TW202219449A - 均溫板裝置及其製作方法 - Google Patents

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Abstract

一種均溫板裝置，包含有一殼體及複數個獨立的腔體。殼體包含有相對設置的一第一板部及一第二板部。腔體形成於第一板部與第二板部之間。各腔體內分別設置有一作動液、至少一導流凸塊及一毛細結構，至少一導流凸塊形成於第二板部的一內表面，而毛細結構設置於導流凸塊的一末端。由於腔體彼此獨立且均設有作動液，因此當均溫板裝置垂直設置於一熱源的側邊時，均溫板裝置中上方的腔體內仍會有作動液，作動液並不會全部集中到均溫板裝置的下方，藉此增加了接觸面積，並提高了散熱效率。另提供該均溫板裝置的製作方法。

Description

均溫板裝置及其製作方法
本發明係有關於一種均溫板裝置及其製作方法，且特別是有關於一種具有複數獨立腔體的均溫板裝置及其製作方法。
均溫板是一種常見的散熱裝置。均溫板包含有真空一具有封閉腔體的扁平殼體，且殼體的真空封閉腔體內設有一毛細組織及一散熱流體。該扁平殼體之一側供接觸一熱源，例如智慧型裝置的中央處理器(CPU)，並藉由均溫板內的散熱流體吸收該熱源的熱能而蒸發為汽相，且通過該扁平殼體的相對於接觸該熱源的一側進行散熱而凝結回液相，達到散熱之目的。
然而，該均溫板內的散熱流體受重力影響，會集中在封閉腔體內的底部，因此該均溫板通常是水平設置於熱源上方，讓散熱流體能足夠接近該熱源，提高散熱效率。
但是，當該熱源移動或翻轉時，原本水平設置於該熱源上方的均溫板可能會翻轉成垂直設置在熱源的側邊。此時，該均溫板內的散熱流體受重力影響會集中在下方，並無法足夠接近該熱源，而導致接觸不完全與散熱效率不佳的狀況。
有鑑於上述問題，本發明提供一種均溫板裝置及其製作方法，可改善當均溫板與熱源垂直接觸時，散熱流體與熱源接觸不完全與散熱效率不佳的問題。
本發明的均溫板裝置包含有一殼體及複數個獨立的腔體。該殼體包含有相對設置的一第一板部及一第二板部。該些腔體形成於該第一板部與該第二板部之間。其中各該腔體內分別設置有一作動液、至少一導流凸塊及一毛細結構，該至少一導流凸塊形成於該第二板部的一內表面，而該毛細結構設置於該至少一導流凸塊的一末端。
在本發明的一實施例中，該均溫板裝置的該殼體進一步包含有至少一分隔壁，且該至少一分隔壁設置於該第一板部與該第二板部之間，且其兩相對端分別連接該第一板部與該第二板部，以分隔該些腔體，使該些腔體彼此獨立。
本發明的均溫板裝置的製作方法包含有以下步驟：提供一第一基板；於該第一基板上形成一第一環凸部、至少一第一分隔凸部及複數導流凸塊；其中該些導流凸塊被該至少一第一分隔凸部分隔開；其中該第一分隔凸部將該第一環凸部的一內側區域分隔出複數第一容室；分別設置一毛細結構於各該導流凸塊的一末端；提供一第二基板；於該第二基板上形成一第二環凸部及至少一第二分隔凸部；對接該第一基板與該第二基板；其中該第一基板的第一環凸部與該第二基板的第二環凸部對接，且該第一基板的第一分隔凸部與該第二基板的第二分隔凸部對接；注入一作動液至該第一基板的第一環凸部的內側區域的該些第一容室，並將該些第一容室抽真空；壓合該第一基板與該第二基板，使該第一基板的第一環凸部的一末端與該第二基板的第二環凸部一末端密合，且使該第一基板的第一分隔凸部的一末端與該第二基板的第二分隔凸部的一末端密合。
在本發明的一實施例中，該均溫板裝置的製作方法進一步包含以下步驟：在分別設置該毛細結構於各該導流凸塊的該末端後，進一步設置複數通管於該第一環凸部的末端；其中該些通管分別連通該第一環凸部的內側區域的其中一第一容室；在注入該作動液至該第一基板的第一環凸部的內側區域的該些第一容室時，係通過該些通管注入該作動液至該第一基板的第一環凸部的內側區域的該些第一容室，並通過該些通管將該些第一容室抽真空；在壓合該第一基板與該第二基板後，進一步切除該些通管外露的部分。
在本發明的一實施例中，該均溫板裝置的製作方法進一步包含以下步驟：在該第一基板上形成該第一環凸部、該第一分隔凸部及該些導流凸塊後，進一步於該第一環凸部的末端形成有複數第一接合部；在於該第二基板上形成該第二環凸部及該第二分隔凸部後，進一步於該第二環凸部的末端形成有複數第二接合部；在對接該第一基板與該第二基板時，進一步使該第一基板的第一環凸部末端的第一接合部與該第二基板的第二環凸部末端的該些第二接合部對接。
在本發明的一實施例中，該均溫板裝置的製作方法的「於該第一基板上形成該第一環凸部、該第一分隔凸部及該些導流凸塊」的步驟進一步包含：形成一第一圖形化光阻層於該第一基板上，且該第一圖形化光阻層具有多個第一圖形化開口區；蝕刻該第一圖形化開口區內的該第一基板；移除該第一圖形化光阻層，以於該第一基板上形成該第一環凸部、該第一分隔凸部及該些導流凸塊。
在本發明的一實施例中，該均溫板裝置的製作方法的「於該第一環凸部的末端形成有該第一接合部」的步驟進一步包含：形成一第二圖形化光阻層於該第一基板上，且該第二圖形化光阻層具有多個第二圖形化開口區；其中該第二圖形化開口區對應該第一環凸部的末端；蝕刻該第二圖形化開口區內的該第一環凸部的末端；移除該第二圖形化光阻層，以於該第一環凸部的末端形成該第一接合部。
在本發明的一實施例中，該均溫板裝置的製作方法的「於該第二基板上形成該第二環凸部及該第二分隔凸部」的步驟進一步包含：形成一第三圖形化光阻層於該第二基板上，且該第三圖形化光阻層具有多個第三圖形化開口區；蝕刻該第三圖形化開口區內的該第二基板；移除該第三圖形化光阻層，以於該第二基板上形成該第二環凸部及該第二分隔凸部。
在本發明的一實施例中，該均溫板裝置的製作方法的「於該第二環凸部的末端形成有該些第二接合部」的步驟進一步包含：形成一第四圖形化光阻層於該第二基板上，且該第四圖形化光阻層具有多個第四圖形化開口區；其中該第四圖形化開口區對應該第二環凸部的末端；形成該些第二接合部於該第四圖形化開口區內；移除該第四圖形化光阻層，以於該第二環凸部的末端形成該些第二接合部。
在本發明的一實施例中，該均溫板裝置的製作方法，其中該些第二接合部是通過電鍍形成。
基於上述，在本發明的均溫板裝置及其製作方法中，該均溫板裝置具有複數個獨立的腔體，且各腔體內均設有作動液，當該均溫板裝置使用時，是將該第二板部水平設置於一熱源的上方，並利用位於各個獨立腔體內的作動液對該熱源進行散熱。而當該熱源移動或翻轉，導致該均溫板裝置翻轉成垂直設置於該熱源的側邊時，由於各個腔體彼此獨立不互通，且各該腔體內均設有該作動液，因此該作動液受重力影響僅集中在各個腔體的下方，並不會全部集中到均溫板裝置的下方。也就是說，當該均溫板裝置垂直設置於該熱源側邊時，位於該均溫板裝置中上方的腔體內仍會有作動液，藉此增加了接觸面積，並提高了散熱效率。
圖1A至圖1D為本發明一實施例的均溫板裝置的側視及俯視剖面示意圖。
請參閱圖1A、圖1B及圖1C，在本實施例中，該均溫板裝置10包含有一殼體11及複數個獨立的腔體12。該殼體11包含有相對設置的一第一板部111及一第二板部112。該些腔體12形成於該第一板部111與該第二板部112之間。其中各該腔體12內分別設置有一作動液121、至少一導流凸塊122及一毛細結構123，該至少一導流凸塊122形成於該第二板部112的一內表面1121，而該毛細結構設置123於該至少一導流凸塊122的一末端1221。
此外，該均溫板裝置10的殼體11進一步包含有至少一分隔壁113，且該至少一分隔壁113設置於該第一板部111與該第二板部112之間，且其兩相對端分別連接該第一板部111與該第二板部112，以分隔該些腔體12，使該些腔體12彼此獨立。
請同時參閱圖1A及圖1D，由於該均溫板裝置10具有複數個獨立的腔體12，且各腔體12內均設有作動液121。如圖1A，當該均溫板裝置11使用時，是將該第二板部112水平設置於一熱源20的上方，並利用位於各個獨立腔體12內的作動液121對該熱源20進行散熱。如圖1D，而當該熱源20移動或翻轉，導致該均溫板裝置10翻轉成垂直設置於該熱源20的側邊時，由於各個腔體12彼此獨立不互通，且各該腔體12內均設有該作動液121，因此該作動液121受重力影響僅集中在各個腔體12的下方，並不會全部集中到均溫板裝置10的下方。讓均溫板裝置10在垂直設置於該熱源20側邊時，位於該均溫板裝置10中上方的腔體12內仍會有作動液121，藉此增加了接觸面積，並提高了散熱效率。
圖2A至圖2F、圖2F’為本發明一實施例的均溫板裝置的製作方法的第一基板的剖面示意圖。
請參閱圖2A及圖2B，在本實施例中，首先提供一第一基板21，並形成一第一圖形化光阻層2101於該第一基板21上，且該第一圖形化光阻層2101具有多個第一圖形化開口區2102。在一些實施例中，該第一基板21的材料是一導熱性良好的金屬或金屬合金，例如銅或其合金。且該第一圖形化光阻層2101及該第一圖形化開口區2102可通過旋轉塗布(spin coating)、乾膜形感光介電材圖案化等方法，在該第一基板21上形成一光阻層，再以曝光顯影的方式對該光阻層進行圖案化，以形成該第一圖形化光阻層2101及該第一圖形化開口區2102。
請參閱圖2B，蝕刻該第一圖形化開口區2102內的該第一基板21，並移除該第一圖形化光阻層2101，以於該第一基板21上形成一第一環凸部211、至少一第一分隔凸部212及複數導流凸塊213。該些導流凸塊213被該至少一第一分隔凸部212分隔開，且該第一分隔凸部212將該第一環凸部211的一內側區域2111分隔出複數第一容室2112。
請參閱圖2C，形成一第二圖形化光阻層2103於該第一基板21上，且該第二圖形化光阻層2103具有多個第二圖形化開口區2104。該第二圖形化開口區2104對應該第一環凸部211的一末端2113。在本實施例中，形成該第二圖形化光阻層2103及該第二圖形化開口區2104的方法與上述形成該第一圖形化光阻層2101及該第一圖形化開口區2102的方法相似，故不再贅述。
請參閱圖2D，蝕刻第二圖形化開口區2104內的該第一環凸部211的末端2113。
請參閱圖2E，移除該第二圖形化光阻層2103，以於該第一環凸部211的末端2113形成有複數第一接合部2114。
請參閱圖2F，分別設置一毛細結構214於各該導流凸塊213的一末端2131，也就是說，在各個第一容室2112中，均設有一個毛細結構214。且該毛細結構214不僅只形成於各該導流凸塊213之末端2131，該毛細結構214係覆蓋對應的整個第一容室2112。
請參閱圖2F’，在該第一環凸部211末端2113上，未形成有該些第一接合部2114的區域，進一步設置複數通管215於該第一環凸部211的末端2113。該些通管215分別連通該第一環凸部211的內側區域2111的其中一第一容室2112。在本實施例中，該些通管215的材質與該第一基板21相同，同樣是一導熱性良好的金屬或金屬合金，例如銅或其合金。
圖3為本發明一實施例的均溫板裝置的製作方法中對應圖2F及圖2G步驟的第一基板21的俯視示意圖。
請參閱圖3，在本實施例中，該第一環凸部211係環繞多個第一容室2112，該第一分隔凸部212則是形成於該些第一容室2112之間，以分隔該些第一容室2112，使該些第一容室2112彼此獨立不互通。而各該第一接合部2114則是由複數個長凹槽構成，且該些長凹槽與分布於該第一環凸部211的末端2113共同形成一環繞圖形，並環繞該些第一容室2112，此外，同一個第一接合部2114的該些長凹槽彼此間具有一間隔，該間隔供該些通管215設置。也就是說，該些通管215並不會設置於該些長凹槽2114的上方。在本實施例中，該些第一接合部2114的數量為複數個，且呈同心圖形，共同環繞該些第一容室2112，例如該些第一接合部2114的數量為兩個，呈一「回」字型共同環繞該些第一容室2112，或是該些第一接合部2114的數量為三或四個，並共同環繞該些第一容室2112。在本實施例中，以兩個第一接合部2114為例說明，但並不以此為限。
圖4A至圖4E為本發明一實施例的均溫板裝置的製作方法的第二基板的剖面示意圖。
請參閱圖4A，提供一第二基板22，並形成一第三圖形化光阻層2201於該第二基板22上，且該第三圖形化光阻層2201具有多個第三圖形化開口區2202。在本實施例中，形成該第三圖形化光阻層2201及該第三圖形化開口區2202的方法與上述形成該第一圖形化光阻層2101及該第一圖形化開口區2102的方法相似，故不再贅述。
請參閱圖4B，蝕刻該第三圖形化開口區內2202的該第二基板22，並移除該第三圖形化光阻層2201，以於該第二基板上形成一第二環凸部221及至少一第二分隔凸部222。該第二分隔凸部222將該第二環凸部221的一內側區域2211分隔出複數第二容室2212。
請參閱圖4C，形成一第四圖形化光阻層2203於該第二基板22上，且該第四圖形化光阻層2203具有多個第四圖形化開口區2204。該第四圖形化開口區2204對應該第二環凸部221的末端2213。在本實施例中，形成該第四圖形化光阻層2203及該第四圖形化開口區2204的方法與上述形成該第一圖形化光阻層2101及該第一圖形化開口區2102的方法相似，故不再贅述。
請參閱圖4D，形成複數第二接合部2214於該第四圖形化開口區2204內。在本實施例中，形成該些第二接合部2214的方法例如是電鍍，但並不以此為限。
請參閱圖4E，移除該第四圖形化光阻層2203，以於該第二環凸部221的末端2213形成有該些第二接合部2214。
圖5A、圖5A’至圖5E為本發明一實施例的均溫板裝置的製作方法的結合第一基板與第二基板的剖面示意圖。
請參閱圖5A，對接該第一基板21與該第二基板22。該第一基板21的第一環凸部211與該第二基板22的第二環凸部221對接，以及該第一基板21的第一分隔凸部212與該第二基板22的第二分隔凸部222對接，且進一步使該第一基板21的第一環凸部211末端2113的第一接合部2114與該第二基板22的第二環凸部221末端2213的該些第二接合部2214對接。在本實施例中，該第一基板21的第一環凸部211與該第二基板22的第二環凸部221的形狀相同，且該第一基板21的第一分隔凸部212與該第二基板22的第二分隔凸部222的形狀相同。此外，該第一基板21的第一環凸部211末端2113的第一接合部2114的數量與形狀，皆與該第二基板22的第二環凸部221末端2213的該些第二接合部2214相配合。舉例來說，該些第一接合部2114可為複數接合凹部，且該些第二接合部2214可為複數接合凸部，但不以此為限，只要該第一接合部2114與該第二接合部2214為能相互配合的凹凸狀結構即可。
而在本實施例中，該第一接合部2114與該第二接合部2214設計成凹凸狀微結構，藉此增加該第一基板21與該第二基板22的接觸面積進而提升密封性，並能有效降低熱阻。且因熱阻已有效降低，進而導致焊接製程的溫度下降，提升材料選擇度。在本實施例中，材料挑選使用純銅材料，此材料可避免複合式合金材料，經過熱處理後金屬析出狀況，大幅降低密封性的問題。
請參閱圖5A’，為不同於圖5A的另一剖面示意圖，是以能觀察到該些通管215為主。
請參閱圖5B，完成該第一基板21與該第二基板22的對接。
請參閱圖5C，通過該些通管215注入該作動液121至該第一基板21的第一環凸部211的內側區域2111的該些第一容室2112，並通過該些通管215將該些第一容室2112抽真空。
請參閱圖5D，壓合該第一基板21與該第二基板22，使該第一基板21的第一環凸部211的一末端2113與該第二基板22的第二環凸部221一末端2213密合，且使該第一基板21的第一分隔凸部212的一末端與該第二基板22的第二分隔凸部222的一末端密合。
在本實施例中，該第一基板21與該第二基板22的接合方式是以焊接製程進行製作，通過加熱加壓的方式使該第一基板21與該第二基板22密封接合。
請參閱圖5E，切除該些通管215外露的部分。
由於在本實施例中，該第二環凸部221、該第二分隔凸部222及該些第二容室2212的形狀與數量分別與該一環凸部211、該第一分隔凸部212及該些第一容室2112的形狀與數量相同，且位置亦彼此對應。如此一來，當該第一基板21與該第二基板22完成對接後，該些第一容室2112能分別與該些第二容室2212共同形成該些腔體12，且使該些腔體12彼此獨立不互通。而該第一基板21與該第二基板22則於結合後共同形成該殼體11，且該第一基板21即為該殼體11的第二板部112，而該第二基板22即為該殼體11的第一板部111。
此外，由於本發明的均溫板裝置的製作方法，係使用黃光製程製作，利用圖形化設計可直接於整個大版面進行製作，且可再分割為多個獨立之均溫板裝置進行設計排板，而後續可依照不同的需求應用，裁切成所需之複數均溫板裝置。
也就是說，本發明的均溫板裝置的製作方法可針對各個熱源的大小與形狀進行設計、製作，配合度高，亦可匹配熱源形狀，達到高度貼合而增加散熱效率。且因該均溫板裝置具有多個獨立的腔體，在均溫板呈垂直方向時，位於上方的腔體內仍會有作動液可供與熱源進行熱交換作用，不會因為作動液全部集中到底部，造成上方的熱交換效果不佳。而本發明的均溫板裝置的外觀結構可為方形、圓形等各種形狀，以匹配不同熱源的大小與形狀。
10:均溫板裝置 11:殼體 111:第一板部 112:第二板部 1121:內表面 12:腔體 121:作動液 122:導流凸塊 1221:末端 123:毛細結構 21:第一基板 2101:第一圖形化光阻層 2102:第一圖形化開口區 2103:第二圖形化光阻層 2104:第二圖形化開口區 211:第一環凸部 2111:內側區域 2112:第一容室 2113:末端 2114:第一接合部 212:第一分隔凸部 213:導流凸塊 214:毛細結構 215:通管 22:第二基板 2201:第三圖形化光阻層 2202:第三圖形化開口區 2203:第四圖形化光阻層 2204:第四圖形化開口區 221:第二環凸部 2211:內側區域 2212:第二容室 2213:末端 2214:第二接合部
圖1A為本發明一實施例的均溫板裝置水平放置時的側視剖面示意圖； 圖1B為本發明一實施例的均溫板裝置的俯視剖面示意圖； 圖1C為本發明一實施例的均溫板裝置的另一俯視剖面示意圖； 圖1D為本發明一實施例的均溫板裝置垂直放置時的側視剖面示意圖； 圖2A至圖2F、圖2F’為本發明一實施例的均溫板裝置的製作方法的第一基板的剖面示意圖； 圖3為本發明一實施例的均溫板裝置的製作方法中對應圖2F及圖2F’步驟的第一基板的俯視示意圖； 圖4A至圖4E為本發明一實施例的均溫板裝置的製作方法的第二基板的剖面示意圖； 圖5A、圖5A’至圖5E為本發明一實施例的均溫板裝置的製作方法的結合第一基板與第二基板的剖面示意圖。
10:均溫板裝置
11:殼體
111:第一板部
112:第二板部
1121:內表面
12:腔體
121:作動液
122:導流凸塊
1221:末端
123:毛細結構

Claims (10)

  1. 一種均溫板裝置，包含： 一殼體，包含有相對設置的一第一板部及一第二板部； 複數個獨立的腔體，形成於該第一板部與該第二板部之間； 其中各該腔體內分別設置有： 一作動液； 至少一導流凸塊，形成於該第二板部的一內表面； 一毛細結構，設置於至少一導流凸塊之一末端。
  2. 如請求項1所述之均溫板裝置，其中該殼體進一步包含有： 至少一分隔壁，設置於該第一板部與該第二板部之間，且其兩相對端分別連接該第一板部與該第二板部，以分隔該些腔體，使該些腔體彼此獨立。
  3. 一種均溫板裝置的製作方法，包含有： 提供一第一基板； 於該第一基板上形成一第一環凸部、至少一第一分隔凸部及複數導流凸塊；其中該些導流凸塊被該至少一第一分隔凸部分隔開；其中該第一分隔凸部將該第一環凸部的一內側區域分隔出複數第一容室； 分別設置一毛細結構於各該導流凸塊的一末端； 提供一第二基板； 於該第二基板上形成一第二環凸部及至少一第二分隔凸部； 對接該第一基板與該第二基板；其中該第一基板的第一環凸部與該第二基板的第二環凸部對接，且該第一基板的第一分隔凸部與該第二基板的第二分隔凸部對接； 注入一作動液至該第一基板的第一環凸部的內側區域的該些第一容室，並將該些第一容室抽真空； 壓合該第一基板與該第二基板，使該第一基板的第一環凸部的一末端與該第二基板的第二環凸部一末端密合，且使該第一基板的第一分隔凸部的一末端與該第二基板的第二分隔凸部的一末端密合。
  4. 如請求項3所述之均溫板裝置的製作方法，進一步包含有： 在分別設置該毛細結構於各該導流凸塊的該末端後，進一步設置複數通管於該第一環凸部的末端；其中該些通管分別連通該第一環凸部的內側區域的其中一第一容室； 在注入該作動液至該第一基板的第一環凸部的內側區域的該些第一容室時，係通過該些通管注入該作動液至該第一基板的第一環凸部的內側區域的該些第一容室，並通過該些通管將該些第一容室抽真空； 在壓合該第一基板與該第二基板後，進一步切除該些通管外露的部分。
  5. 如請求項3所述之均溫板裝置的製作方法，進一步包含有： 在該第一基板上形成該第一環凸部、該第一分隔凸部及該些導流凸塊後，進一步於該第一環凸部的末端形成有複數第一接合部； 在於該第二基板上形成該第二環凸部及該第二分隔凸部後，進一步於該第二環凸部的末端形成有複數第二接合部； 在對接該第一基板與該第二基板時，進一步使該第一基板的第一環凸部末端的第一接合部與該第二基板的第二環凸部末端的該些第二接合部對接。
  6. 如請求項3所述之均溫板裝置的製作方法，其中於該第一基板上形成該第一環凸部、該第一分隔凸部及該些導流凸塊的步驟進一步包含： 形成一第一圖形化光阻層於該第一基板上，且該第一圖形化光阻層具有多個第一圖形化開口區； 蝕刻該第一圖形化開口區內的該第一基板； 移除該第一圖形化光阻層，以於該第一基板上形成該第一環凸部、該第一分隔凸部及該些導流凸塊。
  7. 如請求項5所述之均溫板裝置的製作方法，其中於該第一環凸部的末端形成有該第一接合部的步驟進一步包含： 形成一第二圖形化光阻層於該第一基板上，且該第二圖形化光阻層具有多個第二圖形化開口區；其中該第二圖形化開口區對應該第一環凸部的末端； 蝕刻該第二圖形化開口區內的該第一環凸部的末端； 移除該第二圖形化光阻層，以於該第一環凸部的末端形成該第一接合部。
  8. 如請求項3所述之均溫板裝置的製作方法，其中於該第二基板上形成該第二環凸部及該第二分隔凸部的步驟進一步包含： 形成一第三圖形化光阻層於該第二基板上，且該第三圖形化光阻層具有多個第三圖形化開口區； 蝕刻該第三圖形化開口區內的該第二基板； 移除該第三圖形化光阻層，以於該第二基板上形成該第二環凸部及該第二分隔凸部。
  9. 如請求項5所述之均溫板裝置的製作方法，其中於該第二環凸部的末端形成有該些第二接合部的步驟進一步包含： 形成一第四圖形化光阻層於該第二基板上，且該第四圖形化光阻層具有多個第四圖形化開口區；其中該第四圖形化開口區對應該第二環凸部的末端； 形成該些第二接合部於該第四圖形化開口區內； 移除該第四圖形化光阻層，以於該第二環凸部的末端形成該些第二接合部。
  10. 如請求項9所述之均溫板裝置的製作方法，其中該些第二接合部是通過電鍍形成。
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