整合式均热板的制作方法

本发明有关于一种均热板，特别是一种整合式均热板。

背景技术：

1、高功率电子元件是新世代的半导体元件，随着5g通信和人工智能的普及，数据中心服务器被要求以更高频率运行和具有更多功能性的需求。然而，为满足高速通信和计算，高功率电子元件或芯片处理器运作时因其高功率密度而无可避免地伴随着大量热量的产生，日益增加的发热量，若无法有效且及时地散去蓄积在电子元件的热量，将会大大地影响电子元件运作的可靠性，而限制其应用的发展，因此必须采用更高效率的冷却系统或模块来加速热量排除，保障芯片的稳定运作。

2、5g通信的发展，小芯片封装将可望成为未来先进制程的新趋势，因此，国际大厂如英特尔、台积电、日月光、超微、安谋、微软及高通等大厂宣布打造ucie(universal chipletinterconnect express)产业联盟，以此将小芯片封装整合多个小芯片，以达到更快速的运算速度。可预期的是，将多个小芯片整合后，这些芯片运算所产生的热量将会比以往更多，若散热系统没有同步跟上整合的脚步，芯片蓄积的热量无法及时、有效地排除，影响所及的，将会是造成整体芯片系统的不稳定。常见的散热系统采用将发热的电子元件，例如：cpu、gpu，通过导热膏将一导热金属保护壳黏贴于其上，以此使热量得以扩散至整个金属保护壳。接着，再将鳍片式散热器以导热膏黏贴于金属保护壳上，利用高速风扇或水冷来加速散热器散热。然而，现今电子元件的运算速度一日千里，这样的散热效率已无法及时且有效地排除电子元件运算时所产生巨量的热，因此，新一代的散热模块将目前散热效率最快速的均热板导入并架构在上述金属保护壳与散热器之间，以此可以大量、快速带走电子元件所产生的热量。

3、均热板是利用其密闭工作腔室中的工作流体的相变化来快速散热，是现阶段导热效率最高的散热方式。利用近真空腔室内的工作液体快速汽化及凝结过程所涉及的大量汽化潜热来实现快速散热的目的。均热板的导热效率可达10000w/(m2·℃)以上，可达到传统空气对流或液体对流的导热效率的几十倍以上，且均热板的整体厚度可达到仅3.0mm左右，目前已广泛应用在薄型化行动装置及薄型笔记本电脑上。

4、然而，当大量的热从电子元件产生时，需先通过导热膏将热传导并分散到金属保护壳，接着再通过导热膏将金属保护壳的热量进一步传导到均热板，再通过均热板快速带走大量的热。而导热膏的散热效率远远不及一般金属保护壳以及均热板，在整体散热系统中成为了最大的热阻，严重降低了均热板的散热效率表现。再者，为了能够与电子元件紧密且平整地接触，使热量能够有效传导到金属保护壳，金属保护壳所使用的材质大多为硬度较高、不易变形的铝镁合金或其他合金，而无法使用材质较软但导热系数较高的纯铜当金属保护壳，因此也会对整体散热系统造成热阻。为了能提高散热效率，有鉴于上述问题，本发明提出一种整合式均热板，以冷锻造方式，以纯铜制作具有硬度较高的均热板，并通过在均热板的吸热表面预留一凹陷空间来容置并直接接触电子元件，将原本的金属保护壳与均热板以同一金属片一体成型锻造而成一整合式均热板，排除电子元件与均热板之间因异质界面所产生的热阻，以提高散热效率。

5、本发明的整合式均热板除了可应用于单一电子元件的散热外，为因应未来5g通信整合多个小芯片封装，本发明亦可以在均热板的吸热表面预留多个符合芯片形貌的容置空间，直接将多芯片的保护壳和均热板制作成一体成型，均热板可与芯片组直接接触加速导热效率，不需再通过导热膏当介质，可应用于行动装置内多芯片的散热。

6、此外，本发明的整合式均热板采用冷锻造制造方式对金属片(例如：铜)进行加工成型，接着再搭配cnc修饰加工，在锻造过程不需将金属预先加热并退火，因此锻造后的金属其内部晶粒组织不会因为退火而导致孔洞、组织肥大化而降低热传导系数。相反地，经冷锻造加工后的金属，因无加热过程，其内部晶粒组织仍可维持相当致密，且经过锻造后的金属更具有钢性、致密性提高的优点，经检测后，其金属的导热系数及热扩散系数更可进一步提高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种整合式均热板。

2、本发明一实施例提出一种整合式均热板，至少包括金属上盖板、金属下盖板、工作空间、毛细结构及工作流体。金属上盖板包括有散热外表面及冷凝内表面，冷凝内表面周边设有适当高度的边框，边框上设有上通道槽，且冷凝内表面具有相互平行排列的复数条上沟槽以及凸起于沟槽之间的复数个支撑结构。金属下盖板包括有吸热外表面及蒸发内表面，吸热外表面具有至少一凹陷空间，用以容置放热元件，蒸发内表面周边设有适当高度的边框，边框上设有下通道槽，且蒸发内表面具有相互平行排列的复数条下沟槽。工作空间由金属上盖板的上边框与金属下盖板的下边框相互接合所形成的气密空间，其中，金属上盖板的冷凝内表面与金属下盖板的蒸发内表面彼此相对，且上沟槽与下沟槽的排列可相互映射重叠对齐，所述复数个支撑结构从冷凝内表面凸起延伸并接抵蒸发内表面的下沟槽之间，以支撑工作空间。抽气通道，由上通道槽与下通道槽对应接合所构成，可用以对工作空间抽气。毛细结构位于下沟槽内。工作流体存在于工作空间及毛细结构。

技术特征：

1.一种整合式均热板，其特征在于，至少包括：

2.如权利要求1所述的整合式均热板，其特征在于，该金属上盖板整体包含该支撑结构是以冷锻造方式将一金属片一体成型锻造而成，且该金属下盖板整体是以冷锻造方式将一金属片一体成型锻造而成。

3.如权利要求2所述的整合式均热板，其特征在于，该金属片为纯铜，且该上盖板及该下盖板具有维氏硬度约为90hv～120hv。

4.如权利要求2所述的整合式均热板，其特征在于，该金属片为纯铜，且该上盖板及该下盖板具有导热系数约为400w/(m·k)～430w/(m·k)。

5.如权利要求2所述的整合式均热板，其特征在于，该上盖板及该下盖板具有热扩散系数约为90mm2/sec～120mm2/sec。

6.如权利要求2所述的整合式均热板，其特征在于，该支撑结构为柱状。

7.如权利要求2所述的整合式均热板，其特征在于，该凹陷空间为复数个，用以容置复数个电子元件。

8.如权利要求7所述的整合式均热板，其特征在于，每一该凹陷空间具有相同或不同的形状及容积，用以同时容置复数个相同或不同形状及体积的电子元件。

9.如权利要求2所述的整合式均热板，其特征在于，该凹陷空间从该吸热外表面向该蒸发内表面方向凹陷但并不凸起于对应的该蒸发内表面。

10.如权利要求2所述的整合式均热板，其特征在于，该金属上盖板与该金属下盖板相互接合后，以焊接方式结合。

11.如权利要求2所述的整合式均热板，其特征在于，该工作流体为纯水。

12.如权利要求2所述的整合式均热板，其特征在于，该工作空间的气压小于1x10-3torr。

技术总结本发明公开一种整合式均热板，至少包括金属上盖板、金属下盖板、工作空间、毛细结构及工作流体。金属上盖板包括有冷凝内表面，冷凝内表面具有相互平行排列的复数条上沟槽以及凸起于沟槽之间的复数个支撑结构。金属下盖板包括有吸热外表面及蒸发内表面，吸热外表面具有至少一凹陷空间，用以容置放热元件，蒸发内表面具有相互平行排列的复数条下沟槽。工作空间由金属上盖板的上边框与金属下盖板的下边框相互接合所形成的气密空间，所述复数个支撑结构从冷凝内表面凸起延伸并接抵蒸发内表面的下沟槽之间，以支撑工作空间。毛细结构位于下沟槽内。工作流体，存在于工作空间及毛细结构。技术研发人员：王天来,王子瑜,王晟瑜,李孟育受保护的技术使用者：塔普林克科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/15