均温板的制作方法

1.本实用新型涉及散热技术领域，特别涉及一种均温板。


背景技术：

2.随着科技的日益进步，电子装置的运算速率越来越快，而其体积与重量却也日益缩减，进而使电子装置朝向轻薄短小的设计方向发展，与此同时随着电子科技的发展，电子元件的效能也相对提高。伴随而来的是电子元件在单位时间内所发出的热量越来越多。
3.因此，为了避免电子装置温度过高而导致电子元件的效能降低或当机，常见的散热方式为加装一散热装置于电子元件上方。如此一来，可借助散热装置将电子元件发出的热量散出，进而降低电子元件的温度。随着技术的不断发展，电子装置的散热技术不断更新与迭代，从石墨散热、金属背板、边框散热、导热凝胶散热、热管散热，再到均温板散热等各种散热技术不断涌现。在当前电子装置的散热方案中，均温板作为解决散热问题的新型方式，已成为当下散热技术的新热点，尤其是均温板在未来5g商用产品中的应用。
4.具体来说，均温板(vapor chamber)是一种散热装置，其工作原理与热管相近，差异在于热管的导热为一维方向上线的传递，均温板则为二维方向上面的传递。均温板在结构上，包括依次层叠的下板体、毛细结构、蒸汽通道及上板体，所述毛细结构及蒸汽通道作为均温板的工作腔室，工作腔室内填充有工作介质，当下板体与热源例如发热的电子元件接触后，收容于工作腔室的毛细结构内的工作介质便会由液态转换为气态，并经由蒸汽通道往上板体方向传递，最后藉由均温板上除了接触热源以外的区域或均温板外侧的散热结构例如鳍片而将热能传递出去后，工作介质重新冷凝为液态，回到工作腔室的毛细结构内，重新下一次的循环。
5.相关技术中的均温板为了提高工作介质的流动速率，会通过缩小毛细结构的孔隙来增大毛细结构的毛细力，但这会减少毛细结构的储液量，导致工作介质的饱和量较少，降低了均温板的散热效果。


技术实现要素：

6.本实用新型的主要目的是提出一种均温板，旨在解决如何提高均温板散热效果的技术问题。
7.为实现上述目的，本实用新型提出的均温板包括：
8.第一盖板；
9.第二盖板，所述第二盖板与所述第一盖板相对盖合，所述第一盖板与所述第二盖板之间形成容纳腔，所述第一盖板在所述容纳腔内的一面开设有存储槽；
10.毛细结构，所述毛细结构设于所述容纳腔内并盖设于所述存储槽；
11.工作介质，所述工作介质填充于所述容纳腔。
12.可选地，所述存储槽沿所述第一盖板的长度方向延伸。
13.可选地，所述存储槽的数量为多个，多个所述存储槽沿所述第一盖板的宽度方向
间隔设置。
14.可选地，所述毛细结构包括热源接触部和连接于所述热源接触部的多个毛细线路，相邻两所述毛细线路之间形成气体通道，所述存储槽包括第一槽段和第二槽段，所述第一槽段与所述热源接触部对应，所述第二槽段与所述毛细线路对应。
15.可选地，所述热源接触部位于所述毛细结构的中部，多个所述毛细线路和所述气体通道呈以所述热源接触部为中心的辐射状设置。
16.可选地，所述第一盖板还开设有气体槽，所述气体槽位于相邻两所述存储槽之间，所述气体槽与所述气体通道相贯通。
17.可选地，所述存储槽的深度不小于0.1μm，且不超出100μm。
18.可选地，所述第二盖板在所述容纳腔内的一面抵接于所述毛细结构。
19.可选地，所述毛细结构为采用金属颗粒烧结形成的烧结体。
20.可选地，所述毛细结构与所述第一盖板烧结固定。
21.可选地，所述存储槽通过蚀刻工艺形成。
22.本实用新型还提出一种烧结治具，用以制作如上所述的均温板，该烧结治具包括板体及形成于所述板体上的至少一个烧结部，每一烧结部均设有与待形成的毛细结构的图案对应的定形凹槽。
23.本实用新型均温板在第二盖板上开设存储槽，并将毛细结构盖设于存储槽，从而填充于容纳腔的工作介质在液体状态下会被毛细结构吸收，并流入存储槽中，从而可增大工作介质在容纳腔的存储量，以提高工作介质的饱和量；由此，毛细结构的孔隙可被适当缩小，以增大用以驱动工作介质流动的毛细力，使工作介质更快地进行换热循环流动，从而既可提高均温板的散热效率，又可保证均温板的散热效果。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
25.图1为本实用新型均温板一实施例的结构示意图；
26.图2为本实用新型均温板一实施例的结构爆炸图；
27.图3为本实用新型中毛细结构一实施例的结构示意图；
28.图4为本实用新型中第一盖板一实施例的结构示意图；
29.图5为本实用新型均温板一实施例的剖面示意图；
30.图6为图5中a处的局部放大图；
31.图7为本实用新型中烧结治具一实施例的结构示意图；
32.图8为本实用新型均温板的制作方法一实施例的流程图。
33.附图标号说明：
[0034][0035][0036]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0037]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0038]
需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0039]
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“a和/或b为例”，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0040]
本实用新型提出一种均温板100。
[0041]
在本实用新型实施例中，如图1至图7所示，该均温板100包括：第一盖板20；第二盖板10，所述第二盖板10与所述第一盖板20相对盖合，所述第一盖板20与所述第二盖板10之间形成容纳腔，所述第一盖板20在所述容纳腔内的一面开设有存储槽21；毛细结构30，所述毛细结构30设于所述容纳腔内并盖设于所述存储槽21；工作介质，所述工作介质填充于所述容纳腔。
[0042]
第一盖板20和第二盖板10可为圆形，也可为方形，在此不做限制，只需满足第一盖板20与第二盖板10可相互盖合即可。第一盖板20和第二盖板10可分别开设相对的凹槽，第一盖板20和第二盖板10盖合后，两凹槽围合形成容纳腔。可以理解，为了避免工作介质泄露，容纳腔应设为密封腔体，也就是说，第一盖板20与第二盖板10应密封盖合；具体地，第一盖板20与第二盖板10可通过焊接工艺固定，以在实现固定盖合的同时也实现对容纳腔的密封。存储槽21用以增加工作介质在容纳腔内的存储量，以提高工作介质的单次换热上限，从
而提高均温板100的散热效果。存储槽21可呈方形，也可呈条形，在此不做限制；存储槽21的数量可为一个，也可为多个，在此不做限制。
[0043]
毛细结构30能使液态工作介质产生毛细现象，也就是对液态工作介质产生毛细力以驱动液态工作介质沿毛细结构30更快地流动。毛细结构30可以为多孔性网目结构、微型沟槽或烧结粉末等结构，在此不做限制，只需满足具有孔隙，以对液态工作介质产生毛细力即可。毛细结构30盖设于存储槽21后，毛细结构30会将存储槽21的槽口封闭，也就是说液态工作介质只能通过毛细结构30进出存储槽21。当毛细结构30储液量饱和时，存储槽21的槽壁会对毛细结构30中的液态工作介质产生附着力，从而使部分液态工作介质能从毛细结构30流向存储槽21。存储槽21可冲压成型，也可通过在第一盖板20上去材成型，在此不做限制。
[0044]
由于毛细结构30需要改善存储槽21，因此毛细结构30会抵接于第一盖板20，当然，在加工过程中可以将毛细结构30固定于第一盖板20，固定方式不做限制。第二盖板10可抵接于毛细结构30，也可与毛细结构30之间形成间隔，在此不做限制。
[0045]
工作介质可以为水、酒精或其他低沸点的液体，较佳地该工作介质可以为不导电的液体，借此使该工作介质可以从液态吸收热量而蒸发成气态，该均温板100结构内较佳可以为真空封闭状态，以避免该工作介质形成气态后散失，以及避免内部因为空气占据，而压缩到该工作介质形成气态后的空间，进而影响到散热效率。液态工作介质填充进容纳腔后，会存储于毛细结构30和存储槽21中。
[0046]
均温板100工作时，其一端会接触热源，接触热源的可以是第一盖板20，也可以是第二盖板10，在此不做限制。工作介质会吸收热源的热量而蒸发成气体，气体在容纳腔内会扩散并朝远离热源的一端流动，气态工作介质与均温板100的低温区域(低温区域可通过外置散热结构将热量传递至均温板100外部)接触换热后会再次形成液体。液体在毛细力的作用下会重新进入毛细结构30和存储槽21，以进行下一次的循环换热。可以理解，存储槽21中的液态工作介质始终会受毛细结构30影响，只要毛细结构30的储液量不饱和，存储槽21的工作介质就会被吸入毛细结构30。因此，毛细结构30靠近热源的部分里面的工作介质被蒸发后，远离热源的部分会朝靠近热源的部分补充液态工作介质，而存储槽21则会朝毛细结构30补充液态工作介质，从而既可提高工作介质的流动速率，又可提高工作介质的换热上限，以提高均温板100的整体换热效率。
[0047]
本实用新型均温板100在第一盖板20上开设存储槽21，并将毛细结构30盖设于存储槽21，从而填充于容纳腔的工作介质在液体状态下会被毛细结构30吸收，并流入存储槽21中，从而可增大工作介质在容纳腔的存储量，以提高工作介质的饱和量；由此，毛细结构30的孔隙可被适当缩小，以增大用以驱动工作介质流动的毛细力，使工作介质更快地进行换热循环流动，从而既可提高均温板100的散热效率，又可保证均温板100的散热效果。
[0048]
在一实施例中，如图4所示，所述存储槽21沿所述第一盖板20的长度方向延伸，以增加存储槽21的容积，从而增加对工作介质的存储量，进一步提高均温板100的换热效率。将存储槽21设置为条形，能使存储槽21对毛细结构30中的工作介质产生足够的附着吸引力，以保证存储槽21的存储效果。具体地，如图4所示，所述存储槽21的数量为多个，多个所述存储槽21沿所述第一盖板20的宽度方向间隔设置，以进一步增加对工作介质的存储量，提高换热效率。
[0049]
在一实施例中，如图3至图6所示，所述毛细结构30包括热源接触部31和连接于所述热源接触部31的多个毛细线路32，相邻两所述毛细线路32之间形成气体通道33，所述存储槽21包括第一槽段211和第二槽段212，所述第一槽段211与所述热源接触部31对应，所述第二槽段212与所述毛细线路32对应。第一槽段211的形状和分布方式与热源接触部31对应，第二槽段212的形状和分布方式与毛细线路32对应，以使热源接触部31和毛细线路32能分别有效盖设第一槽段211和第二槽段212。在相邻两毛细线路32之间形成气体通道33，能为气态工作介质提供更多的流动空间，从而可提高气态工作介质的流动速率，以使气态工作介质更快地朝均温板100的冷凝端流动，提高换热效率。
[0050]
在实际应用中，所述热源接触部31位于所述毛细结构30的中部，多个所述毛细线路32和所述气体通道33呈以所述热源接触部31为中心的辐射状设置。毛细线路32和气体通道33以热源接触部31为中心朝外散射，可使热源接触部31的工作介质蒸发为气体后，能朝整个均温板100的冷凝区域扩散流动，以提高气态工作介质的扩散范围和扩散效率，从而提高扩散至冷凝区域时的换热效率；并且，气态工作介质以热源接触部31为中心朝外扩散，还能使气态工作介质能有效接触均温板100的各个部位，以提高均温板100的整体有效利用率。
[0051]
具体地，如图4至图6所示，所述第一盖板20还开设有气体槽22，所述气体槽22位于相邻两所述存储槽21之间，所述气体槽22与所述气体通道33相贯通。气体槽22可配合增大气体通道33的宽度尺寸，为气态工作介质提供更多的流动空间，从而可进一步提高气态工作介质的流动速率，以使气态工作介质更快地朝均温板100的冷凝端流动，提高换热效率。气体槽22的数量为多个，各气体槽22分别位于每两个相邻的存储槽21之间，以配合多个气体通道33进一步提高气态工作介质的流动速率。
[0052]
在一实施例中，所述存储槽21的深度不小于0.1μm，且不超出100μm；若存储槽21的深度小于0.1μm，则会导致存储槽21的容积太小，可存储的工作介质太少，无法有效提高散热效率；若存储槽21的深度大于100μm，则会影响第一盖板20的自身结构强度，从而减弱均温板100的整体结构强度，降低均温板100的结构稳定性；此外，存储槽21的深度大于100μm，会减弱毛细结构30对工作介质的毛细力，导致毛细结构30无法充分吸收存储槽21中的工作介质。因此，将存储槽21的深度设置为0.1μm至100μm，既可有效提高均温板100的散热效率，还能保证均温板100的结构强度。
[0053]
具体地，所述存储槽21通过蚀刻工艺形成，具体可以为干式蚀刻、湿式蚀刻或电浆蚀刻等工艺，在此不做限制，只需满足可蚀刻形成存储槽21即可。通过蚀刻工艺可以更加精准地以微米为单位来控制存储槽21的深度，从而提高对存储槽21的加工精度。
[0054]
在一实施例中，如图6所示，所述第二盖板10在所述容纳腔内的一面抵接于所述毛细结构30，以缩小第一盖板20与第二盖板10的间距，从而减小均温板100的整体厚度，实现均温板100的轻薄化。
[0055]
在一实施例中，所述毛细结构30为采用金属颗粒烧结形成的烧结体。烧结毛细结构30时，先将金属颗粒放置于石墨治具的定形槽中，以在烧结结束后得到所需形状的毛细结构30。由金属颗粒烧结形成的毛细结构30，其孔隙更小，能产生的毛细力更大，从而可提高对液态工作介质的驱动速率。具体地，所述毛细结构30与所述第二盖体烧结固定，以利用毛细结构30自身烧结体的特性使毛细结构30更加稳固地连接于第二盖体，同时简化毛细结
构30与第二盖体的连接方式，提高烧结设备的利用率。
[0056]
在一实施例中，第一盖体在容纳腔内的一面可开设储液槽，毛细结构30盖设于储液槽，以使储液槽也具备与存储槽21相同的储存工作介质的效果，从而可进一步增加工作介质在容纳腔内的填充内，以进一步提高换热效率。
[0057]
如图7所示，本实用新型还提出一种烧结治具40，用以制作如上所述的均温板100，该烧结治具40包括板体及形成于所述板体上的至少一个烧结部，每一烧结部均设有与待形成的毛细结构的图案对应的定形凹槽41。
[0058]
如图8所示，本实用新型还提出一种均温板100的制作方法，用以制备上述实施例中的均温板100，该均温板100的制作方法包括如下步骤：
[0059]
步骤s1、提供烧结治具40及第一盖板20，所述烧结治具40包括板体及形成于所述板体上的至少一个烧结部，每一烧结部均设有与待形成的毛细结构30的图案对应的定形凹槽41。
[0060]
具体地，如图7所示，所述烧结部的数量为多个，多个烧结部在所述板体上依次间隔排列，通过设置多个烧结部，便于在后续烧结时能够同时烧结多个毛细结构30，以提升生产效率，例如在本实用新型的一些实施例中，所述板体上设有3个烧结部，该个烧结部依次间隔排列成一行。
[0061]
具体地，如图7所示，所述第一盖板20的一侧表面形成有用于容置毛细结构30的容置槽，每一烧结部的中央设有与所述容置槽对应的定形区，所述定形凹槽41形成于所述定形区中，所述定形区的四周边缘设有包围所述定形区的对位凹槽；
[0062]
其中，所述第一盖板20围拢形成所述容置槽的槽壁能够嵌入所述对位凹槽中，相应地，所述定形区能嵌入所述容置槽中。
[0063]
步骤s2、在所述定形凹槽41内填充金属颗粒，并将所述金属颗粒烧结定形成毛细结构30；在所述第一盖板20的容置槽底蚀刻存储槽21。
[0064]
其中，金属颗粒为铜粉。需要说明的是，本实用新型的均温板100的制作方法中，毛细结构30采用金属颗粒放置于具有定形凹槽41的烧结治具40内烧结形成，可以通过改变定形凹槽41的图案，实现复杂的毛细结构30设计，提高毛细结构30的毛细力，使均温板100的解热能力最大化，且制程简单，生产成本低，效率高。
[0065]
步骤s3、将所述毛细结构30烧结固定到所述第一盖板20上。
[0066]
其中，毛细结构30对应盖设于存储槽21，由于定形区能嵌入容置槽，因此只需将存储槽21的形状设置为于毛细结构30一致，就可使毛细结构30与存储槽21自动对位，以使毛细结构30准确盖设于存储槽21。
[0067]
步骤s4、将烧结有所述毛细结构30的第一盖板20从所述烧结治具40中取出。
[0068]
步骤s5、提供第二盖板10，将烧结有所述毛细结构30的第一盖板20与第二盖板10对位固定到一起，所述毛细结构30位于所述第一盖板20与第二盖板10之间。
[0069]
具体地，所述步骤s5通过焊接将烧结有所述毛细结构30的第一盖板20与第二盖板10对位固定到一起。
[0070]
值得一提的是，所述步骤s5中烧结有所述毛细结构30的第一盖板20与第二盖板10对位固定到一起后，所述毛细结构30远离第一盖板20的一侧表面与所述第二盖板10接触。除与所述毛细结构30接触的区域外，其余第一盖板20的朝向第二盖板10的一侧表面与第二
盖板10朝向第一盖板20的一侧表面相对间隔，形成与所述毛细结构30同平面的气体通道33，也即是说，采用本实用新型的方法制得的均温板100是具有同平面的毛细结构30和气体通道33的均温板100，厚度极薄。
[0071]
优选地，所述均温板100的厚度小于或等于0.25mm。
[0072]
步骤s6、在所述第一盖板20与第二盖板10之间注入工作介质，得到均温板100。
[0073]
具体地，所述工作介质在常温下为液态。
[0074]
具体地，所述步骤s6还包括在所述第一盖板20与第二盖板10之间注入工作介质之后对所述第一盖板20与第二盖板10之间进行真空加热除气处理。
[0075]
需要说明的是，所述均温板100的工作过程如下：当第一盖板20与热源例如发热的电子元件接触后，收容于毛细结构30和存储槽21内的工作介质便由液态转换为气态，并经由与毛细结构30同平面的气体通道33往第二盖板10的方向传递，最后藉由均温板100上除了接触热源以外的区域或均温板100外侧的散热结构例如鳍片而将热能传递出去后，工作介质重新冷凝为液态，回到毛细结构30和存储槽21内，重新下一次的循环。
[0076]
以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。