CN112113449B - 均热板、均热板的制作方法、电子器件和电子装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种均热板、均热板的制作方法、电子器件和电子装置。所述均热板包括铝基板和毛细结构；所述铝基板形成有腔室，所述毛细结构设置在所述腔室内；其中，所述铝基板的晶粒尺寸大于20um、所述铝基板的热导率大于240W/(m*K)。如此，采用铝作为均热板的基板，铝基板具有较好的加工性能，加工工艺较为简单，成本较低，能够节省均热板的加工成本、材料成本以及提高产品的良率。同时，铝基板具有较小的密度，能够减轻均热板的重量，从而使得电子产品更加轻量化，并且铝基板的晶粒尺寸大于20um、热导率大于240W/(m*K)可以使得均热板同时也具备较好的散热能力。这样，本申请实施方式的均热板可以在保证散热效率的同时降低成本以及减少均热板的重量。
Description
技术领域
本申请涉及电子设备领域，尤其涉及一种均热板、均热板的制作方法、电子器件和电子装置。
背景技术
均热板是一种能够高效地发散电子元件上的热量的器件。在相关技术中，均热板通常由纯铜制成，但是铜材料的价格昂贵且质量较大，铜均热板的成本高且不符合电子产品的轻量化要求。并且，由于铜的物理特性，铜均热板的加工工艺较为复杂，生产成本较高、效率低、产品的良率也较低。
发明内容
本申请实施方式公开了一种均热板、均热板的制作方法、电子器件和电子装置。
本申请实施方式的均热板包括铝基板和毛细结构；所述铝基板形成有腔室，所述毛细结构设置在所述腔室内；其中，所述铝基板的晶粒尺寸大于20um、所述铝基板的热导率大于240W/(m*K)。
本申请实施方式的均热板的制作方法包括：提供一铝基板，在所述铝基板上冲压形成腔室；提供一毛细结构，将所述毛细结构放置在所述腔室内；对所述铝基板和所述毛细结构整体进行热处理以使所述铝基板的晶粒尺寸大于20um，以及使所述铝基板的热导率大于240W/(m*K)。
本申请实施方式的电子器件包括：电子元件和以上任一实施方式所述的均热板，所述电子元件设置在所述均热板的底部且与所述均热板接触。
本申请实施方式的电子装置包括壳体和以上任一实施方式所述的电子器件，所述电子器件设置在所述壳体内。
上述实施方式的均热板、均热板的制作方法、电子器件和电子装置中，采用铝作为均热板的基板，铝基板具有较好的加工性能，加工工艺较为简单，成本较低，能够节省均热板的加工成本、材料成本以及提高产品的良率。同时，铝基板具有较小的密度，能够减轻均热板的重量，从而使得电子产品更加轻量化，并且铝基板的晶粒尺寸大于20um、热导率大于240W/(m*K)可以使得均热板同时也具备较好的散热能力。这样，本申请实施方式的均热板可以在保证散热效率的同时降低成本以及减少均热板的重量。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请实施方式的均热板立体示意图；
图2是本申请实施方式的均热板的结构示意图；
图3是本申请实施方式的制作方法的流程示意图；
图4是本申请实施方式的制作方法的过程示意图；
图5是本申请实施方式的制作方法的另一流程示意图；
图6是本申请实施方式的制作方法的又一流程示意图；
图7是本申请实施方式的制作方法的再一流程示意图；
图8是本申请实施方式的铝基板在热处理前的晶相图；
图9是本申请实施方式的铝基板在热处理后的晶相图；
图10是本申请实施方式的制作方法的再一流程示意图；
图11是本申请实施方式的制作方法的再一流程示意图；
图12是本申请实施方式的制作方法的再一流程示意图；
图13是本申请实施方式的制作方法的另一过程示意图。
图14是本申请实施方式的电子器件的平面示意图；
图15是本申请实施方式的电子装置的平面示意图。
主要元件符号说明：
均热板100、铝基板10、腔室11、第一部分12、第一腔室121、第二部分13、。第二腔室131、支撑柱132、第一半孔14、第二半孔15、毛细结构20、铝网21、除气孔30、除气管40、真空烧结炉200；
电子器件1000、电子元件300；
电子装置2000、外壳2100。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式，所述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，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，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申请中的具体含义。
在本申请中，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下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
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申请的不同结构。为了简化本申请的公开，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申请。此外，本申请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，本申请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。
在相关技术中，均热板的散热效果远高于热管，故广泛地应用在电子产品领域。均热板包括外壳及由外壳形成的真空腔室，以及设置在真空腔室内的毛细结构和相变工质。均热板的工作方式为：外壳接触热源并吸收热源上的热量，真空腔室内的相变工质受热后蒸发，蒸汽热流从均热板的接触热源的位置往四周扩散。随着蒸汽热流到达真空腔室内温度较低的区域，蒸汽热流冷凝并放出热量，热量被外壳与热源接触之外的其余部分吸收，并发散到空气中或者传递给电子产品的其他部件，被冷凝的蒸汽热流转化为液态，被毛细结构吸收并输送回热源区域，以此往复循环，从而起到对热源进行散热的作用。
由此可知，决定均热板的散热效果的一个重要影响因素是均热板的热导率，即制成均热板的材料的热导率。首先，在自然界中，热导率最高的材料是金刚石，能达到1300W/(m*K)-2400W/(m*K)，但由于金刚石价格昂贵且加工难度大，并不适用于制作需要批量生产的均热板。其次，热导率较高的材料依次为各种金属，热导率从高到低一次排列为：银、铜、金、铝，其中银和金作为贵重金属，且其物理特性不适合用于制作均热板。目前，通常采用铜制作均热板，铜的热导率较高，且价格相对银和金低，由纯铜制成的均热板的散热效果更佳。但是由于纯铜的密度相对较大，由纯铜制成的均热板的重量较大，不符合电子产品轻量化的要求，并且纯铜的价格虽然相对金和银低，但还是属于价格较高的金属。再者，由于纯铜的物理特性，纯铜要加工出尺寸较小的均热板，大多数情况下只能采用刻蚀工艺，提升了加工成本，且制作出的均热板的厚度较厚，存在明显的加工瓶颈，不利于电子产品的轻薄化。同时，由于材料的加工性能的限制，在均热板的基板上加工出腔室的工艺通常采用刻蚀工艺，但是刻蚀工艺在批量生产的条件下，加工成本较高，并且刻蚀工艺的产品良率较低，约为50％至70％，进一步提高了生产成本。
请参阅图1和图2，本申请实施方式提供一种均热板100。均热板100包括铝基板10和毛细结构20。铝基板10形成有腔室11，毛细结构20设置在腔室11内。其中，铝基板10的晶粒尺寸大于20um、铝基板10的热导率大于240W/(m*K)。
上述均热板100中，采用铝作为均热板100的基板，铝基板10具有较好的加工性能，加工工艺较为简单，成本较低，能够节省均热板100的加工成本、材料成本。并且根据铝基板10的加工性能，可以采用冲压工艺加工铝基板10，冲压工艺相对于刻蚀工艺具有更高的产品良率，有利于进一步降低生产成本。同时，铝基板10具有较小的密度，能够减轻均热板100的重量，从而使得电子产品更加轻量化，并且铝基板10的晶粒尺寸大于20um、热导率大于240W/(m*K)可以使得均热板100同时也具备较好的散热能力。这样，本申请实施方式的均热板100可以在保证散热效率的同时降低成本以及减少均热板100的重量。
具体地，在本申请实施方式中，均热板100的腔室11内注入有相变工质，均热板100可以设置在电子器件的热源处，铝基板10设置有毛细结构20的一侧与热源相接触，铝基板10可以吸收热源的热量并传递给液态的相变工质，液态的相变工质吸收热量后蒸发为气态，气态的相变工质在腔室11内从铝基板10接触热源的位置往四周扩散。随着气态的相变工质到达腔室11内温度较低的区域，气态的相变工质会放出热量并冷凝成液态的相变工质。放出的热量由通过铝基板10发散到空气中或者传递给电子产品的其他部件以实现对电子器件的散热。冷凝的液态的相变工质被毛细结构20吸收并输送回热源所在的区域进一步吸收热源的热量。以此往复循环，从而起到对电子器件进行高效的散热。可以理解的是，在本申请实施方式中，腔室11为真空腔室。
在一些实施方式中，可采用纯铝制成铝基板10，纯铝具有良好的塑性及导热性，因此使用纯铝制成的铝基板10，加工性能较好，可直接采用冲压成型，而无需像铜一样需要采用刻蚀工艺进行制造，降低了成本，这样，可以在降低制造成本的同时也能保证由铝基板10制成的均热板100的散热性能。当然，在其它实施方式中，铝基板10也可采用其它的铝质金属制成，例如铝合金。
可以理解，在微观结构上，材料的热导率与其微观组织结构强相关，铝基板10的晶粒尺寸越大，能够有效地减少晶界、裂纹、位错、孔洞和析出相等内部缺陷，从而减少电子和声子导热的热阻。因此，在一定范围内，铝基板10的晶粒尺寸越大，铝基板10的热导率越高，因此铝基板10的导热性能越好。
因此，在本实施方式中，可以通过对铝基本10进行热处理以提升铝基板10的晶粒尺寸至大于20um，从而将铝基板10的热导率提升值大于240W/(m*K)，以起到提升由铝基板10支撑的均热板100的散热性能的作用。
由于铝基板10的塑性好、加工性能好，因此可以通过冲压工艺成型腔室11。由于均热板100通常是批量生产，因此冲压模具虽然昂贵，但是制作一套冲压模具可以生产大批量的均热板100，整体上有利于减少生产成本。并且，铝的加工性能较好，相较于采用铜进行刻蚀，铝在加工过程中的良率也较高。
在某些实施方式中，铝基板10的晶粒尺寸为20um至50um。铝基板10的热导率为240.4W/(m*K)至246.4W/(m*K)。
如此，采用晶粒尺寸在20um至50um范围内的铝基板10制作均热板100，从而提升均热板100的散热能力。
具体地，在这样的实施方式中，可以对铝基板10进行高温退火的热处理工艺，以使铝基板10的晶粒尺寸处于20um至50um的范围内，从而提升铝基板10的热导率进而提高散热效果。在本实施方式中，高温退火的热处理温度为300℃，热处理时间为1小时，在热处理完成后，将铝基板10放置炉内随炉冷却。
在某些实施方式中，铝基板10的晶粒尺寸为100um至200um。铝基板10的热导率为246.4W/(m*K)至259.3W/(m*K)。
如此，采用晶粒尺寸在100um至200um范围内的铝基板10制作均热板100，从而明显提升均热板100的散热能力。
具体地，可以对铝基板10进行高温退火的热处理工艺，以使铝基板10的晶粒尺寸处于100um至200um的范围内，从而提升铝基板10的热导率。在本实施方式中，高温退火的热处理温度为500℃，热处理时间为1小时，在热处理完成后，将铝基板10放置炉内随炉冷却。
在某些实施方式中，铝基板10的晶粒尺寸为950um至1050um。铝基板10的热导率大于259.3W/(m*K)。
如此，采用晶粒尺寸在950um至1050um范围内的铝基板10制作均热板100，从而显著提升均热板100的散热能力。
具体地，可以对铝基板10进行高温退火的热处理工艺，以使铝基板10的晶粒尺寸处于950um至1050um的范围内。在本申请实施方式中，高温退火的热处理温度为600℃，热处理时间为1小时，在热处理完成后，将铝基板10放置炉内随炉冷却。
此外，在本申请的实施方式中，由于对铝进行高温热处理的过程中温度过高可能会导致其发生严重的热变形，从而降低均热板的强度和良率，例如，在热处理温度高于600℃时，铝基板10会发生较为严重的热变形，因此，在本申请的实施方式中，对铝基板10进行热处理的温度优选小于600℃，较佳的热处理温度为500℃，这样，在对铝基板10进行热处理后，可以在提升其热导率的同时保证铝基板10不会发生较为严重的热变形，提高产品的良率。
请参阅图1-3，在某些实施方式中，均热板100的厚度d小于0.4mm。铝基板10的厚度a为0.1mm至0.15mm。
如此，铝基板10的厚度a为0.1mm至0.15mm，由铝基板10制成的均热板100的厚度d能够小于0.4mm，可以满足电子产品的轻薄化要求。
具体地，均热板100的散热能力与均热板100的结构有关，更具体地，与制作均热板100的铝基板10的厚度a有关。在一定程度下，铝基板10的厚度a越小，均热板100的散热能力更佳。可以理解，铝基板10的厚度a越小，腔室11内的相变工质更容易与外部进行热交换。即是说，外部热源更容易通过铝基板10将热量传递给相变工质，以使相变工质转换成气态，并且气态相变工质也更容易通过铝基板10向其他外部空间传递热量，以转换回液态，以此往复。因此，厚度更小的铝基板10更有利于提升均热板100的散热能力。
请参阅图2，在某些实施方式中，毛细结构20包括铝网21。铝网21贴合在腔室11的底部。铝网21的晶粒尺寸大于20um，铝网21的热导率大于240W/(m*K)。
如此，铝网21和铝基板10的材质一致，能够具有相同的物理性质，毛细结构20也能具有良好的热导率，从而可以进一步提升均热板100的散热性能。
具体地，铝网21可以通过热处理工艺贴合在腔室11的底部，从而提升铝网21和铝基板10的结合度，使铝网21和铝基板10之间能够形成稳定的蒸汽通道和液体回流通道，提升相变工质在气态和液态之间转换的速率，从而提升均热板100内热量扩散的速率，进而提升均热板100的散热能力。
请参阅图2，在某些实施方式中，铝网21的厚度b为0.05mm至0.1mm。如此，铝网21的厚度b比铝基板10的厚度a小，在铝网21能够被收容于铝基板10上形成的腔室11的前提下，铝网21具有一定的厚度，使得铝网21在满足轻薄化的要求时，铝网21能够提供足够的蒸汽通道和液体回流通道，以及铝网21内部有足够的空间容纳更多的相变工质，以提升均热板100的散热能力。
请参阅图1和图2，在某些实施方式中，铝基板10包括连接的第一部分12和第二部分13。第一部分12和第二部分13分别形成有第一腔室121和第二腔室131。第二部分13相对第一部分12弯折且堆叠在第一部分12上，从而使得第一腔室121和第二腔室131配合形成腔室11。
如此，分别形成第一腔室121和第二腔室131，便于第一腔室121和第二腔室131的加工成型，简化了加工工艺。
具体地，铝基板10的形状可以为长方形板体，第一腔室121和第二腔室131可以沿铝基板10的中心线L对称。铝基板10在第二腔室131内还可以形成有多个支撑柱132，铝网21可以贴合在第一腔室121的底部，在第一腔室121和第二腔室131配合形成腔室11时，支撑柱132压合在铝网21上。支撑柱132可以提升均热板100的结构强度，支撑柱132还可以增加腔室11内气态相变工质和铝基板10的接触面积，从而提升相变工质在气态和液态之间转换的速率，最终提升均热板100的散热能力。
在某些实施方式中，第二部分13可以沿中心线L弯曲堆叠在第一部分12上，在第一部分12和第二部分13弯曲堆叠后，可以使用焊接工艺将第一部分12和第二部分13未连接的其他三个边沿密封，以使腔室11成为密闭空间。在本申请实施方式中，采用高温钎焊工艺密封上述三个边沿。
请参阅图1和图2，在某些实施方式中，可以通过冲压工艺成型第一腔室121和第二腔室131，并且可以在第一腔室121和第二腔室131的边沿分别冲压成型有第一半孔14与第二半孔15。在第一腔室121和第二腔室131配合时，第一半孔14与第二半孔15可以配合组成除气孔30。
具体地，可以通过高频焊工艺，在除气孔30上连接除气管40，可以通过除气管40向腔室11内加入相变工质，以及通过除气管40对腔室11进行抽真空处理，以使腔室11内形成真空环境。再将除气管40夹合密封，将多余的管体切断，并密封管口。密封除气管40管口可以采用氩弧焊工艺。
请参阅图3和图4本申请实施方式的均热板100的制作方法包括：
S10：提供一铝基板10，在铝基板10上冲压形成腔室11；
S20：提供一毛细结构20，将毛细结构20放置在腔室11内；
S30：对铝基板10和毛细结构20整体进行热处理以使铝基板10的晶粒尺寸大于20um，以及使铝基板10的热导率大于240W/(m*K)。
上述均热板100的制作方法中，采用铝作为均热板100的基板，铝基板10具有较好的加工性能，加工工艺较为简单，成本较低，能够节省均热板100的加工成本、材料成本以及提高产品的良率。同时，铝基板10具有较小的密度，能够减轻均热板100的重量，从而使得电子产品更加轻量化，并且铝基板10的晶粒尺寸大于20um、热导率大于240W/(m*K)可以使得均热板100同时也具备较好的散热能力。这样，本申请实施方式的均热板100可以在保证散热效率的同时降低成本以及减少均热板100的重量。
具体地，在相关技术中，由于材料的加工性能的限制，在均热板的基板上加工出腔室的工艺通常采用刻蚀工艺，但是刻蚀工艺在批量生产的条件下，加工成本较高，并且刻蚀工艺的产品良率较低，约为50％至70％，进一步提高了生产成本。
本申请实施方式提出采用铝作为均热板100的基板，铝的塑性高、加工性能好，因此可以通过冲压工艺加工铝基板10。在批量生产的条件下，冲压工艺的成本比刻蚀工艺的成本低，并且冲压工艺的产品良率高于刻蚀工艺，因此冲压工艺能够有效的降低均热板100的加工成本。
在将铝基板10冲压形成腔室11，并将毛细结构20放置在腔室11内后，可以对铝基板10和毛细结构20整体进行热处理，以使毛细结构20能够贴合在腔室11的底部，以及提升铝基板10的晶粒尺寸，从而提升铝基板10的热导率。可以理解，在微观结构上，材料的热导率与其微观组织结构强相关，铝基板10的晶粒尺寸越大，能够有效地减少晶界、裂纹、位错、孔洞和析出相等内部缺陷，从而减少电子和声子导热的热阻。因此，在一定范围内，铝基板10的晶粒尺寸越大，铝基板10的热导率越高，因此铝基板10的导热性能越好。
请参阅图1和图2，在某些实施方式中，铝基板10的厚度a为0.1mm至0.15mm，由铝基板10支撑的均热板100的厚度d小于0.4mm。如此，能够满足对电子产品的轻量化的要求。
请参阅图4和图5，在某些实施方式中，步骤S30包括：
S301：将铝基板10和毛细结构20整体置入至真空烧结炉200中进行热处理，以使铝基板10的晶粒尺寸为20um至50um以及使铝基板10的热导率为240.4W/(m*K)至246.4W/(m*K)，热处理的加工温度为300℃，加工时间为1小时。
如此，通过热处理工艺提升铝基板10的晶粒尺寸，在铝基板10的厚度方向，晶粒的数量为个位数，能够减少铝基板10上晶界、裂纹、位错、孔洞和析出相等内部缺陷，从而减少电子和声子导热的热阻，从而提升铝基板10的热导率，能提升均热板100的散热性能。
请参阅图4和图6，在某些实施方式中，步骤S30包括：
S302：将铝基板10和毛细结构20整体置入至真空烧结炉200中进行热处理，以使铝基板10的晶粒尺寸为100um至200um以及使铝基板10的热导率为246.4W/(m*K)至259.3W/(m*K)，热处理的加工温度为500℃，加工时间为1小时。
如此，通过热处理工艺提升铝基板10的晶粒尺寸，在铝基板10的厚度方向为单晶组织，因此能够在厚度方向上大量消除晶界、裂纹、位错、孔洞和析出相等内部缺陷的影响，从而大量消除电子和声子导热的热阻，从而提升铝基板10的热导率，能明显提升均热板100的散热性能。
请参阅图4和图7，在某些实施方式中，步骤S30包括：
S303：将铝基板10和毛细结构20整体置入至真空烧结炉200中进行热处理，以使铝基板10的晶粒尺寸为950um至1050um以及使铝基板10的热导率大于259.3W/(m*K)，热处理的加工温度为600℃，加工时间为1小时。
如此，通过热处理工艺提升铝基板10的晶粒尺寸，铝基板10的晶粒尺寸成长为毫米级，能大幅度提升均热板100的散热性能。
具体地，请参阅图8和图9，加工温度为600℃，加工时间为1小时为例，图8为铝基板10在热处理前的晶相图，图9为铝基板10在以温度为600℃，处理时间为1小时进行热处理后的晶相图。由图8和图9可知，铝基板10在热处理前的晶粒尺寸较小，在经过热处理后，铝基板10的晶粒尺寸明显增大。晶粒尺寸增大后的铝基板10，减少了内部缺陷，热导率能够得到提升，从而提升均热板100的导热性能。
在本申请实施方式中，可以通过扫描电子显微镜获取铝基板10的晶相图，进一步地，可以使用装配有EBSD(电子背散射衍射，Electron Back-scattered Diffraction)探头的扫描电子显微镜，通过电子背散射衍射技术获取铝基板10的晶相图。具体地，图8和图9是同一铝基板10在热处理前和热处理后的晶相图，并且，扫描电子显微镜是在相同的环境条件下获取的图8和图9，例如，在相同环境温度、环境湿度、光线等条件下，获取铝基板10在热处理前和热处理后的晶相图。当然，在其他实施方式中，还可以通过其他方式观察铝基板10的晶相图，例如，将铝基板10制作成金相样品，通过金相显微镜获取铝基板10的金相图。
在本实施方式中，可以使用EBSD解析软件解析图8和图9中晶粒尺寸的大小。在其他实施方式中，还可以根据扫描电子显微镜的放大倍数，获取比例尺以在晶相图中测算出晶粒尺寸。具体地，在一个例子中，请继续参阅图8，铝基板10在进行热处理前，可以根据扫描电子显微镜的放大倍数可以获取一个20um的比例尺，根据该比例尺可以测算出铝基板10在热处理前晶粒尺寸的大小，因此可以测算出图8中晶粒的尺寸。同理，请参阅图9，在铝基板10进行热处理后，可以根据扫描电子显微镜的放大倍数获取一个400um的比例尺，根据该比例尺可以测算出铝基板10在热处理后晶粒尺寸的大小，因此可以测算出图9中晶粒的尺寸。
综上，铝基板10可以分别在300℃、500℃、600℃下热处理1小时，以获得热导率更高的铝基板10。但是在实际应用中，在300℃下热处理1小时的铝基板10，热导率有所提升，但是提升较为不明显。在600℃下热处理1小时的铝基板10，热导率有大幅度地提升，但是铝基板10的可能出现较大的热变形，影响后续加工。而在500℃下热处理1小时的铝基板10，不仅热导率有明显提升，铝基板10在加工中未产生变形，并且毛细结构20能够很好地结合到铝基板10上，形成稳定的液体回流通道和蒸汽通道。因此，在本申请的实施方式中，可以优选热处理温度为500℃、热处理时间为1小时的热处理工艺加工铝基板10。当然，热处理温度也可为600℃，在这样的实施方式中，在对热处理过后的铝基板10进行变形检测，若热变形严重，可通过矫正工艺进行矫正。
请参阅图10，在某些实施方式中，毛细结构20包括铝网21，铝网21由冲压工艺制成。步骤S30包括：
S304：对铝基板10和铝网21整体进行热处理以使铝网21贴合与腔室11的底部，并且使铝基板10和铝网21的晶粒尺寸均大于20um以及使铝基板10和铝网21的热导率均大于240W/(m*K)。
如此，铝网21在高温下可以紧密贴合在腔室11的底部，铝网21和铝基板10之间能够形成稳定的液体回流通道和蒸汽通道，并且还可以获得热导率更高的铝基板10和铝网21，从而提升均热板100的散热能力。
请参阅图11，在某些实施方式中，在步骤S30之前，制作方法还包括：
对铝基板10和毛细结构20进行脱脂处理。
如此，能够消除铝基板10和毛细结构20在前加工工序中残留在表面的润滑油、油脂等。并且在脱脂处理中还能清除残留在铝基板10和毛细结构20表面的切屑、氧化膜等杂质，从而减少外部杂质对铝基板10和毛细结构20的加工性能以及散热性能的影响。
具体地，在脱脂处理中，可以使用弱碱性脱脂剂，配合超声波发生器对铝基板10和毛细结构20进行清洗，然后水洗、酒精浸润，最后放置常温风干。
请参阅图4和图12，在某些实施方式中，铝基板10包括连接的第一部分12和第二部分13，第二部分13能够相对第一部分12弯折且堆叠在第一部分12上。步骤S10包括：
S101：在第一部分12和第二部分13上分别冲压形成第一腔室121和第二腔室131；
步骤S20包括：
S201：将毛细结构20放置在第一腔室121。
如此，可以由冲压工艺在铝基板10上分别形成第一腔室121和第二腔室131，毛细结构20可以放置在第一腔室121内，并且第一部分12可以相对第二部分13弯折且堆叠在第一部分12上，将毛细结构20密封在第一腔室121和第二腔室131组成的空间内。
具体地，铝基板10在第二腔室131还可以通过冲压工艺形成有多个支撑柱132，支撑柱132在第一部分12弯折堆叠在第二部分13上后，可以对铝基板10的结构起到加强作用，有效防止均热板100在使用中变形。
请参阅图13和图14，在某些实施方式中，在步骤S30之后，制作方法还包括：
S40：将第二部分13弯折堆叠在第一部分12上以使第一部分12和第二部分13配合形成腔室11；
S50：焊接并密封第一部分12和第二部分13之间的间隙；
S60：对均热板100进行抽真空处理。
如此，第一部分12的第一腔室121可以和第二部分13的第二腔室131配合以形成腔室11。通过焊接第一部分12和第二部分13之间的间隙，能够使腔室11形成密闭空间。
具体地，在第一部分12和第二部分13弯曲堆叠后，可以使用高温钎焊工艺将第一部分12和第二部分13未连接的其他三个边沿密封，以使腔室11成为密闭空间。
在冲压成型第一腔室121和第二腔室131时，还可以在第一腔室121和第二腔室131的边沿分别冲压成型有第一半孔14与第二半孔15。第一在第一腔室121和第二腔室131配合时，第一半孔14与第二半孔15可以配合组成除气孔30。可以通过高频焊工艺，在除气孔30上连接除气管40，可以通过除气管40向腔室11内加入相变工质，以及通过除气管40对腔室11进行抽真空处理，以使腔室11内形成真空环境。再将除气管40夹合密封，将多余的管体切断，并密封管口。密封除气管40管口可以采用氩弧焊工艺。
更多地，在本申请的实施方式中，相变工质可以是纯水或者其他不会与铝基板10和毛细结构20发生化学反应的液体。
请参阅图14，本申请实施方式的电子器件1000包括：电子元件300和以上任一实施方式所述的均热板100，所述电子元件300设置在所述均热板100的底部且与所述均热板100接触。
上述电子器件1000中，采用铝作为均热板100的基板，铝基板10具有较好的加工性能，加工工艺较为简单，成本较低，能够节省均热板100的加工成本、材料成本以及提高产品的良率。同时，铝基板10具有较小的密度，能够减轻均热板100的重量，从而使得电子产品更加轻量化，并且铝基板10的晶粒尺寸大于20um、热导率大于240W/(m*K)可以使得均热板100同时也具备较好的散热能力。这样，本申请实施方式的均热板100可以在保证散热效率的同时降低成本以及减少均热板100的重量，从而减少电子器件1000整体的重量。
具体地，电子元件300可以包括电子芯片等在工作中会产生较多热量的电子元件。请继续参阅图14，均热板100覆盖在电子元件300的上方，并且均热板100的底部和电子元件300接触，需要指出的是，均热板100的第一部分12与电子元件300接触，即均热板100设有毛细结构20的一侧与电子元件300相接触，以使毛细结构20能够聚集液体的相变工质以不断地吸收电子元件300的热量。
请参阅图15，本申请实施方式的电子装置2000包括壳体2100和以上任一实施方式所述的电子器件1000，所述电子器件1000设置在所述壳体2100内。
上述电子装置2000中，采用铝作为均热板100的基板，铝基板10具有较好的加工性能，加工工艺较为简单，成本较低，能够节省均热板100的加工成本、材料成本以及提高产品的良率。同时，铝基板10具有较小的密度，能够减轻均热板100的重量，从而使得电子产品更加轻量化，并且铝基板10的晶粒尺寸大于20um、热导率大于240W/(m*K)可以使得均热板100同时也具备较好的散热能力。这样，本申请实施方式的均热板100可以在保证散热效率的同时降低成本以及减少均热板100的重量，从而减少电子器件2000整体的重量，以减少电子装置2000的重量。
具体地，电子装置2000包括但不限于手机、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手表等电子设备。以手机为例，电子元件可为手机的中央处理器。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
此外，流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
尽管上文已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (16)
1.一种均热板，其特征在于，包括：
铝基板，所述铝基板形成有腔室；和
设置在所述腔室内的毛细结构；
其中，所述铝基板的晶粒尺寸大于20um、所述铝基板的热导率大于240W/(m*K)；
所述铝基板包括连接的第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分分别形成有第一腔室和第二腔室，所述第二部分相对所述第一部分弯折且堆叠在所述第一部分上，从而使得所述第一腔室和所述第二腔室配合形成所述腔室。
2.根据权利要求1所述的均热板，其特征在于，所述铝基板的晶粒尺寸为20um至50um，所述铝基板的热导率为240.4W/(m*K)至246.4W/(m*K)。
3.根据权利要求1所述的均热板，其特征在于，所述铝基板的晶粒尺寸为100um至200um，所述铝基板的热导率为246.4W/(m*K)至259.3W/(m*K)。
4.根据权利要求1所述的均热板，其特征在于，所述铝基板的晶粒尺寸为950um至1050um，所述铝基板的热导率大于259.3W/(m*K)。
5.根据权利要求1所述的均热板，其特征在于，所述均热板的厚度小于0.4mm，所述铝基板的厚度为0.1mm至0.15mm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的均热板，其特征在于，所述毛细结构包括铝网，所述铝网贴合在所述腔室的底部，所述铝网的晶粒尺寸大于20um，所述铝网的热导率大于240W/(m*K)。
7.根据权利要求6所述的均热板，其特征在于，所述铝网的厚度为0.05mm至0.1mm。
8.一种均热板的制作方法，其特征在于，包括：
提供一铝基板，在所述铝基板上冲压形成腔室；
提供一毛细结构，将所述毛细结构放置在所述腔室内；
对所述铝基板和所述毛细结构整体进行热处理以使所述铝基板的晶粒尺寸大于20um，以及使所述铝基板的热导率大于240W/(m*K)；
所述铝基板包括连接的第一部分和第二部分，所述第二部分能够相对所述第一部分弯折且堆叠在所述第一部分上；
所述在所述铝基板上冲压形成腔室的步骤包括：
在第一部分和第二部分上分别冲压形成第一腔室和第二腔室；
所述将所述毛细结构放置在所述腔室内的步骤包括：
将所述毛细结构放置在所述第一腔室。
9.根据权利要求8所述的均热板的制作方法，其特征在于，所述对所述铝基板和所述毛细结构整体进行热处理以使所述铝基板的晶粒尺寸大于20um，以及使所述铝基板的热导率大于240W/(m*K)的步骤包括：
将所述铝基板和所述毛细结构整体置入至真空烧结炉中进行热处理，以使所述铝基板的晶粒尺寸为20um至50um以及使所述铝基板的热导率为240.4W/(m*K)至246.4W/(m*K)，所述热处理的加工温度为300℃，加工时间为1小时。
10.根据权利要求8所述的均热板的制作方法，其特征在于，所述对所述铝基板和所述毛细结构整体进行热处理以使所述铝基板的晶粒尺寸大于20um，以及使所述铝基板的热导率大于240W/(m*K)的步骤包括：
将所述铝基板和所述毛细结构整体置入至真空烧结炉中进行热处理，以使所述铝基板的晶粒尺寸为100um至200um以及使所述铝基板的热导率为246.4W/(m*K)至259.3W/(m*K)，所述热处理的加工温度为500℃，加工时间为1小时。
11.根据权利要求8所述的均热板的制作方法，其特征在于，所述对所述铝基板和所述毛细结构整体进行热处理以使所述铝基板的晶粒尺寸大于20um，以及使所述铝基板的热导率大于240W/(m*K)的步骤包括：
将所述铝基板和所述毛细结构整体置入至真空烧结炉中进行热处理，以使所述铝基板的晶粒尺寸为950um至1050um以及使所述铝基板的热导率大于259.3W/(m*K)，所述热处理的加工温度为600℃，加工时间为1小时。
12.根据权利要求8所述的均热板的制作方法，其特征在于，所述毛细结构包括铝网，所述铝网由冲压工艺制成；
所述对所述铝基板和所述毛细结构整体进行热处理以使所述铝基板的晶粒尺寸大于20um，以及使所述铝基板的热导率大于240W/(m*K)的步骤包括：
对所述铝基板和所述铝网整体进行热处理以使所述铝网贴合与所述腔室的底部，并且使所述铝基板和所述铝网的晶粒尺寸均大于20um以及使所述铝基板和所述铝网的热导率均大于240W/(m*K)。
13.根据权利要求8所述的均热板的制作方法，其特征在于，对所述铝基板和所述毛细结构整体进行热处理之前，所述制作方法还包括：
对所述铝基板和所述毛细结构进行脱脂处理。
14.根据权利要求8所述的均热板的制作方法，其特征在于，在对所述铝基板和所述毛细结构整体进行热处理的步骤之后，所述制作方法还包括：
将所述第二部分弯折堆叠在所述第一部分上以使所述第一部分和第二部分配合形成所述腔室；
焊接并密封所述第一部分和所述第二部分之间的间隙；
对所述均热板进行抽真空处理。
15.一种电子器件，其特征在于，包括：
电子元件；和
权利要求1-7任一项所述的均热板，所述电子元件设置在所述均热板的底部且与所述均热板接触。
16.一种电子装置，其特征在于，包括：
壳体；和
权利要求15所述的电子器件，所述电子器件设置在所述壳体内。
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| CN202010922812.7A CN112113449B (zh) | 2020-09-04 | 2020-09-04 | 均热板、均热板的制作方法、电子器件和电子装置 |
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