[发明专利]均温板结构及其制造方法

说明书

技术领域

一种均温板结构及其制造方法，尤指一种将金属材质与陶瓷材质结合组成一均温板，改善均温板与发热源间因热疲劳(thermal fatigue)产生接合界破裂问题的均温板结构及其制造方法。

背景技术

按，随着半导体技术的进步，积体电路的体积亦逐渐缩小，而为了使积体电路能处理更多的资料，相同体积下的积体电路，已经可以容纳比以往多上数倍以上的计算元件，当积体电路内的计算元件数量越来越多时，计算元件工作时所产生的热能亦越来越大，以常见的中央处理器为例，在高满载的工作量时，中央处理器散发出的热度，足以使中央处理器整个烧毁，因此，积体电路的散热装置变成为重要的课题。

电子设备中之中央处理单元及晶片系为电子设备中的发热源，当电子设备运作时，则发热源将会产生热量，该中央处理单元及晶片外部封装主要系以陶瓷材料作为封装材料，该陶瓷材料具有热膨胀系数低且不导电等性质，并且该热膨胀系数系与晶片相近，故被大量使用于封装材料及半导体材料。

散热装置一般采用铝、铜材质做散热结构之材料，并搭配风扇及热导管等散热元件来增强散热效果，不过在考虑散热装置整体可靠度时，采用冷却风扇与热导管的设计都会损及整体产品的可靠度值。

一般而言设计愈简单散热装置整体之可靠度愈好，因此，若能用比铜散热能力更好的材料做散热结构材料，可直接改善热能的传递。

另外，“热应力”是散热装置与发热源间另一个可靠度潜在问题。发热源(如CPU内之晶片)的热膨胀系数低，业界为追求产品可靠度，多采用AlN(氮化铝)或SiC(碳化硅)等热膨胀系数低的陶瓷材料来封装晶片。

再者，举例来说，于LED散热之应用领域中，铝、铜材质的热膨胀系数比蓝宝石(sapphire)高许多，容易导致高亮度LED在长期使用下接合面因热疲劳(thermal fatigue)产生接合界破裂(crack)，衍生接合界面热阻上升。对于高亮度LED产品，当散热界面热阻的上升会造成热累积并进而损伤LED晶片，造成发光体永久损坏。

故针对发热源外部陶瓷材质与金属材质之散热装置间因不同之热膨胀系数所衍生之接合面因热疲劳(thermal fatigue)产生接合界破裂(crack)此一问题则为现行最需改善之目标。

发明内容

为此，为解决上述公知技术之缺点，本发明之主要目的，系提供一种改善均温板与发热源间因热疲劳(thermal fatigue)产生接合界破裂问题的均温板结构。

本发明次要目的，系提供一种改善均温板与发热源间因热疲劳(thermal fatigue)产生接合界破裂问题的均温板结构的制造方法。

为达上述之目的，本发明系提供一种均温板结构，系包含：一本体；

所述本体具有一金属板体及一陶瓷板体，该金属板体对应盖合该陶瓷板体并共同界定一腔室，该腔室内具有一毛细结构及一支撑结构及工作流体，所述毛细结构设于前述腔室内壁，该支撑结构连接该金属板体及该陶瓷板体。

所述毛细结构系为烧结粉末体及网格体及多个沟槽其中任一；所述陶瓷板体材质系为氮化硅(Si₃N₄)、氧化锆(ZrO₂)、氧化铝(Al₂O₃)其中任一；所述支撑结构系为铜柱。

所述支撑结构系通过软焊及硬焊及扩散接合及超音波焊接及直接覆铜法(Direct Bonding Cooper，DBC)其中任一方式与该陶瓷板体结合。

为达上述之目的，本发明系提供一种均温板结构之制造方法，系包含下列步骤：

提供一金属板体及一陶瓷板体；

分别于该金属板体及该陶瓷板体相对应之一侧设置毛细结构及支撑结构；

将该金属板体及该陶瓷板体对应盖合，并进行抽真空与填入工作流体，最后密封构形成一均温板。

该金属板体及该陶瓷板体系通过软焊及硬焊及扩散接合及超音波焊接及直接覆铜法(Direct Bonding Cooper，DBC)其中任一方式结合。

本发明直接将陶瓷本体与均温板结合，再由陶瓷板体与发热源外部之陶瓷外表面结合，即可改善均温板与发热源间因不同热膨胀系数所产生的热疲劳(thermal fatigue)所衍生的接合界破裂问题。

附图说明

图1a为本发明之均温板结构第一实施例之立体分解图；

图1b为本发明之均温板结构第一实施例之立体组合图；

图2为本发明之均温板结构第一实施例之剖视图；