對第一蓋體100與第二蓋體200共同圍繞之通槽C進行擴管。接著，如圖10所示，插入一充填除氣管400於擴管後之通槽C’。詳細來說，充填除氣管400插接於通槽C’的部分經過縮管，例如以車削、擠壓等製程，使充填除氣管400插接於通槽C’部分的外直徑小於其餘部分，以利於將充填除氣管400插入通槽C’。充填除氣管400插入通槽C’的部分同樣需以焊接劑300與第一蓋體100、第二蓋體200進行焊接接合。
較佳地，可於完成充填除氣管400、第一蓋體100與第二蓋體200的焊接製程後進行測漏製程，以檢測充填除氣管400與第一蓋體100、第二蓋體200的焊接品質。以及，可於完成充填除氣管400與第一蓋體100、第二蓋體200的焊接製程後進行退火製程，以釋放焊接應力、改善機械性能。
接著，充填除氣管400依序連接除氣設備及注水設備，以經過充填除氣管400進行排除氣體與工作流體注入作業。
接著，如圖11所示，透過沖壓的方式壓扁充填除氣管400遠離通槽C’之一端。接著，對充填除氣管400之壓扁處進行熔接封口，以避免注入腔室內之工作流體外洩並維持腔室S內的低壓狀態。
接著。如圖12所示，例如透過電阻焊接的方式對腔室S與通槽C’之交界處進行封口製程，以形成一壓合結構500。
接著。如圖13所示，切割腔室S與通槽C’之交界處，以切除第一蓋體100(如圖12所示)與第二殼體200(如圖12所示)中設置通槽C’的部分。如此一來，將製作出上述之均溫板20。即，切除後之第一蓋體100為均溫板20之下蓋26，而切除後之第二蓋體200為均溫板20之下蓋22。
根據上述實施例之均溫板及其製造方法，將這些支撐柱與毛細結構相焊接，使得均溫板除了可過毛細結構水平向導熱，更可藉由這些支撐柱垂直向導熱，以提升均溫板的均溫效果。
此外，透過上述之焊接溫度與焊接壓力的控制，使得在製造均溫板時，除了可以確保這些支撐柱皆得以與毛細結構相焊接，更能夠較為精準地控制這些支撐柱的壓合量。如此一來，將可避免均溫板在壓合過程中發生腔體破裂之問題，進而提升均溫板的製造品質。
雖然本發明以前述之諸項實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
20:均溫板 22:上蓋 23:蓋板 24:容置槽 25:支撐柱 26:下蓋 28:毛細結構 30:封口結構 100:第一蓋體 200:第二蓋體 210:接合面 220:背面 230:容置槽 240:流道 250:溝槽 260:支撐柱 300:焊接劑 400:充填除氣管 500:壓合結構 C、C’:通槽 G:間隙 S:腔室
圖1為根據本發明第一實施例所述之均溫板的立體示意圖。 圖2為圖1之分解示意圖。 圖3為圖1之剖面示意圖。 圖4至圖13為圖1之均溫板的製造流程。
20:均溫板
22:上蓋
23:蓋板
24:容置槽
25:支撐柱
26:下蓋
28:毛細結構

Claims (21)

  1. 一種均溫板的製造方法，包含： 將一毛細結構定位於一第一蓋體；於一第二蓋體之一接合面形成一容置槽、一流道及多個支撐柱；將該第二蓋體蓋合於該第一蓋體；定位該第二蓋體與該第一蓋體，以令該些支撐柱與該毛細結構保持一間隙；壓焊該第一蓋體與該第二蓋體，以令該第一蓋體與該第二蓋體形成一腔室及連通該腔室之一通槽，且該些支撐柱與該毛細結構相焊接。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板的製造方法，其中壓焊該第一蓋體與該第二蓋體的溫度介於攝氏680度至850度之間。
  3. 如申請專利範圍第1及2項之任一項所述之均溫板的製造方法，其中壓焊該第一蓋體與該第二蓋體的壓力介於10度至25公斤之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板的製造方法，其中壓焊該第一蓋體與該第二蓋體的溫度介於攝氏680度至750度之間，壓焊該第一蓋體與該第二蓋體的壓力介於18度至25公斤之間。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板的製造方法，其中壓焊該第一蓋體與該第二蓋體的溫度介於攝氏750度至850度之間，壓焊該第一蓋體與該第二蓋體的壓力介於10度至18公斤之間。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板的製造方法，其中壓焊該第一蓋體與該第二蓋體的溫度為攝氏680度，壓焊該第一蓋體與該第二蓋體的壓力為25公斤。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板的製造方法，其中壓焊該第一蓋體與該第二蓋體的溫度為攝氏700度，壓焊該第一蓋體與該第二蓋體的壓力為20公斤。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板的製造方法，其中壓焊該第一蓋體與該第二蓋體的溫度為攝氏750度，壓焊該第一蓋體與該第二蓋體的壓力為18公斤。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板的製造方法，其中壓焊該第一蓋體與該第二蓋體的溫度為攝氏800度，壓焊該第一蓋體與該第二蓋體的壓力為15公斤。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板的製造方法，其中壓焊該第一蓋體與該第二蓋體的溫度為攝氏850度，壓焊該第一蓋體與該第二蓋體的壓力為10公斤。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板的製造方法，其中壓焊該第一蓋體與該第二蓋體的的壓合量介於0.15至0.45毫米之間。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板的製造方法，其中壓焊該第一蓋體與該第二蓋體的的壓合量介於0.03毫米之間。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板的製造方法，其中在將該毛細結構定位於該第一蓋體之步驟前，更包含： 裁切一毛細結構，使該毛細結構之形狀匹配於該第二蓋體之該容置槽的形狀；以及對該毛細結構進行退火製程。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板的製造方法，在壓焊該第一蓋體與該第二蓋體之步驟前，更包含： 於該第二蓋體之該接合面形成一溝槽；以及注入一焊接劑於該溝槽。
  15. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板的製造方法，其中在壓焊該第一蓋體與該第二蓋體之步驟後，更包含： 對該第一蓋體與該第二蓋體共同圍繞之該通槽進行擴管；以及插入一充填除氣管於擴管後之一通槽。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之均溫板的製造方法，其中在插入該充填除氣管於擴管後之該通槽之步驟後，更包含： 經該充填除氣管進行除氣與工作流體注入作業。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之均溫板的製造方法，其中在經該充填除氣管進行除氣與工作流體注入作業之步驟後，更包含： 壓扁該充填除氣管遠離該通槽之一端；以及對該充填除氣管之壓扁處進行熔接封口。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之均溫板的製造方法，其中在對該充填除氣管之壓扁處進行熔接封口之步驟後，更包含： 透過壓焊的方式對該腔室與該通槽之交界處進行封口製程，以形成一壓合結構。
  19. 如申請專利範圍第18所述之均溫板的製造方法，其中在對該充填除氣管之壓扁處進行熔接封口之步驟後，更包含： 切割該腔室與該通槽之交界處。
  20. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板的製造方法，其中透過蝕刻製程或沖壓製程於該接合面形成該容置槽、該流道及該些支撐柱。
  21. 一種均溫板包含： 一上蓋，包含一蓋板及多個支撐柱，該蓋板具有一容置槽，該些支撐柱位於該容置槽內，並凸出於該蓋板；一下蓋，該下蓋與該上蓋之蓋板相接而形成一腔室；以及一毛細結構，位於該腔室並設置於該下蓋；其中，該些支撐柱焊接於設置於該下蓋的該毛細結構。
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