超薄型均溫板製作方法及其製成的超薄型均溫板的製作方法
2023-06-30 09:54:56 1
超薄型均溫板製作方法及其製成的超薄型均溫板的製作方法
【專利摘要】本發明揭示一種超薄型均溫板製作方法，其提供一第一板材、一第二板材、一黏合件、一填充管及一工作流體，其中該黏合件的表面設有一第一金屬層，復對該第一板材進行加工而形成向內凹入的一第一流道，並將該第一板材、該黏合件及該第二板材依序疊合後，使該第一金屬層熔化而將該第一板材、該黏合件及該第二板材黏合成一體結構，並於該一體結構內部形成一容置空間，最後再填充該工作流體於該容置空間內並予以封閉。本發明採用微結構設計的該第一流道，且以該黏合件黏接該第一板材及該第二板材，故能大幅縮減成品厚度，並能兼顧散熱功效。
【專利說明】超薄型均溫板製作方法及其製成的超薄型均溫板
【技術領域】
[0001]本發明屬於散熱裝置製造方法的【技術領域】，尤指一種結構創新且能有效縮減厚度的超薄型均溫板製作方法及其製成的超薄型均溫板。
【背景技術】
[0002]半導體產業的技術大幅提升，各種如:中央處理器(Central ProcessingUnit, CPU)、圖形處理器(Graphics Processing Units, GPU)及高功率發光二極體晶片等電子組件的尺寸愈來愈小,但是,其使用時的發熱量卻愈來愈高、單位面積熱流密度也愈來愈大，為了維持該複數個電子組件於許可溫度的下運作，最常見的作法就是於該複數個電子組件上結合各種不同型式的散熱器進行散熱。
[0003]均溫板是常見的一種散熱器，其具有高熱傳導率、高熱傳能力、結構簡單、重量輕且不消耗電力等優點，非常符合該複數個電子組件的散熱需求，加上近年來電子產品有逐漸輕薄的趨勢，故均溫板的應用範圍也更加地廣泛、普及。請參閱圖1，是傳統均溫板的結構示意圖。如圖中所示，該均溫板I的結構主要包括一殼體11、一毛細組織12及一工作流體13,其中該殼體11包括一上板111及一下板112,該上板111及該下板112的周緣通過衝壓而結合成一體，而該毛細組織12布設於殼體11 (意即該上板111及該下板112相對的表面)的內表面，並將該工作流體13填注於該殼體11內。使用時，該殼體11接觸於該複數個電子組件發熱處是蒸發區，未接觸該複數個電子組件處均為冷凝區，位於蒸發區的該工作流體13吸收熱量後而蒸發成為氣態，於該冷凝區冷卻並釋放出潛熱而回復成液態，通過該毛細組織12及重力導引該工作流體13回流至蒸發區。再。該均溫板I為了提升散熱效率及使用時的強度，也會在該上板111及該下板112之間設有複數個導熱柱體113，不僅可增加該下板112的熱傳導效率，也能有效提升該殼體11的組裝強度。
[0004]然而，該毛細結構12由金屬粉末經高溫燒結製程而凸設於該殼體11的內表面，由於形狀複雜且高度不一，且必須留有該工作流體13流動時所需的空間，因此，該殼體11的該上板111及該下板112進行接合時，需使用較厚的板材以達到穩固固定的功效；再。該複數個散熱柱體113也必須通過適當的方式而固定在該殼體11內。綜上所述，因此，目前傳統均溫板I於成型後的厚度都超過2.8mm，相對地，其重量也會大幅提高，導致後續應用範圍大受限制。
【發明內容】
[0005]有鑑於此，本發明的一目的，旨在提供一種超薄型均溫板製作方法，用以生產厚度介於0.5mm?2.8mm的該超薄型均溫板，以供用來與一發熱組件相貼合而快速驅散其所產生的熱量。
[0006]本發明的次一目的，旨在提供一種利用前述製造方法而製得的超薄型均溫板，俾採用了薄型化的板材及表面具有黏合用金屬層的黏合件結構，且該板材的內面設有向內凹入的流道結構，據而有效縮減其組裝後的厚度，且能確保工作流體使用時的流動空間。[0007]本發明的再一目的，旨在提供一種超薄型均溫板，進一步使用了表面具有黏合用金屬層的複數個導熱柱，據而提高其導熱效果及組裝強度。
[0008]本發明的又一目的，旨在提供一種超薄型均溫板，於鄰近該複數個導熱柱及該複數個黏合件黏接處設有導流槽結構，以避免黏合時，呈熔融狀態的該複數個金屬層流入該流道內而影響散熱效果，故能夠有效提升組裝時的合格率。
[0009]為實現上述目的，本發明採用的技術方案包括:
[0010]一種超薄型均溫板製作方法，其特徵在於:該超薄型均溫板的厚度介於0.?
2.8皿，用來與一發熱組件相貼合而快速驅散其所產生的熱量，其包括:
[0011]提供一第一板材、一第二板材、一黏合件、一填充管及一工作流體，其中該黏合件的表面設有一第一金屬層；
[0012]對該第一板材的一面進行加工而設有一第一流道，且該第一流道呈交錯分布而凹設於該第一板材表面；
[0013]依序疊合該第一板材、該黏合件、該填充管及該第二板材；
[0014]熔化該第一金屬層以將該第一板材、該黏合件、該填充管及該第二板材合成一體結構，並在該一體結構內部形成一容置空間 '及
[0015]填充該工作流體於該容置空間內，並將該容置空間加以封閉。
[0016]所述的超薄型均溫板製作方法，其中:在「依序疊合該第一板材、該黏合件及該第二板材」的步驟之前，對該第二板材的一面進行加工而設有一第二流道，且該第二流道呈交錯分布，該第一流道及該第二流道呈相對設置。
[0017]所述的超薄型均溫板製作方法，其中:在「依序疊合該第一板材、該黏合件及該第二板材」的步驟之前，還提供複數個導熱柱，且該導熱柱的外表面設有一第二金屬層，並將該複數個導熱柱設於該第一板材及該第二板材之間。
[0018]所述的超薄型均溫板製作方法，其中:在「填充該工作流體於該容置空間內，並將該容置空間加以封閉」的過程中，同步進行抽真空。
[0019]為實現上述目的，本發明採用的技術方案還包括:
[0020]一種應用所述的超薄型均溫板製作方法而製成的超薄型均溫板，其特徵在於，其包括:
[0021]一第一板材，其一面布設有一第一流道，另一面與該發熱組件相貼合，該第一流道呈交錯分布；
[0022]一第二板材，設於該第一板材具有該第一流道的一側；
[0023]—黏合件,設於該第一板材與該第二板材之間，該黏合件對應該第一板材及該第二板材而形成的框圍狀結構體，該黏合件的表面設有一第一金屬層，使該第一金屬層熔融後而分別黏合於該第一板材及該第二板材上，使該第一板材、該第二板材及該黏合件的內部形成有一容置空間；
[0024]一填充管，設於該第一板材及該第二板材之間，且該填充管與該容置空間相連通；及
[0025]一工作流體，經該填充管而填充設於該容置空間內，該填充管於填充完畢後即封閉外開口，使該工作流體能夠在該第一流道進行流動。
[0026]所述的超薄型均溫板，其中:該第一金屬層以電鍍、塗布或化學方式設於該黏合件的表面。
[0027]所述的超薄型均溫板，其中:該第一金屬層選自鎳、錫或銅其中之一。
[0028]所述的超薄型均溫板，其中:還具有一第二流道，其布設於該第二板材的一面，使該第一流道與該第二流道相對。
[0029]所述的超薄型均溫板，其中:還具有複數個導熱柱，該複數個導熱柱的表面設有一第二金屬層，且該複數個導熱柱的二端分別連接於該第一板材及該第二板材的內表面。
[0030]所述的超薄型均溫板，其中:該第一流道及該第二流道對應該黏合件及該複數個導熱柱分別設有複數個第一導流槽及複數個第二導流槽，該複數個第一導流槽及複數個第二導流槽填置呈熔融狀態的該第一金屬層及該第二金屬層。
[0031]與現有技術相比較，本發明具有的有益效果是:本發明採用微結構設計的該第一流道，且以該黏合件黏接該第一板材及該第二板材，故能大幅縮減成品厚度，並能兼顧散熱功效。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]圖1是傳統均溫板的結構示意圖；
[0033]圖2是本發明較佳實施例的步驟流程圖；
[0034]圖3是對應步驟31的狀態示意圖；
[0035]圖4是對應步驟52的狀態示意圖；
[0036]圖5是對應步驟33的狀態示意圖；
[0037]圖6是對應步驟34的狀態示意圖；
[0038]圖7是對應步驟35的狀態示意圖；
[0039]圖8是對應步驟36的狀態示意圖；
[0040]圖9是對應步驟37及37-1的狀態示意圖；
[0041]圖10是本發明較佳實施例組裝後的剖視圖。
[0042]附圖標記說明:1-均溫板；11-殼體；111-上板；112-下板；113-導熱柱體；12-毛細組織；13-工作流體；31?37-1-步驟；2-超薄型均溫板；21-第一板材；211-第一流道；2111-射線；2112-側線；2113-第一導流槽；22-第二板材-；221-第二流道；2211-第二導流槽；23-黏合件；231-第一金屬層；24-填充管；25-工作流體；26-導熱柱；261-第二金屬層；3-發熱組件。
【具體實施方式】
[0043]為使貴審查委員能清楚了解本發明的內容，僅以下列說明搭配圖式，敬請參閱。
[0044]請參閱圖2、圖3?圖9及圖10，是本發明較佳實施例的步驟流程圖及對應各步驟的狀態示意圖，以及其組裝後的剖視圖。如圖中所示，本發明依據超薄型均溫板製作方法的操作步驟而製得一超薄型均溫板2，其操作步驟如下:
[0045]51:提供一第一板材21、一第二板材22、一黏合件23、一填充管24及一工作流體25，其中該黏合件23的表面設有一第一金屬層231。應注意的是,該第一金屬層231以電鍍、塗布或化學方式設於該黏合件23的表面，且該第一金屬層231的材質選自鎳、錫或銅其中之一。[0046]S2:對該第一板材21的一面進行蝕刻而設有一第一流道211，且該第一流道211呈交錯分布。其中該第一流道211的形狀設計以熱量最集中處向外放射狀發散有複數條射線2111，且該二相鄰的射線2111間並連接設有複數條側線2112，使該第一流道211呈相互流通的態樣，但其形狀並不受限於此。
[0047]S3:對該第二板材22的一面進行蝕刻而設有一第二流道221，且該第二流道221呈交錯分布，該第一流道211及該第二流道221呈相對設置。其中該第二流道221的形狀設計與該第一流道211相同，故於此不再多加贅述。應注意的是，本發明的較佳實施例的該第一流道211及該第二流道221採用物理蝕刻或化學蝕刻等方式而製成，也可以其它機械加工如:雷射鵰刻等方式而製成，故應不以此為限。
[0048]S4:提供複數個導熱柱26,且該導熱柱26的表面設有一第二金屬層261。其中的該第二金屬層261與該第一金屬層231 —樣，以電鍍、塗布或化學方式設於該複數個導熱柱26的表面，且其材質同樣選自鎳、錫或銅其中之一者。
[0049]S5:依序疊合該第一板材21、該黏合件23、該填充管24及該第二板材22，並將該複數個導熱柱26設於該第一板材及該第二板材之間。其中，將該第一板材21具有該第一流道211的一面朝上，依序疊合該黏合件23、該填充管24及該複數個導熱柱26，最後再將該第二板材22蓋合於最上方，使該黏合件23、該填充管24及該複數個導熱柱26被夾設於該第一板材21及該第二板材22之間。
[0050]S6:熔化該第一金屬層231及該第二金屬層261,以將該第一板材21、該黏合件23、該填充管24、該複數個導熱柱26及該第二板材22合成一體結構,並於該一體結構內部形成一容置空間。由於該第一金屬層231及該第二金屬層261的熔點低於該第一板材21、該黏合件23及該第二板材22，經過加溫或是施加高能量之後，可使該第一金屬層231及該第二金屬層261熔化並呈現熔融狀態，以供填充於該第一板材21、該第二板材22、該黏合件23及該複數個導熱柱26等的縫隙間，待回復常溫後隨即能夠發揮固定的效果，而達到黏合的功效。應注意的是，為了避免該複數個第一金屬層231及該第二金屬層261於熔融狀態時，流入該第一流道211及該第二流道221內而造成堵塞,故於該第一流道211及該第二流道221內對應該導熱柱的位置，分別設有複數個第一導流槽2113及複數個第二導流槽2211，以填置呈熔融狀態的該第一金屬層231及該第二金屬層261。
[0051]S7:填充該工作流體25於該容置空間內，並將該容置空間加以封閉。通過該填充管24以將該工作流體25注入該容置空間內，最後再將該填充管24的管口予以封閉。
[0052]S7-1:同步進行抽真空。於填充該工作流體25的同時，通過該填充管24而將該容置空間抽真空，使該工作流體25的沸點得以降低，而能進一步提升散熱效率。
[0053]如圖10所示，本發明的超薄型均溫板2包括該第一板材21、該第二板材22、該黏合件23、該填充管24、該工作流體25及該複數個導熱柱26，經過上述製作方法的步驟後而完成。
[0054]其中該第一板材21米用銅金屬而製成,該第一板材21的一面布設有一第一流道211，另一面與該發熱組件3相貼合，該第一流道211呈交錯分布。
[0055]該第二板材22同樣以銅金屬而製成,該第二板材22相對設於該第一板材21具有該第一流道211的一側。
[0056]該黏合件23設於該第一板材21與該第二板材22之間，該黏合件23對應該第一板材21及該第二板材22的外輪廓而形成的框圍狀結構體，且該黏合件23的表面設有一第一金屬層231 (此時該第一金屬層231的材質不為銅),該第一金屬層231經過加熱後形成熔融狀態，以供分別黏合於該第一板材21及該第二板材22的一面上,使該第一板材21、該第二板材22及該黏合件23的內部形成有一容置空間(圖中未標號
[0057]該填充管24連同該黏合件23 —並設於該第一板材21及該第二板材22之間，且受到該黏合件23的固定效果而一併固定於其間；該填充管24並與該容置空間相連通。
[0058]該工作流體25通過填充管24而填充設於該容置空間內，該填充管24於填充完畢後即封閉外開口，使該工作流體25可於該容置空間及該第一流道211進行流動。
[0059]該複數個導熱柱26以導熱係數良好的金屬材質而製成的圓柱體，其形狀並不受限於圓柱狀形體，也可為其它形狀的柱狀體或管體等，該複數個導熱柱26設於該容置空間內，且該複數個導熱柱26的表面設有一第二金屬層261，其熔融後而能將其二端分別黏合於該第一板材21及該第二板材22的內表面。
[0060]以上說明對本發明而言只是說明性的，而非限制性的，本領域普通技術人員理解，在不脫離權利要求所限定的精神和範圍的情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種超薄型均溫板製作方法，其特徵在於:該超薄型均溫板的厚度介於0.5！^~2.8皿，用來與一發熱組件相貼合而快速驅散其所產生的熱量，其包括: 提供一第一板材、一第二板材、一黏合件、一填充管及一工作流體，其中該黏合件的表面設有一第一金屬層； 對該第一板材的一面進行加工而設有一第一流道，且該第一流道呈交錯分布而凹設於該第一板材表面； 依序疊合該第一板材、該黏合件、該填充管及該第二板材； 熔化該第一金屬層以將該第一板材、該黏合件、該填充管及該第二板材合成一體結構，並在該一體結構內部形成一容置空間；及 填充該工作流體於該容置空間內，並將該容置空間加以封閉。
2.根據權利要求1所述的超薄型均溫板製作方法，其特徵在於:在「依序疊合該第一板材、該黏合件及該第二板材」的步驟之前，對該第二板材的一面進行加工而設有一第二流道，且該第二流道呈交錯分布，該第一流道及該第二流道呈相對設置。
3.根據權利要求1所述的超薄型均溫板製作方法，其特徵在於:在「依序疊合該第一板材、該黏合件及該第二板材」的步驟之前，還提供複數個導熱柱，且該導熱柱的外表面設有一第二金屬層，並將該複數個導熱柱設於該第一板材及該第二板材之間。
4.根據權利要求1所述的超薄型均溫板製作方法，其特徵在於:在「填充該工作流體於該容置空間內，並將該容置空間加以封閉」的過程中，同步進行抽真空。
5.一種應用如權利要求1所述的超薄型均溫板製作方法而製成的超薄型均溫板，其特徵在於，其包括: 一第一板材，其一面布設有一第一流道，另一面與該發熱組件相貼合，該第一流道呈交錯分布； 一第二板材，設於該第一板材具有該第一流道的一側； 一黏合件，設於該第一板材與該第二板材之間，該黏合件對應該第一板材及該第二板材而形成的框圍狀結構體，該黏合件的表面設有一第一金屬層，使該第一金屬層熔融後而分別黏合於該第一板材及該第二板材上，使該第一板材、該第二板材及該黏合件的內部形成有一容置空間； 一填充管，設於該第一板材及該第二板材之間，且該填充管與該容置空間相連通；及 一工作流體，經該填充管而填充設於該容置空間內，該填充管於填充完畢後即封閉外開口，使該工作流體能夠在該第一流道進行流動。
6.根據權利要求5所述的超薄型均溫板，其特徵在於:該第一金屬層以電鍍、塗布或化學方式設於該黏合件的表面。
7.根據權利要求5或6所述的超薄型均溫板，其特徵在於:該第一金屬層選自鎳、錫或銅其中之一。
8.根據權利要求5所述的超薄型均溫板，其特徵在於:還具有一第二流道，其布設於該第二板材的一面，使該第一流道與該第二流道相對。
9.根據權利要求5或8所述的超薄型均溫板，其特徵在於:還具有複數個導熱柱，該複數個導熱柱的表面設有一第二金屬層，且該複數個導熱柱的二端分別連接於該第一板材及該第二板材的內表面。
10.根據權利要求9所述的超薄型均溫板，其特徵在於:該第一流道及該第二流道對應該黏合件及該複數個導熱柱分別設有複數個第一導流槽及複數個第二導流槽，該複數個第一導流槽及複數個第二導流槽填置呈熔融狀態的該第一金屬層及該第二金屬層。
【文檔編號】H01L23/367GK103839837SQ201210491308
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月27日 優先權日:2012年11月27日
【發明者】吳安智, 範牧樹, 蔣政栓 申請人:澤鴻(廣州)電子科技有限公司