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CN112589387A - 均温板加工方法及均温板 - Google Patents

均温板加工方法及均温板 Download PDF

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CN112589387A
CN112589387A CN202011380493.8A CN202011380493A CN112589387A CN 112589387 A CN112589387 A CN 112589387A CN 202011380493 A CN202011380493 A CN 202011380493A CN 112589387 A CN112589387 A CN 112589387A
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capillary
groove
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unit
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余永水
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Ruisheng Technology Nanjing Co Ltd
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Ruisheng Technology Nanjing Co Ltd
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2029Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Abstract

本发明提供了一种均温板加工方法,包括:提供一设置有第一凹槽的第一盖板和一设置有第二凹槽的第二盖板;对第一盖板进行冷喷涂以在第一凹槽内形成第一毛细结构;对第二盖板进行冷喷涂以在第二凹槽内形成第一毛细单元;对第一毛细单元进行冷喷涂以在第一毛细单元上形成第二毛细单元,在均温板的热端指向冷端的方向上,第一毛细单元的横截面积大于第二毛细单元的横截面积;将第一盖板与第二盖板相盖合以使第一毛细结构与第二毛细单元相抵接,并将第一盖板与第二盖板固定连接以在第一盖板与第二盖板之间形成一封闭内腔。本发明提供的均温板加工方法可以降低均温板的制造成本、提高均温板的结构强度、改善均温板的散热效果。

Description

均温板加工方法及均温板
【技术领域】
本发明涉及散热技术领域,特别涉及一种均温板加工方法及均温板。
【背景技术】
随着电子电气技术的发展和用户需求的提高,日常生活、科研科教中的各种电子产品的功能越来越多、功率越来越大,电子产品的发热也越来越严重。均温板(VaporChamber,VC)是目前解决各类电子产品散热问题的理想方案,但是现有技术中的均温板不仅制造成本高、散热效果不佳,均温板的结构强度也不够,在使用过程中受热软化后容易发生板体塌陷。
因此,有必要提供一种新的均温板及其制造方法以解决上述技术问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种成本较低的均温板加工方法和超薄且结构强度较大、散热效果较好的均温板。
本发明的技术方案如下:
一种均温板加工方法,所述均温板具有与热源接触的热端和远离所述热源的冷端以及从所述热端指向所述冷端的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
盖板提供步骤:提供一第一盖板和一第二盖板,所述第一盖板设置有第一凹槽,所述第二盖板设置有第二凹槽;
第一毛细结构加工步骤:对所述第一盖板进行冷喷涂以在所述第一凹槽内形成第一毛细结构;
第一毛细单元加工步骤:对所述第二盖板进行冷喷涂以在所述第二凹槽内形成第一毛细单元;
第二毛细单元加工步骤:对所述第一毛细单元进行冷喷涂以在所述第一毛细单元上形成第二毛细单元,所述第二毛细单元沿所述第二方向的横截面积小于所述第一毛细单元沿所述第二方向的横截面积;
盖板盖合步骤:将所述第一盖板与所述第二盖板相盖合以使所述第一毛细结构与所述第二毛细单元相抵接,并将所述第一盖板与所述第二盖板固定连接以在所述第一盖板与所述第二盖板之间形成一封闭内腔,所述封闭内腔用于容置所述第一毛细结构、所述第一毛细单元和所述第二毛细单元以及冷却介质。
优选的,所述第一毛细结构加工步骤包括:以第一进给速度和第一喷涂压力对所述第一盖板进行冷喷涂,以使所述第一毛细结构贴合于所述第一盖板的结合力大于等于40兆帕且小于等于60兆帕;所述第一毛细单元加工步骤包括:以第二进给速度和第二喷涂压力对所述第二盖板进行冷喷涂,以使所述第一毛细单元贴合于所述第二盖板的结合力大于等于40兆帕且小于等于60兆帕。
优选的,对所述第一盖板进行冷喷涂和对所述第二盖板进行冷喷涂的喷涂介质均为铜粉颗粒,所述铜粉颗粒的粒径大于等于20微米且小于等于50微米,所述第一毛细结构加工步骤和/或所述第一毛细单元加工步骤之前,还包括:对所述铜粉颗粒进行化学腐蚀,以增大所述铜粉颗粒的表面粗糙度。
优选的,所述第一盖板具有第一表面,所述第一表面向所述第一盖板内部凹陷形成所述第一凹槽,所述第一毛细结构加工步骤包括:将所述第一盖板固定并在所述第一盖板上放置第一挡板,以遮挡所述第一表面上所述第一凹槽以外的部分;对所述第一表面进行平面扫描式冷喷涂,以在所述第一凹槽内形成所述第一毛细结构,所述第一毛细结构的厚度小于或等于所述第一凹槽的深度。
优选的,所述第一毛细结构的厚度大于等于0.02毫米且小于等于0.05毫米。
优选的,所述第二盖板具有第二表面,所述第二表面向所述第二盖板内部凹陷形成所述第二凹槽,所述第一毛细单元加工步骤包括:将所述第二盖板固定并在所述第二盖板上放置第二挡板,以遮挡所述第二表面上所述第二凹槽以外的部分;对所述第二表面进行平面扫描式冷喷涂,以在所述第二凹槽内形成所述第一毛细单元,所述第一毛细单元的厚度小于或等于所述第二凹槽的深度。
优选的,所述第一毛细单元的厚度大于等于0.02毫米且小于等于0.05毫米。
优选的,所述第二毛细单元加工步骤包括:沿所述第一方向对所述第一毛细单元进行冷喷涂,以在所述第一毛细单元上形成多个相互间隔的所述第二毛细单元,多个所述第二毛细单元沿所述第一方向呈阵列排布或每一所述第二毛细单元沿所述第一方向延伸且相邻所述第二毛细单元沿所述第二方向间隔设置,所述第二毛细单元的厚度满足关系:D3=H1+H2-D1-D2,其中,H1为所述第一凹槽的深度、H2为所述第二凹槽的深度、D1所述第一毛细结构的厚度、D2为所述第一毛细单元的厚度、D3为所述第二毛细单元的厚度。
优选的,所述盖板提供步骤之前,还包括:提供一第一基板和一第二基板;对所述第一基板进行拉深或蚀刻,以在所述第一基板上形成所述第一凹槽,所述第一基板进行拉深或蚀刻后形成所述第一盖板;对所述第二基板进行拉深或蚀刻,以在所述第二基板上形成所述第二凹槽,所述第二基板进行拉深或蚀刻后形成所述第二盖板;其中,所述第一凹槽的深度小于所述第二凹槽的深度。
优选的,所述盖板盖合步骤包括:在所述第一盖板中形成所述第一凹槽的一面上除所述第一凹槽以外的部分和/或所述第二盖板中形成所述第二凹槽的一面上除所述第二凹槽以外的部分涂布胶水层;将所述第二盖板中形成所述第二凹槽的一面盖合至所述第一盖板中形成所述第一凹槽的一面,以使所述第一毛细结构与所述第二毛细单元相抵接;对所述第一盖板和所述第二盖板施加压力并保持预设时长,以使所述第一盖板与所述第二盖板通过所述胶水层相粘合。
优选的,所述第一盖板的材质为铜或铜合金,所述第二盖板的材质为不锈钢或钛合金。
一种均温板,所述均温板具有与热源接触的热端和远离所述热源的冷端以及从所述热端指向所述冷端的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向,其特征在于,所述均温板包括:
第一盖板,所述第一盖板具有第一表面,所述第一表面通过冷喷涂的方式设置有第一毛细结构;
第二盖板,所述第二盖板具有第二表面,所述第二表面通过冷喷涂的方式设置有第二毛细结构,所述第二毛细结构包括沿所述第二盖板朝向所述第一盖板的方向层叠设置的第一层与第二层,所述第一层包括与所述第一毛细结构具有相同结构的第一毛细单元,所述第二层包括多个沿所述第二方向间隔设置的第二毛细单元,所述第二毛细单元平行于所述第一方向设置;
所述第一表面与所述第二表面相盖合,且所述第一盖板与所述第二盖板固定连接,以使所述第一盖板与所述第二盖板之间形成一封闭内腔,其中,所述第一毛细结构与所述第二毛细单元相抵接。
优选的,所述第二毛细单元包括沿所述第一方向间隔设置的多个毛细单体,相邻的所述第二毛细单元中的多个所述毛细单体呈阵列排布。
优选的,所述第一盖板设置有第一凹槽,所述第一凹槽由所述第一表面向所述第一盖板内部凹陷形成,所述第一毛细结构设置于所述第一凹槽内,且所述第一毛细结构的厚度小于或等于所述第一凹槽的深度;所述第二盖板设置有第二凹槽,所述第二凹槽由所述第二表面向所述第二盖板内部凹陷形成,所述第二毛细结构设置于所述第二凹槽内,所述第一毛细单元的厚度小于或等于所述第一凹槽的深度,所述第二毛细单元的厚度满足关系:D3=H1+H2-D1-D2,H1为所述第一凹槽的深度、H2为所述第二凹槽的深度、D1所述第一毛细结构的厚度、D2为所述第一毛细单元的厚度、D3为所述第二毛细单元的厚度。
本发明的有益效果在于:采用冷喷涂的方式直接在第一盖板上形成第一毛细结构、在第二盖板上形成第一毛细单元和第二毛细单元,避免了传统的均温板加工过程中的高温烧结制程,使均温板的加工工艺更简洁,降低了均温板的制造成本,并且使得均温板的厚度能够做到0.35mm以下,实现均温板的超薄化;同时,第一盖板上的第一毛细结构与第二盖板上的第二毛细单元相抵接,第二毛细单元在发挥毛细作用的同时充当第一盖板与第二盖板之间的支柱,一方面增强了毛细作用,改善了均温板的散热效果,另一方面加强了第一盖板和第二盖板的结构强度,使均温板在使用过程中不易发生板体凹陷。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的均温板加工方法的第一种流程示意图;
图2为本发明实施例提供的均温板加工方法的第二种流程示意图;
图3为发明实施例提供的均温板的结构示意图;
图4为图3所示均温板的爆炸结构图;
图5为图3所示均温板沿P-P方向的剖视图;
图6为图5中A部分的局部放大图;
图7为图4所示均温板中第二盖板的另一种结构示意图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明中的附图,对本发明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发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,图1为本发明实施例提供的均温板加工方法的第一种流程示意图。该均温板具有与热源接触的热端和远离热源的冷端,从热端指向冷端的方向为第一方向,垂直于第一方向的方向为第二方向。该均温板加工方法包括如下步骤:
101,盖板提供步骤:提供一第一盖板和一第二盖板,第一盖板设置有第一凹槽,第二盖板设置有第二凹槽。
第一盖板靠近热源,第一盖板的材质可以为铜或铜合金等导热性能好的金属,以便于热源通过第一盖板将热量传导至均温板。可以通过切割或压铸铜板或铜合金板的方式形成第一基板,然后对第一基板进行拉深或蚀刻,形成第一凹槽,从而获得设置有第一凹槽的第一盖板。
第二盖板远离热源,第二盖板的材质可以为不锈钢或钛合金等强度较高的金属,以提高均温板的板体强度。可以通过切割或压铸不锈钢板或钛金板的方式形成第二基板,然后对第二基板进行拉深或蚀刻,形成第二凹槽,从而获得设置有第二凹槽的第二盖板。
第一凹槽的深度小于第二凹槽的深度,第一凹槽的槽口和第二凹槽的槽口的大小可以根据需求设置。例如,第一凹槽的槽口与第二凹槽的槽口大小相等,以使第一盖板与第二盖板相盖合时,第一凹槽的槽壁与第二凹槽的槽壁相连接。再例如,第一凹槽的槽口与第二凹槽的槽口的大小不同,第一凹槽的槽口大于第二凹槽的槽口,以使第一盖板与第二盖板相盖合时,第一凹槽的槽壁与第二盖板的外侧抵接,从而保证第一盖板与第二盖板之间可以形成封闭内腔。
102,第一毛细结构加工步骤:对第一盖板进行冷喷涂以在第一凹槽内形成第一毛细结构。
在对第一盖板进行冷喷涂之前,可以根据加工需要和第一盖板的材质调整对第一盖板进行冷喷涂的各项参数,以第一进给速度和第一喷涂压力对第一盖板进行冷喷涂,以保证第一毛细结构贴合在第一盖板上的结合力大于等于40兆帕且小于等于60兆帕。将第一毛细结构贴合于第一盖板的结合力控制在40MPa-60MPa,一方面可以避免喷涂压力过大造成第一盖板变形,另一方面可以满足结合强度的同时增大第一毛细结构的毛细吸力。
103,第一毛细单元加工步骤:对第二盖板进行冷喷涂以在第二凹槽内形成第一毛细单元。
在对第二盖板进行冷喷涂之前,可以根据加工需要和第二盖板的材质调整对第二盖板进行冷喷涂的各项参数,以第二进给速度和第二喷涂压力对第二盖板进行冷喷涂,以保证第一毛细单元贴合在第二盖板上的结合力大于等于40兆帕且小于等于60兆帕。将第一毛细单元贴合于第二盖板的结合力控制在40MPa-60MPa,一方面可以避免喷涂压力过大造成第二盖板变形,另一方面可以满足结合强度的同时增大第一毛细单元的毛细吸力。
可以理解的是,进行冷喷涂时,在保证盖板不发生形变的前提下,不同材质的盖板能承受的喷涂介质的结合力可能不同。因此,为了将第一毛细结构贴合于第一盖板的结合力控制在40MPa-60MPa、将第一毛细单元贴合于第二盖板的结合力控制在40MPa-60MPa,第一进给速度与第二进给速度可能不同,第一喷涂压力与第二喷涂压力也可能不同。
104,第二毛细单元加工步骤:对第一毛细单元进行冷喷涂以在第一毛细单元上形成第二毛细单元,第二毛细单元沿第一方向的横截面积小于第一毛细单元沿第一方向的横截面积;
对第一盖板和第二盖板进行冷喷涂的喷涂介质可以均为铜粉颗粒,铜粉颗粒可以为球形,铜粉颗粒的粒径大于等于20微米且小于等于50微米。在对第一盖板和第二盖板冷喷涂铜粉颗粒前,可以对铜粉颗粒进行化学腐蚀,以增大铜粉颗粒的表面粗糙度,从而进一步增大第一毛细结构、第一毛细单元和第二毛细单元的毛细吸力。
需要说明的是,铜粉颗粒也可以为长条形。例如,铜粉颗粒可以为圆柱体。再例如,铜粉颗粒也可以为正方体或长方体等棱柱体。还例如,铜粉颗粒还可以为不规则柱体。本发明实施例对铜粉颗粒的具体形状不作限制。
105,盖板盖合步骤:将第一盖板与第二盖板相盖合以使第一毛细结构与第二毛细单元相抵接,并将第一盖板与第二盖板固定连接以在第一盖板与第二盖板之间形成一封闭内腔。
可以采用强力胶水对第一盖板和第二盖板进行粘合。具体地:首先在第一盖板中形成第一凹槽的一面上除第一凹槽以外的部分和/或第二盖板中形成第二凹槽的一面上除第二凹槽以外的部分涂布胶水层;在胶水层风干之前,将第二盖板中形成第二凹槽的一面盖合至第一盖板中形成第一凹槽的一面,也即第一盖板中涂布有胶水层的一面,以使第一毛细结构与第二毛细单元相抵接;对第一盖板和第二盖板施加一定的压力并保持预设时长,待胶水层风干后撤去压力,以使第一盖板与第二盖板通过胶水层相粘合,从而使第一盖板与第二盖板之间形成一封闭内腔。其中,该预设时长不短于胶水层风干所需时长,该封闭内腔用于容置均温板的第一毛细结构、第一毛细单元和第二毛细单元以及冷却介质。
需要说明的是,冷却介质为液体相变材料,比如液态水、乙醇以及丙酮等。通过冷却介质由液体至气体再至液体的转变过程,使热量快速散失,从而发挥均温板的散热效果。为保证冷却介质由液体至气体再至液体的转变过程不会受到杂质的影响,封闭内腔一般为真空状态,从而提高均温板的散热效果。
本发明实施例中,采用冷喷涂的方式直接在第一盖板上形成第一毛细结构、在第二盖板上形成第一毛细单元和第二毛细单元,避免了传统的均温板加工过程中的高温烧结制程,使均温板的加工工艺更简洁,降低了均温板的制造成本,并且使得均温板的厚度能够做到0.35mm以下,实现均温板的超薄化;同时,第一盖板上的第一毛细结构与第二盖板上的第二毛细单元相抵接,第二毛细单元在发挥毛细作用的同时充当第一盖板与第二盖板之间的支柱,一方面增强了毛细作用,改善了均温板的散热效果,另一方面加强了第一盖板和第二盖板的结构强度,使均温板在使用过程中不易发生板体凹陷。
请参阅图2,图2为本发明实施例提供的均温板加工方法的第二种流程示意图。该均温板具有与热源接触的热端和远离热源的冷端,从热端指向冷端的方向为第一方向,垂直于第一方向的方向为第二方向。该均温板加工方法包括如下步骤:
201,提供一第一盖板和一第二盖板,第一盖板设置有第一凹槽,第二盖板设置有第二凹槽。
第一盖板靠近热源,第一盖板的材质可以为铜或铜合金等导热性能好的金属,以便于热源通过第一盖板将热量传导至均温板。可以通过切割或压铸铜板或铜合金板的方式形成第一基板,然后对第一基板进行拉深或蚀刻,形成第一凹槽,从而获得设置有第一凹槽的第一盖板。
第二盖板远离热源,第二盖板的材质可以为不锈钢或钛合金等强度较高的金属,以提高均温板的板体强度。可以通过切割或压铸不锈钢板或钛金板的方式形成第二基板,然后对第二基板进行拉深或蚀刻,形成第二凹槽,从而获得设置有第二凹槽的第二盖板。
其中,第一凹槽的深度小于第二凹槽的深度,第一凹槽的槽口和第二凹槽的槽口的大小可以根据需求设置。例如,第一凹槽的槽口与第二凹槽的槽口大小相等,以使第一盖板与第二盖板相盖合时,第一凹槽的槽壁与第二凹槽的槽壁相连接。再例如,第一凹槽的槽口与第二凹槽的槽口的大小不同,第一凹槽的槽口大于第二凹槽的槽口,以使第一盖板与第二盖板相盖合时,第一凹槽的槽壁与第二盖板的外侧抵接,从而保证第一盖板与第二盖板之间可以形成封闭内腔。
202,将第一盖板固定并在第一盖板上放置第一挡板,以遮挡第一表面上第一凹槽以外的部分。
第一盖板具有第一表面,第一表面向第一盖板内部凹陷形成第一凹槽。在将第一盖板固定时,可以使第一表面朝向对第一盖板进行冷喷涂的喷枪。第一挡板的形状可以与第一表面的形状相同,第一挡板的形状也可以与第一表面的形状不同,只需第一挡板上开设有形状与第一凹槽的槽口相同的通孔即可。将第一挡板放置于第一表面并固定,第一挡板即可遮挡住第一表面上除第一凹槽以外的部分。
203,对第一表面进行平面扫描式冷喷涂,以在第一凹槽内形成第一毛细结构。
采用平面扫描的方式对第一表面进行冷喷涂,第一凹槽内会形成一层均匀的铜粉颗粒,该层铜粉颗粒构成第一毛细结构。同时,由于第一挡板的遮挡,第一表面上除第一凹槽以外的部分并不会被喷涂上铜粉颗粒。其中,第一毛细结构的厚度大于等于0.02毫米且小于等于0.05毫米,第一毛细结构的厚度小于或等于第一凹槽的深度,即0.02mm≤D1≤H1≤0.05mm,D1为第一毛细结构的厚度,H1为第一凹槽的深度。
204,将第二盖板固定并在第二盖板上放置第二挡板,以遮挡第二表面上第二凹槽以外的部分。
第二盖板具有第二表面,第二表面向第二盖板内部凹陷形成第二凹槽。在将第二盖板固定时,可以使第二表面朝向对第二盖板进行冷喷涂的喷枪。第二挡板的形状可以与第二表面的形状相同,第二挡板的形状也可以与第二表面的形状不同,只需第二挡板上开设有形状与第二凹槽的槽口相同的通孔即可。将第二挡板放置于第二表面并固定,第二挡板即可遮挡住第二表面上除第二凹槽以外的部分。
205,对第二表面进行平面扫描式冷喷涂,以在第二凹槽内形成第一毛细单元。
采用平面扫描的方式对第二表面进行冷喷涂,第二凹槽内会形成一层均匀的铜粉颗粒,该层铜粉颗粒构成第一毛细单元。同时,由于第二挡板的遮挡,第二表面上除第二凹槽以外的部分并不会被喷涂上铜粉颗粒。其中,第一毛细单元的厚度大于等于0.02毫米且小于等于0.05毫米,第一毛细单元的厚度小于或等于第一凹槽的深度,即0.02mm≤D2≤H1≤0.05mm,D2为第一毛细单元的厚度,H1为第一凹槽的深度。
206,沿第一方向对第一毛细单元进行冷喷涂,以在第一毛细单元上形成多个相互间隔的第二毛细单元。
在对第一毛细单元进行冷喷涂时,为了形成多个相互间隔的第二毛细单元,并不能采用平面扫描的方式进行冷喷涂。
在一些实施例中,第二毛细单元为平行于第一方向的长条形结构。此时,可以沿第一方向持续性对第一毛细单元进行冷喷涂,直至形成第一个第二毛细单元;然后沿第二方向将进行冷喷涂的喷枪移动第一预设距离后,沿第一方向的反方向持续性对第一毛细单元进行冷喷涂,直至形成第二个第二毛细单元……以此循环往复。其中,多个第二毛细单元沿第二方向并排设置,相邻两个第二毛细单元之间的距离即为上述第一预设距离,将该第一预设距离与一个第二毛细单元沿第二方向的宽度之间的差值控制在一定范围,以使该第一预设距离约等于一个第二毛细单元沿第二方向的宽度,从而使多个第二毛细单元沿第一方向的总横截面积约为第一毛细单元沿第一方向的横截面积的一半。
在一些实施例中,第二毛细单元包括沿第一方向间隔设置的多个毛细单体。此时,可以沿第一方向间歇性对第一毛细单元进行冷喷涂,直至形成一个第二毛细单元;然后沿第二方向将进行冷喷涂的喷枪移动第二预设距离后,沿第一方向的反方向间歇性对第一毛细单元进行冷喷涂,直至形成第二个第二毛细单元……以此循环往复。其中,多个第二毛细单元沿第一方向的总横截面积约为第一毛细单元沿第一方向的横截面积的一半,相邻的第二毛细单元中的多个毛细单体呈阵列排布。
本发明实施例中,第二毛细单元的厚度满足关系:D3=H1+H2-D1-D2,其中,H1为第一凹槽的深度、H2为第二凹槽的深度、D1第一毛细结构的厚度、D2为第一毛细单元的厚度、D3为第二毛细单元的厚度。
207,在第一表面上除第一凹槽以外的部分涂布胶水层。
需要说明的是,也可以同时在第一表面上除第一凹槽以外的部分和第二表面上除第二凹槽以外的部分涂布胶水层,以使第一表面和第二表面均具有粘性。
208,将第二表面盖合至第一表面,以使第一毛细结构与第二毛细单元抵接。
209,对第一盖板和第二盖板施加压力并保持预设时长,以使第一盖板与第二盖板通过胶水层相粘合。
需要说明的是,该预设时长不短于胶水层风干所需时长,第一盖板与第二盖板相粘合之后,第一盖板与第二盖板之间形成一封闭内腔,该封闭内腔用于容置均温板的第一毛细结构、第一毛细单元和第二毛细单元以及冷却介质。
本发明实施例中,采用冷喷涂的方式直接在第一盖板上形成第一毛细结构、在第二盖板上形成第一毛细单元和第二毛细单元,避免了传统的均温板加工过程中的高温烧结制程,使均温板的加工工艺更简洁,降低了均温板的制造成本,并且使得均温板的厚度能够做到0.35mm以下,实现均温板的超薄化;同时,第一盖板上的第一毛细结构与第二盖板上的第二毛细单元相抵接,第二毛细单元在发挥毛细作用的同时充当第一盖板与第二盖板之间的支柱,一方面增强了毛细作用,另一方面加强了第一盖板和第二盖板的结构强度,使均温板在使用过程中不易发生板体凹陷;另外,第一毛细结构和第一毛细单元均有一个面与冷却介质接触、第二毛细单元所有的侧面均与冷却介质接触,增大了毛细结构与冷却介质的接触面积,从而增大了毛细作用力,进而改善了均温板的散热效果。
下面从结构的角度对均温板进行说明。
请参阅图3、图4、图5和图6,图3为发明实施例提供的均温板的结构示意图,图4为图3所示均温板的爆炸结构图,图5为图3所示均温板沿P-P方向的剖视图,图6为图5中A部分的局部放大图。均温板10具有与热源接触的热端101和远离热源的冷端102,从热端101指向冷端102的方向为第一方向F1,垂直于第一方向F1的方向为第二方向F2。均温板10包括第一盖板11、第二盖板12和冷却介质13。其中,冷却介质13填充于第一盖板11与第二盖板12之间的封闭内腔14内。
第一盖板11靠近热源。第一盖板11的材质可以为铜或铜合金等导热性能好的金属,以便于热源通过第一盖板11将热量传导至均温板10。第一盖板11具有第一表面111,第一表面111向第一盖板11内部凹陷形成第一凹槽110。第一盖板11上通过冷喷涂的方式形成有第一毛细结构15,第一毛细结构15设置于第一凹槽110内。其中,第一毛细结构15的厚度大于等于0.02毫米且小于等于0.05毫米,第一毛细结构15的厚度小于或等于第一凹槽110的深度,即0.02mm≤D1≤H1≤0.05mm,D1为第一毛细结构15的厚度,H1为第一凹槽110的深度。
第二盖板12远离热源。第二盖板12的材质可以为不锈钢或钛合金等强度较高的金属,以提高均温板10的板体强度。第二盖板具有第二表面121,第二表面121向第二盖板12内部凹陷形成第二凹槽120。第二盖板12上通过冷喷涂的方式形成有第二毛细结构16,第二毛细结构16设置于第二凹槽120内。
其中,第二毛细结构16包括沿第二盖板12朝向第一盖板11的方向层叠设置的第一层与第二层,第一层包括与第一毛细结构15具有相同结构的第一毛细单元161,第二层包括多个沿第二方向F2间隔设置的第二毛细单元162,第二毛细单元162平行于第一方向F1设置。第一毛细单元161的厚度大于等于0.02毫米且小于等于0.05毫米,第一毛细单元161的厚度小于或等于第二凹槽110的深度,即0.02mm≤D2≤H2≤0.05mm,D2为第一毛细单元161的厚度,H1为第一凹槽110的深度;第一凹槽110的深度小于第二凹槽120的深度,即H1<H2,H2为第二凹槽120的深度;第二毛细单元162的厚度满足关系:D3=H1+H2-D1-D2,D3为第二毛细单元162的厚度。
在一些实施例中,如图4所示。第二毛细单元162为沿第一方向F1连续的条状结构,多个条状的第二毛细单元162沿第二方向F2并排设置形成第二毛细结构16的第二层。
在一些实施例中,如图7所示,图7为图4所示均温板中第二盖板的另一种结构示意图。第二毛细结构162包括沿第一方向F1间隔设置的多个毛细单体1620,多个毛细单体1620沿第一方向F1并排设置构成一个第二毛细单元162,多个第二毛细单元162沿第二方向F2并排设置形成第二毛细结构16的第二层。相邻的第二毛细单元162中的多个毛细单体1620呈阵列排布,且一个第二毛细单体162中相邻的两个毛细单体1620之间的距离相同。
第一盖板11的第一表面111上除第一凹槽110以外的部分涂布有胶水层17。第一表面111与第二表面121相盖合,第一盖板11与第二盖板12通过胶水层17相粘合,以使第一凹槽110和第二凹槽120形成位于第一盖板11与第二盖板12之间的封闭内腔14。其中,冷却介质13、第一毛细结构15、第一毛细单元161和第二毛细单元162均容置于封闭内腔14内,且第一毛细结构15与第二毛细单元162抵接。
以上所述的仅是本发明的实施方式,在此应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明创造构思的前提下,还可以做出改进,但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种均温板加工方法,所述均温板具有与热源接触的热端和远离所述热源的冷端以及从所述热端指向所述冷端的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向,其特征在于,所述方法包括如下步骤:
盖板提供步骤:提供一第一盖板和一第二盖板,所述第一盖板设置有第一凹槽,所述第二盖板设置有第二凹槽;
第一毛细结构加工步骤:对所述第一盖板进行冷喷涂以在所述第一凹槽内形成第一毛细结构;
第一毛细单元加工步骤:对所述第二盖板进行冷喷涂以在所述第二凹槽内形成第一毛细单元;
第二毛细单元加工步骤:对所述第一毛细单元进行冷喷涂以在所述第一毛细单元上形成第二毛细单元,所述第二毛细单元沿所述第二方向的横截面积小于所述第一毛细单元沿所述第二方向的横截面积;
盖板盖合步骤:将所述第一盖板与所述第二盖板相盖合以使所述第一毛细结构与所述第二毛细单元相抵接,并将所述第一盖板与所述第二盖板固定连接以在所述第一盖板与所述第二盖板之间形成一封闭内腔,所述封闭内腔用于容置所述第一毛细结构、所述第一毛细单元和所述第二毛细单元以及所述均温板的冷却介质。
2.根据权利要求1所述的均温板加工方法,其特征在于:
所述第一毛细结构加工步骤包括:以第一进给速度和第一喷涂压力对所述第一盖板进行冷喷涂,以使所述第一毛细结构贴合于所述第一盖板的结合力大于等于40兆帕且小于等于60兆帕;
所述第一毛细单元加工步骤包括:以第二进给速度和第二喷涂压力对所述第二盖板进行冷喷涂,以使所述第一毛细单元贴合于所述第二盖板的结合力大于等于40兆帕且小于等于60兆帕。
3.根据权利要求1所述的均温板加工方法,其特征在于,对所述第一盖板进行冷喷涂和对所述第二盖板进行冷喷涂的喷涂介质均为铜粉颗粒,所述铜粉颗粒的粒径大于等于20微米且小于等于50微米,所述第一毛细结构加工步骤和/或所述第一毛细单元加工步骤之前,还包括:
对所述铜粉颗粒进行化学腐蚀,以增大所述铜粉颗粒的表面粗糙度。
4.根据权利要求1所述的均温板加工方法,其特征在于,所述第一盖板具有第一表面,所述第一表面向所述第一盖板内部凹陷形成所述第一凹槽,所述第一毛细结构加工步骤包括:
将所述第一盖板固定并在所述第一盖板上放置第一挡板,以遮挡所述第一表面上所述第一凹槽以外的部分;
对所述第一表面进行平面扫描式冷喷涂,以在所述第一凹槽内形成所述第一毛细结构,所述第一毛细结构的厚度小于或等于所述第一凹槽的深度。
5.根据权利要求4所述的均温板加工方法,其特征在于,所述第一毛细结构的厚度大于等于0.02毫米且小于等于0.05毫米。
6.根据权利要求1所述的均温板加工方法,其特征在于,所述第二盖板具有第二表面,所述第二表面向所述第二盖板内部凹陷形成所述第二凹槽,所述第一毛细单元加工步骤包括:
将所述第二盖板固定并在所述第二盖板上放置第二挡板,以遮挡所述第二表面上所述第二凹槽以外的部分;
对所述第二表面进行平面扫描式冷喷涂,以在所述第二凹槽内形成所述第一毛细单元,所述第一毛细单元的厚度小于或等于所述第二凹槽的深度。
7.根据权利要求6所述的均温板加工方法,其特征在于,所述第一毛细单元的厚度大于等于0.02毫米且小于等于0.05毫米。
8.根据权利要求6所述的均温板加工方法,其特征在于,所述第二毛细单元加工步骤包括:
沿所述第一方向对所述第一毛细单元进行冷喷涂,以在所述第一毛细单元上形成多个相互间隔的所述第二毛细单元,多个所述第二毛细单元沿所述第一方向呈阵列排布或每一所述第二毛细单元沿所述第一方向延伸且相邻所述第二毛细单元沿所述第二方向间隔设置,所述第二毛细单元的厚度满足关系:D3=H1+H2-D1-D2,其中,H1为所述第一凹槽的深度、H2为所述第二凹槽的深度、D1所述第一毛细结构的厚度、D2为所述第一毛细单元的厚度、D3为所述第二毛细单元的厚度。
9.根据权利要求1-8任一项所述的均温板加工方法,其特征在于,所述盖板提供步骤之前,还包括:
提供一第一基板和一第二基板;
对所述第一基板进行拉深或蚀刻,以在所述第一基板上形成所述第一凹槽,所述第一基板进行拉深或蚀刻后形成所述第一盖板;
对所述第二基板进行拉深或蚀刻,以在所述第二基板上形成所述第二凹槽,所述第二基板进行拉深或蚀刻后形成所述第二盖板;
其中,所述第一凹槽的深度小于所述第二凹槽的深度。
10.根据权利要求1-8任一项所述的均温板加工方法,其特征在于,所述盖板盖合步骤包括:
在所述第一盖板中形成所述第一凹槽的一面上除所述第一凹槽以外的部分和/或所述第二盖板中形成所述第二凹槽的一面上除所述第二凹槽以外的部分涂布胶水层;
将所述第二盖板中形成所述第二凹槽的一面盖合至所述第一盖板中形成所述第一凹槽的一面,以使所述第一毛细结构与所述第二毛细单元相抵接;
对所述第一盖板和所述第二盖板施加压力并保持预设时长,以使所述第一盖板与所述第二盖板通过所述胶水层相粘合。
11.根据权利要求1-8任一项所述的均温板加工方法,其特征在于,所述第一盖板的材质为铜或铜合金,所述第二盖板的材质为不锈钢或钛合金。
12.一种均温板,所述均温板具有与热源接触的热端和远离所述热源的冷端以及从所述热端指向所述冷端的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向,其特征在于,所述均温板包括:
第一盖板,所述第一盖板具有第一表面,所述第一表面通过冷喷涂的方式设置有第一毛细结构;
第二盖板,所述第二盖板具有第二表面,所述第二表面通过冷喷涂的方式设置有第二毛细结构,所述第二毛细结构包括沿所述第二盖板朝向所述第一盖板的方向层叠设置的第一层与第二层,所述第一层包括与所述第一毛细结构具有相同结构的第一毛细单元,所述第二层包括多个沿所述第二方向间隔设置的第二毛细单元,所述第二毛细单元平行于所述第一方向设置;
所述第一表面与所述第二表面相盖合,且所述第一盖板与所述第二盖板固定连接,以使所述第一盖板与所述第二盖板之间形成一封闭内腔,其中,所述第一毛细结构与所述第二毛细单元相抵接。
13.根据权利要求12所述的均温板,其特征在于,所述第二毛细单元包括沿所述第一方向间隔设置的多个毛细单体,相邻的所述第二毛细单元中的多个所述毛细单体呈阵列排布。
14.根据权利要求13所述的均温板,其特征在于,所述第一盖板设置有第一凹槽,所述第一凹槽由所述第一表面向所述第一盖板内部凹陷形成,所述第一毛细结构设置于所述第一凹槽内,且所述第一毛细结构的厚度小于或等于所述第一凹槽的深度;所述第二盖板设置有第二凹槽,所述第二凹槽由所述第二表面向所述第二盖板内部凹陷形成,所述第二毛细结构设置于所述第二凹槽内,所述第一毛细单元的厚度小于或等于所述第一凹槽的深度,所述第二毛细单元的厚度满足关系:D3=H1+H2-D1-D2,其中,H1为所述第一凹槽的深度、H2为所述第二凹槽的深度、D1所述第一毛细结构的厚度、D2为所述第一毛细单元的厚度、D3为所述第二毛细单元的厚度。
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