[发明专利]一种高强度、高导热的轻薄均热板

说明书

本发明公开了一种高强度、高导热的轻薄均热板，其结构包括上下盖板、吸液芯、支撑柱，上下盖板密封形成内腔体，内腔体的上下内表面设置有吸液芯，内腔体的上下内表面之间采用一定数量的支撑柱抵接，各支撑柱之间的空隙作为蒸发腔或毛细腔，上下盖板中至少一个盖板采用铜合金/纯铜形成的复合铜材制备而成；其中，铜合金/纯铜形成的复合铜材中，铜合金位于盖板的外侧，纯铜位于盖板的内侧；上下盖板在密封形成内腔体时采用复合铜材的内层材料纯铜与纯铜直接焊接而成。本发明一种高强度、高导热的轻薄均热板满足了当前均热板高效、耐热、可靠兼轻薄化的发展要求，解决当前均热板强度低、厚度和质量大、铜膏焊接缺陷问题。

技术领域

本发明属于电子器件散热技术领域，涉及一种高强度、高导热的轻薄均热板。

背景技术

随着电子技术的迅速发展，各种移动电子产品以及数据中心、服务器和电动汽车等运算部件的集成化程度快速提高，体积越来越小，特别随着5G产品的深入发展，各种移动电子产品和运算部件的运行功率迅速增大，产品终端会产生超高的热量，需要有良好散热功能的散热器件辅助，均热板是解决电子产品散热问题的良好方式，但常规的均热板无法满足小型化产品如芯片等的散热要求，均热板要求向轻薄化发展，但随着均热板的轻薄化又衍生了均热板的强度和可靠性下降的问题，同时随着均热板的厚度减小到一定厚度，蒸汽腔的热阻急剧增大，导致散热效果急剧下降，坏品率上升，可靠性下降，说明均热板的轻薄化情况复杂，制备工艺困难，是制约电子产品小型化的重要影响因素。

均热板由上下盖板构成内腔体，用于支撑吸液芯和支撑结构，现有均热板产品上下盖板均选用选择单一材料制备而成，如纯铜或铜合金板带，主要原因是原料成熟、生产工艺简单。由于纯铜是导热率最好的廉价金属，常规均热板的上下盖板通常采用纯铜，但纯铜的强度和硬度低(抗拉强度为120MPa～150MPa，硬度为50HV～60HV)，为保证均热板达到一定的结构强度，常规均热板总厚度通常大于2mm，此外，纯铜冲裁折弯处再经过高温焊合后晶粒易粗大，易导致出现外观不均一的问题。目前也有采用C19000铜合金制备均热板上下盖板的技术，但由于铜合金扩散焊接性能差，在拼接处只能采用涂铜膏焊接，但受铜膏涂抹均匀性、铜膏质量和焊合工艺影响，拼接界面极易出现如图1所示的无铜膏、铜膏太厚、孔洞等缺陷，诸类缺陷加剧了超薄均热板的泄漏率、降低了产品的可靠性，并且在高服役温度(约200℃)下，其强度偏低，容易发生变形、抗弯强度差等问题。上述说明，超薄均热板的上下盖板的选材非常重要，提供轻薄化、高强度、高导热的均热板对于促进芯片等电子产品小型化发展有着至关重要和意义深远的影响。

复合材料可以解决单一材料均热板强度低、厚度和重量大的问题，却鲜有采用，主要是由于复合材料本身存在制备工艺复杂、成本高、热导率低、界面不良问题；制备均热板时冲裁过程由于硬度高，出现变形困难、模具磨损严重、盖板易开裂等缺陷。铜以其良好的热导率仍然是均热板盖板材料的良好选择，但需解决其厚度较厚和易变型等问题，构建铜的复合材料作为均热板的盖板材料可以综合多种材料的优点，同时提高均热板的盖板强度，为制备高强度、高导热轻薄均热板理想材料提供了新的研究思路。