均热板及散热装置的制作方法

1.本发明涉及光学及电子技术领域，具体涉及一种均热板及散热装置。


背景技术：

2.随着5g通信时代的到来，手机芯片的信息处理量越来越大，耗电量及发热量也越来越高，这对手机散热系统的要求也就更高。超薄均热板(vapor chamber，vc)以其优异的散热效果及超薄结构，正逐渐成为5g手机散热系统的标配。均热板是一个内壁具有微细结构的真空腔体，当热量从热源传导至蒸发区时，真空腔体里的冷却介质受热开始气化，气化后的冷却介质充满整个真空腔体，当气化后的冷却介质接触到较冷区域时便会开始液化，并释放出在蒸发时累积的热，液化后的冷却介质会通过微细结构的毛细管道再回到热源处，并以此周而复始进行。
3.目前，均热板的毛细芯主要由烧结而成的多孔内壁、铜网或者多孔内壁和铜网的复合体组成，在实现本技术的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：由于均热板除了上下两层盖板之外，还需要增加两层毛细芯层及一层中间空腔层，整体结构厚度较大，不利于均热板的薄型化；同时还需要对下盖板内部进行粉体烧结或者固定铜网，工艺复杂，成本较高。


技术实现要素：

4.鉴于以上内容，有必要提出一种均热板及散热装置，以解决上述问题。
5.本技术之一实施例提供一种均热板，包括：
6.第一盖板，具有第一表面，所述第一表面间隔设置有多个支撑部，多个所述支撑部之间的间隙相互连通并形成一散热腔，每个所述支撑部的外侧壁开设有凹槽；及
7.第二盖板，具有第二表面，所述第二表面与所述第一表面相对设置，所述第二表面的边缘与所述第一表面的边缘密封连接，所述第二表面设有多个毛细槽，相邻的所述毛细槽相连通，所述支撑部远离所述第一表面的一端抵接于所述毛细槽的槽壁，每个所述毛细槽均与所述散热腔相连通。
8.上述均热板的第二盖板和第一盖板可通过蚀刻的方式获得多个毛细槽、支撑部及支撑部的外侧壁上的凹槽，相邻的两个毛细槽连通，每个毛细槽均与散热腔连通，贴近芯片的局部毛细槽内的冷却介质(例如水、酒精)受热气化后朝远离芯片的区域运动，气化后的冷却介质在运动过程中接触较冷区域(例如支撑部)液化并放热，由于支撑部的外侧壁上开设有凹槽，增大了较冷区域的面积，有利于冷却介质的快速液化，并且由于支撑部外部凹槽的毛细作用，液化的液体会快速的被吸到第二盖板的毛细槽中，加快内部冷却介质的循环。具体地，液化的冷却介质在毛细作用下会被吸至毛细槽内，接着回流至毛细槽内的冷却介质继续接收芯片传递的热量并气化，以此周而复始对芯片进行散热，散热效果较好，此种结构能够实现均热板轻薄化，同时工艺更加简单，成本更优。
9.在一些实施例中，所述凹槽沿所述支撑部的高度方向延伸并贯穿所述支撑部靠近
所述第二盖板的一端。
10.如此，有利于凹槽内的液化的冷却介质快速下落至毛细槽的槽壁或毛细槽内。
11.在一些实施例中，多个所述毛细槽并排设置，相邻的两个所述毛细槽之间的槽壁设有通道，所述通道的宽度小于所述毛细槽的宽度，相邻的两个毛细槽的槽壁上的通道错开设置。
12.如此，可防止毛细槽内的冷却介质气化干涸而回补不及时。
13.在一些实施例中，所述毛细槽的深度与其宽度的比值为0.5-2，所述蚀刻的深度与其宽度的比值为0.5-2。
14.如此，可增大气化的冷却介质的接触面积，有利于凹槽内的液化的冷却介质快速下落至毛细槽的槽壁或毛细槽内；并且可增大毛细槽内的冷却介质的毛细力，保证液化后的冷却介质能以较快速度回流至毛细槽内。
15.在一些实施例中，所述毛细槽和所述凹槽的宽度均为20μm-200μm、深度均为30μm-400μm。
16.如此，气化后的冷却介质的热阻较小，扩散速度快，能够以较快的速度接触较冷区域(例如支撑部、槽壁)并液化，回液速度快，并且，还可保证毛细槽和凹槽的槽壁的强度。
17.在一些实施例中，所述支撑部的横截面的长度、宽度或直径均为0.1mm-2mm。
18.如此，可保证支撑部的强度及疏密程度。
19.在一些实施例中，所述支撑部的高度为20μm-250μm。
20.如此，可保证支撑部的强度。
21.在一些实施例中，每个所述支撑部与相邻的所述支撑部之间的间隙为0.1mm-2mm。
22.如此，可保证支撑部的疏密程度，气化后的冷却介质到达散热腔后热阻较小，扩散速度快，能够以较快的速度接触较冷区域(例如支撑部)并液化，回液速度快。
23.在一些实施例中，所述支撑部的横截面为圆形、椭圆形、三角形、四边形、五边形或六边形，所述凹槽的横截面为三角形、矩形、梯形、五边形或半圆形。
24.如此，可根据实际需要选择不同横截面形状的支撑部及相适宜横截面形状的凹槽。
25.在一些实施例中，所述凹槽环绕所述支撑部的外侧壁设置，的槽壁具有靠近所述支撑部的外侧壁的第一端和远离所述支撑部的外侧壁的第二端，沿着所述第一端至所述第二端的方向，所述凹槽的槽壁与所述第二盖板之间的距离逐渐减小。
26.如此，有利于凹槽内的液化的冷却介质快速下落至毛细槽的槽壁或毛细槽内。
27.本技术实施例还提供了一种散热装置，包括上述的均热板。
28.上述散热装置中均热板的第二盖板和第一盖板可通过蚀刻的方式获得多个毛细槽、支撑部及支撑部的外侧壁上的凹槽，相邻的两个毛细槽连通，每个毛细槽均与散热腔连通，贴近芯片的局部毛细槽内的冷却介质(例如水、酒精)受热气化后朝远离芯片的区域运动，气化后的冷却介质在运动过程中接触较冷区域(例如支撑部)液化并放热，由于支撑部的外侧壁上开设有凹槽，增大了较冷区域的面积，有利于冷却介质的快速液化，并且由于支撑部外部凹槽的毛细作用，液化的液体会快速的被吸到第二盖板的毛细槽中，加快内部冷却介质的循环。具体地，液化的冷却介质在毛细作用下会被吸至毛细槽内，接着回流至毛细槽内的冷却介质继续接收芯片传递的热量并气化，以此周而复始对芯片进行散热，散热效
果较好，此种结构能够实现均热板轻薄化，同时工艺更加简单，成本更优。
附图说明
29.图1是本发明第一实施例中提出的均热板和芯片的装配结构示意图。
30.图2是图1所示的均热板的结构示意图。
31.图3是图2中多个支撑部的仰视图。
32.图4是图2中多个毛细槽的俯视图。
33.图5是本发明第二实施例中提出的均热板中支撑部的仰视图。
34.图6是本发明第三实施例中提出的均热板中支撑部的仰视图。
35.图7是本发明第四实施例中提出的均热板中支撑部的主视图。
36.主要元件符号说明
37.均热板
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100
38.芯片
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200
39.第一盖板
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10
40.第一表面
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12
41.支撑部
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14、214、314、414
42.凹槽
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142、2142、3142、4142
43.第一端
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4144
44.第二端
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4416
45.散热腔
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16
46.第二盖板
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20
47.第二表面
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22
48.毛细槽
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24
49.槽壁
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50.通道
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28
具体实施方式
51.下面详细描述本发明的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
52.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
53.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相
连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
54.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
55.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
56.请参见图1，本发明的第一实施例提出了一种均热板100，设于芯片200的一侧，用于对芯片200进行降温。请参见图2和图3，均热板100包括第一盖板10和第二盖板20。
57.第一盖板10具有第一表面12，第一表面12间隔设置有多个支撑部14，多个支撑部14之间的间隙相互连通并形成一散热腔16，每个支撑部14的外侧壁开设有凹槽142以使冷却介质回流。第二盖板20具有第二表面22，第二表面22与第一表面12相对设置，且第二表面22的边缘与第一表面12的边缘密封连接，第二表面22设有多个毛细槽24，相邻的毛细槽24相连通，支撑部14远离第一表面12的一端抵接于毛细槽24的槽壁26，每个毛细槽24均与散热腔16相连通。
58.在本实施例中，第二表面22的边缘与第一表面12的边缘通过焊接(扩散焊)的方式密封连接在一起。可以理解，在使用之前，需要向均热板100内注入冷却介质，该冷却介质包括但不限于是水、酒精或其它媒介。
59.在本实施例中，凹槽142为毛细槽。
60.上述均热板100的第二盖板20和第一盖板10可通过蚀刻的方式获得多个毛细槽24及支撑部14，相邻的两个毛细槽24连通，每个毛细槽24均与散热腔16连通，贴近芯片200的局部毛细槽24内的冷却介质(例如水、酒精)受热气化后朝远离芯片200的区域运动，气化后的冷却介质在运动过程中接触较冷区域液化并放热，由于支撑部14的外侧壁上开设有凹槽142，增大了较冷区域的面积，有利于冷却介质的快速液化，另外，由于支撑部外部凹槽的毛细作用，液化的液体会快速的被吸到第二盖板的毛细槽中，加快内部冷却介质的循环。具体地，液化的冷却介质在毛细作用下会被吸至毛细槽24内，接着回流至毛细槽24内的冷却介质继续接收芯片200传递的热量并气化，以此周而复始对芯片进行散热，此种结构能够实现均热板100轻薄化，同时工艺更加简单，成本更优。
61.第一盖板10大致为板状。第一盖板10的厚度和第二盖板20的厚度均为20μm-200μm。如此，可实现均热板100的轻薄化，并满足所需的强度要求。然而，当第一盖板10的厚度和
第二盖板20的厚度均小于20μm时，均热板100的整体厚度较薄，加工难度较大，且均热板100的强度不能满足要求，容易在使用过程中变形；当第一盖板10的厚度和第二盖板20的厚度均大于200μm时，均热板100的整体厚度较大，不利于实现现有的轻薄化需求。在本实施例中，第一盖板10和第二盖板20的厚度相等。
62.支撑部14大致为柱状结构。支撑部14的横截面为四棱柱状。凹槽142为多个均匀且设置在支撑部14的外侧壁上，凹槽142沿支撑部14的高度方向延伸并贯穿支撑部14靠近第二盖板20的一端，其中每个凹槽142的横截面大致为梯形。支撑部14的横截面的长度、宽度或直径均为0.1mm-2mm；支撑部14的高度为20μm-150μm。如此，可保证支撑部14的疏密程度，气化后的冷却介质到达散热腔16后热阻较小，扩散速度快，能够以较快的速度接触较冷区域(例如支撑部)并液化，回液速度快。然而，当支撑部14的高度小于20μm时，散热腔16的容积较小，散热空间较小，气化的冷却介质热阻较大，扩散速度慢，从而使得散热效果较差；当支撑部14的高度大于150μm时，均热板100的整体厚度较大，不利于实现现有的轻薄化需求。其中支撑部14的主要作用是支撑部14有凹槽，可以起到毛细作用，快速将第一盖板10或支撑部14液化的冷却介质通过毛细力快速吸到第二盖板20处，与第二盖板20的毛细槽24联通，从而快速回到芯片处，加快冷却介质的循环。
63.每个支撑部14与相邻的支撑部14之间的间隙为0.1mm-2mm。如此，气化后的冷却介质到达散热腔16后热阻较小，扩散速度快，能够以较快的速度接触较冷区域(例如支撑部)并液化，回液速度快。然而，当每个支撑部14与相邻的支撑部14之间的间隙小于0.1mm时，气化的冷却介质热阻较大，扩散速度慢，从而使得散热效果较差；当每个支撑部14与相邻的支撑部14之间的间隙大于2mm时，支撑部14的数量较少，不利于气化后的冷却介质的液化回流。
64.第二盖板20大致为板状。第二盖板20和第一盖板10的厚度相同，且两者的厚度均为20μm-500μm，如此，保证了第二盖板20和第一盖板10的强度，且可满足使用。需要说明的是，第二盖板20的厚度值不包括毛细槽24的深度值，第一盖板10的厚度值不包括支撑部14的高度值。
65.毛细槽24通过在第二表面22蚀刻的方式获得。请参见图4，多个毛细槽24并排设置，相邻的两个毛细槽24之间的槽壁26设有通道28，通道28的宽度小于毛细槽24的宽度，相邻的两个毛细槽24的槽壁26上的通道28错开设置。在相邻的两个槽壁26上，其中一个槽壁26上设于n个通道28，另一个槽壁26上设有n 1个通道28，n为整数，并依此循环设置，例如槽壁26的数量为12个，12个槽壁26上的通道28的数量极其排布方式为3、4、3、4、3、4、3、4、3、4、3、4。
66.每个毛细槽24和凹槽142的深度大于或等于相应的毛细槽24的宽度，具体地，毛细槽24的深度与宽度的比值为0.5-2，凹槽142的深度与宽度的比值为0.5-2，本实施例中的比值优选为1。如此，可增大毛细槽24内的冷却介质的毛细力，保证液化后的冷却介质能够以较快的速度回流至毛细槽24内。
67.毛细槽24和凹槽142的宽度为20μm-200μm。如此，气化后的冷却介质的热阻较小，扩散速度快，能够以较快的速度接触较冷区域(例如支撑部、槽壁)并液化，回液速度快。然而，当毛细槽24的宽度小于20μm时，蚀刻难度较大，成本较高；当毛细槽24的宽度大于200μm时，不利于液化后的冷却介质的回液。
68.毛细槽24和凹槽142的深度均为30μm-400μm。如此，可保证槽壁的强度。然而，当毛细槽24的深度小于30μm时，所能收容的冷却介质较少，不利于散热；当毛细槽24的深度大于400μm时，均热板100的整体厚度较大，不利于实现现有的轻薄化需求。
69.第一盖板10和第二盖板20的材质均为无氧铜、铜合金或者不锈钢。上述材料的导热效果较好，可使得冷却介质快速吸收热量气化，气化后的冷却介质接触上述材料能够快速液化，散热效率较高。
70.本技术的实施例还提出了一种散热装置(图未示)，包括上述的均热板100。
71.上述散热装置中的均热板100的第二盖板20和第一盖板10可通过蚀刻的方式获得多个毛细槽24及支撑部14，相邻的两个毛细槽24连通，每个毛细槽24均与散热腔16连通，贴近芯片200的局部毛细槽24内的冷却介质受热气化后朝远离芯片200的区域运动，气化后的冷却介质在运动过程中接触较冷区域液化并放热，由于支撑部14的外侧壁上开设有凹槽142，增大了较冷区域的面积，有利于冷却介质的快速液化，另外，由于支撑部外部凹槽的毛细作用，液化的液体会快速的被吸到第二盖板的毛细槽中，加快内部冷却介质的循环。具体地，液化的冷却介质在毛细作用下会被吸至毛细槽24内，接着回流至毛细槽24内的冷却介质继续接收芯片200传递的热量并气化，以此周而复始对芯片进行散热，此种结构能够实现均热板100轻薄化，同时工艺上更加简单，实现成本更优。
72.请参见图5，本发明的第二实施例提出了一种均热板，第二实施例的均热板与第一实施例提出的均热板100的结构大致相同，不同之处在于：在第二实施例的均热板中，支撑部214的横截面为三角形，凹槽2142为多个且均匀设置在支撑部214的外侧壁上，凹槽2142沿支撑部214的高度方向延伸并贯穿支撑部214靠近第二盖板220的一端，其中每个凹槽2142的横截面大致为矩形。
73.请参见图6，本发明的第三实施例提出了一种均热板，第三实施例的均热板与第一实施例提出的均热板100的结构大致相同，不同之处在于：在第三实施例的均热板中，支撑部314的横截面为圆形，凹槽3142为多个且均匀间隔设置在支撑部314的外侧壁上，凹槽3142沿支撑部314的高度方向延伸并贯穿支撑部314靠近第二盖板320的一端，其中每个凹槽3142的横截面大致为角形，相邻的两个凹槽3142的槽壁间隔设置，可以理解地，在其他的实施例中，相邻的两个凹槽3142的槽壁的部分相抵接。
74.请参见图7，本发明的第四实施例提出了一种均热板，第四实施例的均热板与第一实施例提出的均热板100的结构大致相同，不同之处在于：在第四实施例的均热板中，支撑部414的横截面为矩形，凹槽4142环绕支撑部414的外侧壁设置，且凹槽4142为多个且沿支撑部414的高度方向均匀间隔设置，其中每个凹槽4142的槽壁具有靠近支撑部414的外侧壁的第一端4144和远离支撑部414的外侧壁的第二端4146，沿着第一端4144至所述第二端4146的方向，凹槽4142的槽壁与第二盖板之间的距离逐渐减小。本实施例中，凹槽4142的横截面为平行四边形。如此，有利于凹槽4142内的液化的冷却介质快速下落至毛细槽424的槽壁或毛细槽424内。
75.可以理解地，在其他的实施例中，支撑部414的横截面还可为圆形、椭圆形、五边形或六边形，凹槽4142的横截面为五边形或半圆形，但不限于此，具体可根据实际需要选择不同横截面形状的支撑部414及相适宜横截面形状的凹槽4142。
76.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在
不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。
77.最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。