毛细槽表面处理方法及均热板与流程

1.本发明涉及散热技术领域，具体涉及一种毛细槽表面处理方法及均热板。


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发热端时，真空腔体里的液体工质受热开始气化，气化后的液体工质充满整个真空腔体，当气化后的液体工质到达冷凝端时便会开始液化，并释放出在蒸发时累积的热，液化后的液体工质会通过微细结构的毛细管道再回流到发热端，并以此周而复始进行，从而达到均热的效果。
3.目前的均热板是一般是由铜或铜合金腔体内置毛细结构制成的，在低真空状态下，液体工质会在均热板内腔形成高温高湿环境，从而对铜或铜合金进行缓慢腐蚀。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：现有的非蚀刻类均热板一般采用表面充氮高温烧结(600℃以上)保护层的方法，制作工艺比较复杂，高温烧结防锈的加工成本较高，且对铜或铜合金的原材特性有要求，高温烧结情况下力学性能可能会发生变化；蚀刻类均热板在完成毛细槽加工后无法再进行高温烧结防锈，且蚀刻类均热板的毛细槽与液体工质的接触角较大，润湿性较差，从而使得均热板的散热效果较差。


技术实现要素：

4.鉴于以上内容，有必要提出一种毛细槽表面处理方法及均热板，以解决上述问题。
5.本技术的实施例提供一种毛细槽表面处理方法，包括如下步骤：
6.提供一金属基材，所述金属基材的表面具有多个毛细槽；
7.在所述毛细槽的槽壁覆盖防锈材料形成防锈保护层。
8.上述毛细槽表面处理方法通过在毛细槽的槽壁覆盖防锈材料形成防锈保护层，可对毛细槽槽壁进行防锈保护，防止其在高温高湿环境下发生腐蚀，还可降低毛细槽槽壁与液体工质的接触角，增加了毛细槽槽壁的润湿性，相应提高液体工质与毛细槽之间的毛细作用力，增强毛细槽中液体工质的回流能力，均热板的散热效果较佳，且覆盖防锈材料的工艺过程简单、易操作、成本较低，在覆盖后不会影响金属基材的力学性能。
9.在一些实施例中，所述在所述毛细槽的槽壁覆盖防锈材料形成防锈保护层的步骤之前，所述方法还包括：
10.粗化处理所述毛细槽的槽壁。
11.如此，改变了毛细槽槽壁的表面外观结构，增大了毛细槽槽壁的粗糙度，进一步地增加毛细槽槽壁的润湿性，提高了液体工质与毛细槽之间的毛细作用力。
12.在一些实施例中，形成所述防锈保护层的方式为利用喷淋、浸泡或蒸镀的方式将所述防锈材料形成于所述毛细槽的槽壁。
13.如此，可对毛细槽槽壁进行防锈保护，并降低毛细槽槽壁与液体工质的接触角，增加了毛细槽槽壁的润湿性。
14.在一些实施例中，防锈保护层为所述防锈材料形成的单层结构或多层结构。
15.如此，单层结构或多层结构的防锈保护层均可对毛细槽槽壁进行防锈保护，并降低毛细槽槽壁与液体工质的接触角，增加了毛细槽槽壁的润湿性。
16.在一些实施例中，所述隔离膜的形成材料包括2,6-二叔丁基对甲酚、三唑化合物、芳香醇的一种或多种。
17.如此，可根据实际需要选择相应地的防锈材料覆盖在毛细槽槽壁形成防锈保护层，以进行防锈保护的同时，降低毛细槽槽壁与液体工质的接触角。
18.在一些实施例中，所述金属基材的厚度为30μm-205μm，所述毛细槽的深度为9μm-102.5μm。
19.如此，可保证金属基材的强度及毛细槽的毛细效果，且满足现有超薄的厚度要求。
20.在一些实施例中，所述防锈保护层的厚度为20nm-100μm。
21.如此，可对毛细槽槽壁进行防锈保护，防止其在高温高湿环境下发生腐蚀，还可降低毛细槽槽壁与液体工质的接触角，增加毛细槽槽壁的润湿性。
22.本技术的实施例还提供一种均热板，包括：
23.第一盖板，具有第一侧，所述第一侧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；及
24.第二盖板，具有第二侧，所述第二侧与所述第一侧相对设置，所述第二侧的边缘与所述第一侧的边缘密封连接，所述第二侧设有多个毛细槽，所述支撑部靠近所述第二盖板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，且每个所述毛细槽的槽壁形成有防锈保护层。
25.上述均热板通过在毛细槽的槽壁覆盖防锈材料形成防锈保护层，可对毛细槽槽壁进行防锈保护，防止其在高温高湿环境下发生腐蚀，还可降低毛细槽槽壁与液体工质的接触角，增加了毛细槽槽壁的润湿性，相应提高液体工质与毛细槽之间的毛细作用力，增强毛细槽中液体工质的回流能力，均热板的散热效果较佳，且覆盖防锈材料的工艺过程简单、易操作、成本较低，在覆盖后不会影响金属基材的力学性能。
26.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连通口，相邻的两个所述毛细槽的槽壁上的连通口错开设置。
27.如此，可防止毛细槽内的液体工质气化干涸而回补不及时。
28.在一些实施例中，每个所述支撑部的外侧壁开设有凹槽，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。
29.如此，有利于凹槽内的液化的液体工质快速下落至毛细槽的槽壁并流动至毛细槽内。
附图说明
30.图1是本发明第一实施例中提出的毛细槽表面处理方法的流程图。
31.图2是本发明第二实施例中提出的均热板和芯片的装配结构示意图。
32.图3是图1所示的均热板的结构示意图。
33.图4是图3中多个支撑部的仰视图。
34.图5是图4中多个毛细槽的俯视图。
35.主要元件符号说明
36.均热板
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100
37.芯片
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200
38.第一盖板
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10
39.第一侧
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12
40.支撑部
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14
41.凹槽
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142
42.散热腔
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16
43.第二盖板
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20
44.第二侧
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22
45.毛细槽
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24
46.防锈保护层
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242
47.槽壁
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26
48.连通口
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28
具体实施方式
49.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。
50.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。
51.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。
52.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。
53.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。
54.请参见图1，本发明的第一实施例提出了一种毛细槽表面处理方法，包括如下步骤：
55.s10：提供一金属基材，金属基材的表面具有多个毛细槽。
56.其中，金属基材的材质可为无氧铜、铜合金或者不锈钢。
57.其中，多个毛细槽可形成毛细结构图案，具体地，毛细结构图案通过将金属基材依次进行压膜、曝光及蚀刻工艺获得。
58.其中，金属基材的厚度为30μm-205μm，毛细槽的蚀刻深度为9μm-102.5μm。如此可保证金属基材的强度及毛细槽的毛细效果，且可使得获得的均热板满足超博的特点，符合现在的超薄需求。
59.s20：粗化处理毛细槽的槽壁。
60.其中，对毛细槽的槽壁进行粗化处理后，可改变毛细槽槽壁的表面外观结构，增大了毛细槽槽壁的粗糙度，进一步地增加毛细槽槽壁的润湿性，提高了液体工质与毛细槽之间的毛细作用力。
61.在本实施例中，毛细槽的槽壁经粗化处理后，毛细槽槽壁的表面粗糙度等级为6-8级，也即毛细槽槽壁的粗化深度为0.4μm-1.6μm。
62.需要说明的是，表面粗糙度(surface roughness)是指加工表面具有的较小间距和微小峰谷的不平度。其两波峰或两波谷之间的距离(波距)很小(在1mm以下)，它属于微观几何形状误差。表面粗糙度越小，则表面越光滑。
63.表面粗糙度的等级分为14级，如下:表面粗糙度14级＝ra 0.012；表面粗糙度13级＝ra 0.025；表面粗糙度12级＝ra 0.050；表面粗糙度11级＝ra 0.1；表面粗糙度10级＝ra 0.2；表面粗糙度9级＝ra 0.4；表面粗糙度8级＝ra 0.8；表面粗糙度7级＝ra 1.6；表面粗糙度6级＝ra 3.2；表面粗糙度5级＝ra 6.3；表面粗糙度4级＝ra 12.5；表面粗糙度3级＝ra 25；表面粗糙度2级＝ra 50；表面粗糙度1级＝ra 100。
64.可以理解，在其他的实施例中，步骤s20可以省略。
65.s30：在毛细槽的槽壁覆盖防锈材料形成防锈保护层，以进行防锈保护及降低毛细槽与液体工质的接触角。
66.具体地，形成防锈保护层的方式为利用浸泡的方式将防锈材料形成于毛细槽的槽壁。如此，可对毛细槽槽壁进行防锈保护，并降低毛细槽槽壁与液体工质的接触角，增加了毛细槽槽壁的润湿性。
67.其中，形成防锈保护层的温度为20℃-50℃，处理时间小于5min；如此，可保证防锈保护层的厚度，防锈效果较好。
68.防锈保护层的厚度为20nm-100μm。如此，可对毛细槽槽壁进行防锈保护，防止其在
高温高湿环境下发生腐蚀，还可降低毛细槽槽壁与液体工质的接触角，增加毛细槽槽壁的润湿性。
69.在防锈处理后，毛细槽槽壁和液体工质之间的接触角可降低至25
°-
50
°
，有效提高毛细槽的润湿性。
70.其中，防锈保护层为防锈材料形成的单层结构或多层结构。如此，可对毛细槽槽壁进行防锈保护，并降低毛细槽槽壁与液体工质的接触角，增加了毛细槽槽壁的润湿性。
71.其中，防锈材料包括2,6-二叔丁基对甲酚、三唑化合物、芳香醇的一种或多种。如此，可根据实际需要选择相应地的防锈材料覆盖在毛细槽槽壁形成防锈保护层，以进行防锈保护的同时，降低毛细槽槽壁与液体工质的接触角。
72.可以理解地，在其他的实施例中，防锈保护层还可为多个亲水性的纳米颗粒沉积而成，多个纳米颗粒之间的间隙连通。如此，可对毛细槽槽壁进行防锈保护，并降低毛细槽槽壁与液体工质的接触角，增加了毛细槽槽壁的润湿性。
73.上述毛细槽表面处理方法通过在毛细槽的槽壁覆盖防锈材料形成防锈保护层，可对毛细槽槽壁进行防锈保护，防止其在高温高湿环境下发生腐蚀，还可降低毛细槽槽壁与液体工质的接触角，增加了毛细槽槽壁的润湿性，相应提高液体工质与毛细槽之间的毛细作用力，增强毛细槽中液体工质的回流能力，均热板的散热效果较佳，且覆盖防锈材料的工艺过程简单、易操作、成本较低，在覆盖后不会影响金属基材的力学性能，另外形成的防锈保护层可在高温高湿(温度85℃，湿度85％，500h)环境下不变色生锈。
74.本发明的第二实施例提出了一种毛细槽表面处理方法，第二实施例中的毛细槽表面处理方法与第一实施例提出的毛细槽表面处理方法大致相同，不同之处在于：
75.形成防锈保护层的方式为利用浸泡的方式将防锈材料形成于毛细槽的槽壁。
76.上述毛细槽表面处理方法通过在毛细槽的槽壁覆盖防锈材料形成防锈保护层，可对毛细槽槽壁进行防锈保护，防止其在高温高湿环境下发生腐蚀，还可降低毛细槽槽壁与液体工质的接触角，增加了毛细槽槽壁的润湿性，相应提高液体工质与毛细槽之间的毛细作用力，增强毛细槽中液体工质的回流能力，均热板的散热效果较佳，且覆盖防锈材料的工艺过程简单、易操作、成本较低，在覆盖后不会影响金属基材的力学性能，另外形成的防锈保护层可在高温高湿(温度85℃，湿度85％，500h)环境下不变色生锈，毛细槽槽壁和液体工质之间的接触角可降低至25
°-
50
°
。
77.本发明的第三实施例提出了一种毛细槽表面处理方法，第三实施例中的毛细槽表面处理方法与第一实施例提出的毛细槽表面处理方法大致相同，不同之处在于：
78.形成防锈保护层的方式为利用蒸镀的方式将防锈材料形成于毛细槽的槽壁。
79.利用蒸镀的方式形成防锈保护层的温度为160℃-200℃，真空1.0
±
0.2*10-4
mbar，蒸镀时间30-60min。
80.上述毛细槽表面处理方法通过在毛细槽的槽壁覆盖防锈材料形成防锈保护层，可对毛细槽槽壁进行防锈保护，防止其在高温高湿环境下发生腐蚀，还可降低毛细槽槽壁与液体工质的接触角，增加了毛细槽槽壁的润湿性，相应提高液体工质与毛细槽之间的毛细作用力，增强毛细槽中液体工质的回流能力，均热板的散热效果较佳，且覆盖防锈材料的工艺过程简单、易操作、成本较低，在覆盖后不会影响金属基材的力学性能，另外形成的防锈保护层可在高温高湿(温度65℃，湿度90％，500h)环境下不变色生锈，毛细槽槽壁和液体工
质之间的接触角可降低至25
°-
50
°
。
81.请参见图2，本发明的实施例提供了一种均热板100，设于芯片200的一侧，用于对芯片200进行降温。请参见图3至图5，均热板100包括第一盖板10和第二盖板20。
82.第一盖板10具有第一侧12，第一侧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以使液体工质回流。第二盖板20具有第二侧22，第二侧22与第一侧12相对设置，且第二侧22的边缘与第一侧12的边缘密封连接，第二侧22设有多个采用上述的毛细槽表面处理方法处理后的毛细槽24，也即每个毛细槽24的槽壁形成有防锈保护层242，相邻的毛细槽24相连通，支撑部14远离第一侧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。
83.在本实施例中，第一侧12设有凸起结构，凸起结构围设于支撑部14的外侧，且与第二侧22的边缘通过焊接(扩散焊)的方式密封连接在一起。
84.可以理解，在使用之前，需要向均热板100内注入液体工质，该液体工质包括但不限于是水、甲醇、乙醇或其它媒介。
85.在一些实施例中，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设有连通口28，相邻的两个毛细槽24的槽壁26上的连通口28错开设置，如此，可防止毛细槽24内的液体工质气化干涸而回补不及时。具体地，在相邻的两个槽壁26上，其中一个槽壁26上设于n个连通口28，另一个槽壁26上设有n+1个连通口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上的连通口28的数量极其排布方式为3、4、3、4、3、4、3、4、3、4、3、4。
86.在一些实施例中，每个支撑部14的外侧壁开设有凹槽142，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。如此，有利于凹槽142内的液化的液体工质快速下落至毛细槽24的槽壁26并流动至毛细槽24内。在本实施例中，每个凹槽142的横截面大致为梯形，可以理解地，在其他的实施例中，每个凹槽142的横截面可以为矩形、半圆形或五边形，但不限于此，具体可根据实际需要选择不同横截面形状的凹槽142。
87.上述均热板100通过在毛细槽24的槽壁26覆盖防锈材料形成防锈保护层242，可对毛细槽24槽壁26进行防锈保护，防止其在高温高湿环境下发生腐蚀，还可降低毛细槽24槽壁26与液体工质的接触角，增加了毛细槽24槽壁26的润湿性，相应提高液体工质与毛细槽24之间的毛细作用力，增强毛细槽24中液体工质的回流能力，均热板的散热效果较佳，且覆盖防锈材料的工艺过程简单、易操作、成本较低，在覆盖后不会影响金属基材的力学性能。
88.可以理解地，均热板100也可为其他的结构，只要是包括采用上述的毛细槽表面处理方法处理后的毛细槽24，就在本技术的保护范围之内，上述的均热板100的结构仅仅是为了便于理解，作为示例进行详细说明。
89.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。
90.上述散热装置中的均热板100通过在毛细槽24的槽壁26覆盖防锈材料形成防锈保护层242，可对毛细槽24槽壁26进行防锈保护，防止其在高温高湿环境下发生腐蚀，还可降低毛细槽24槽壁26与液体工质的接触角，增加了毛细槽24槽壁26的润湿性，相应提高液体工质与毛细槽24之间的毛细作用力，增强毛细槽24中液体工质的回流能力，均热板100的散热效果较佳，且覆盖防锈材料的工艺过程简单、易操作、成本较低，在覆盖后不会影响金属基材的力学性能。
91.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。
92.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。