CN217032147U

CN217032147U - 均热板

Info

Publication number: CN217032147U
Application number: CN202190000085.7U
Authority: CN
Inventors: 稻垣义胜; 川畑贤也; 青木博史
Original assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Current assignee: Furukawa Electric Co Ltd
Priority date: 2020-01-31
Filing date: 2021-01-22
Publication date: 2022-07-22
Anticipated expiration: 2031-01-22
Also published as: JP6998979B2; JP2021124210A; WO2021153444A1; US20220128314A1; TWI815076B; TW202138734A; US12117243B2

Abstract

本实用新型提供一种均热板，其中毛细结构体在容器内部具有优异的固定稳定性，且液相的工作流体因毛细结构体的优异的毛细管力而具有优异的回流特性。均热板具有：容器，由一侧板状体和与该一侧板状体相对的另一侧板状体形成空洞部；工作流体，被封入所述空洞部；毛细结构体，收纳于所述空洞部，与所述容器相熔接而形成熔接部。

Description

均热板

技术领域

本实用新型涉及一种均热板，其中毛细结构体能够稳定地固定于规定位置，且因毛细结构体的优异的毛细管力而具有优异的液相的工作流体的流通性。

背景技术

近年来，由于高功能化带来的高密度搭载等，搭载于电气电子设备的半导体元件等电子部件的发热量增大，其冷却变得尤为重要。另外，出于电子设备小型化的考虑，电子部件等发热体会配置于狭小空间中。作为对配置于狭小空间中的电子部件等发热体进行冷却的冷却方法，会用到均热板、平面型热管等。另外，由于电子设备的高功能化，需要冷却的部位的面积会增大，与此相应地，会需要增大均热板、平面型热管等的面积。

作为提高了工作流体的流通性且具有毛细结构体的均热板，能够举出专利文献1的均热板，其具有：上板；下板；多个侧壁，配置于所述上板与所述下板之间；容器，由所述上板、所述下板和多个所述侧壁密闭；毛细结构体，收纳于该容器内且与所述上板和所述下板相接触，所述毛细结构体包括：多个第一芯部，从位于蒸发部的各个第一终端朝向所述侧壁延伸，具有直线部；以及第二芯部，连接多个第一芯部的各个第二终端。在专利文献1中，多个第一芯部具有直线部，从而，气相的工作流体的流路笔直地延伸至离开蒸发部的低温区域，缩短了气相的工作流体从蒸发部向低温区域的通过的路径，气相的工作流体能够快速地移动至低温区域，从而提高热传输效率。

但是，在专利文献1中，毛细结构体被容器的上板和下板夹持，从而固定于容器内。因此，根据均热板的设置姿势等，毛细结构体的位置会从容器的受热部偏移。若毛细结构体的位置从容器的受热部偏移，则会发生液相的工作流体不能充分地回流至容器的受热部，均热板不能充分地发挥热传输特性的情况。尤其，在要求增大均热板的面积的情况下，毛细结构体的位置偏移的防止亦即毛细结构体的固定稳定性尚待改善。

因此，为了防止容器内部的毛细结构体的位置偏移，会使用钎料或焊锡等接合用材料将毛细结构体接合于容器。但是，若使用接合用材料将毛细结构体接合于容器，则接合用材料会渗入毛细结构体的毛细管结构，导致毛细结构体的毛细管力下降，所以，毛细结构体的回流特性尚待改善。

现有技术文献

专利文献1：国际公开第2017/104819号

实用新型内容

实用新型所要解决的问题

鉴于上述情况，本实用新型的目的在于，提供一种均热板，其中毛细结构体在容器内部的固定稳定性优异，并且毛细结构体的毛细管力优异，从而具有优异的液相工作流体的回流特性。

解决问题的技术方案

本实用新型结构要点如下所述。

[1]一种均热板，其中，具有：

容器，由一侧板状体和与该一侧板状体相对的另一侧板状体形成空洞部；

工作流体，被封入所述空洞部；

毛细结构体，收纳于所述空洞部，与所述容器相熔接而形成熔接部。

[2]根据[1]所述的均热板，其中，

所述熔接部是通过选自由施加电极进行熔接的电阻点焊和提供激光进行熔接的激光点焊构成的组中的至少一种点焊形成的熔接部。

[3]根据[1]或[2]所述的均热板，其中，

所述毛细结构体的侧面位于从所述容器的与该毛细结构体的侧面相对的内周面隔开距离X的位置，该距离X大于所述毛细结构体的与该距离X平行的方向的尺寸的0％且小于或等于5％。

[4]根据[1]至[3]任一项所述的均热板，其中，所述熔接部形成有多个。

[5]根据[1]至[4]任一项所述的均热板，其中，所述一侧板状体的位于所述空洞部的外侧的周缘部与所述另一侧板状体的位于所述空洞部的外侧的周缘部利用光纤激光器熔接而接合形成容器。

[6]根据[1]至[5]任一项所述的均热板，其中，所述毛细结构体具有金属制的丝网构件。

[7]根据[1]或[6]任一项所述的均热板，其中，所述丝网构件为不锈钢制的丝网构件。

[8]一种均热板，其中，具有：

工作流体，被封入所述空洞部；

毛细结构体，收纳于所述空洞部，与所述容器相熔接而形成熔接部，

所述毛细结构体通过与所述容器相熔接，所述毛细结构体与所述容器的接触部以及构成所述毛细结构体的各个细微构件之间的接触部熔融而与所述容器相接合，

在所述一侧板状体的内表面上，所述毛细结构体以与该一侧板状体的内表面面状接触的状态延伸，在散热部从气相向液相相变后的所述工作流体仅通过所述毛细结构体的毛细管力从所述散热部向受热部回流。

在本实用新型的均热板中，毛细结构体与容器相熔接，从而接合并固定于容器。如上所述，毛细结构体上形成有熔接部，该熔接部以熔接痕呈现于毛细结构体。毛细结构体通过与容器相熔接，毛细结构体与容器的接触部以及构成毛细结构体的各个细微构件之间的接触部熔融而与容器相接合。将毛细结构体接合于容器时，在上述各接触部之外的部位上，能够抑制构成毛细结构体的细微构件的熔融并抑制容器的熔融。

本说明书中，所谓“毛细结构体的主表面”是指容器的平面方向，即，沿着一侧板状体和另一侧板状体的平面方向延伸的表面。另外，所谓“毛细结构体的侧面”是指毛细结构体的厚度方向的表面。

实用新型效果

根据本实用新型的方式，利用熔接使毛细结构体与容器相接合，从而，能够得到容器内部的毛细结构体的固定稳定性优异的均热板。因此，根据本实用新型的均热板，能够防止毛细结构体从容器的受热部发生位置偏移。另外，根据本实用新型的方式，利用熔接使毛细结构体与容器相接合，从而，在毛细结构体与容器的接触部以及构成毛细结构体的各个细微构件之间的接触部熔融，以上述各接触部之外的部位能够抑制毛细结构体的熔融和容器的熔融的状态下，使毛细结构体与容器相接合。另外，在将毛细结构体与容器接合时，无需使用接合用材料。因此，根据本实用新型的均热板，接合时，能够防止钎料或焊锡等接合用材料渗入产生毛细管力毛细结构体的多孔质结构，所以，即使毛细结构体与容器相接合，也能够具有优异的毛细管力，液相的工作流体具有优异的回流特性。

根据本实用新型的方式，熔接部是通过选自电阻点焊和激光点焊中的至少一种点焊形成的熔接部，从而，能够可靠地防止钎料或焊锡等接合用材料渗入产生毛细管力的毛细结构体的多孔质结构，所以，能够可靠地提高毛细结构体的液相的工作流体的回流特性。

根据本实用新型的方式，毛细结构体的侧面位于从容器的与该侧面相对的内周面隔开距离X的位置，该距离X大于所述毛细结构体的与该距离X 平行的方向的尺寸的0％且小于或等于5％，从而，能够防止因毛细结构体而损害一侧板状体与另一侧板状体之间的密封性，并且，能够使液相的工作流体充分地回流至受热部，可靠地防止均热板的干涸，所以，能够可靠地提高均热板的冷却特性和液相的工作流体的回流特性。

根据本实用新型的方式，熔接部形成有多个，从而能够进一步提高容器内部的毛细结构体的固定稳定性，并提高容器内部的毛细结构体的位置精度。

容器的周缘部通过纤维激光熔接而密封，从而，能够提高一侧板状体与另一侧板状体之间的接合强度并赋予容器优异的密封性，另外，能够防止一侧板状体与另一侧板状体接合时向容器施加热负荷，所以，能够赋予容器优异的机械强度。

根据本实用新型的方式，毛细结构体具有金属制的丝网构件，从而，能够顺利地进行仅针对构成毛细结构体的细微构件即各个细线状构件之间的接触部以及细线状构件与容器的接触部的熔融，所以，能够得到容器内部的毛细结构体的固定稳定性，并且，毛细结构体能够进一步发挥优异的毛细管力。

附图说明

图1是本实用新型的实施方式例的均热板的侧面截面的说明图。

图2是对本实用新型的实施方式例的均热板的内部进行说明的俯视图。

图3是本实用新型的实施方式例的均热板的毛细结构体的熔接部的说明图。

具体实施方式

以下，使用附图对本实用新型的实施方式例的均热板进行说明。图1是本实用新型的实施方式例的均热板的侧面截面的说明图。图2是对本实用新型的实施方式例的均热板的内部进行说明的俯视图。图3是本实用新型的实施方式例的均热板的毛细结构体的熔接部的说明图。

如图1所示，本实用新型的实施方式例的均热板1具有：平面型容器10，其形成有空洞部13，所述空洞部13通过重叠相对的两张板状体，即重叠一侧板状体11和与一侧板状体11相对的另一侧板状体12而形成；工作流体(未图示)，其被封入空洞部13内。另外，空洞部13的内部空间中收纳有具有毛细管结构的毛细结构体15。另外，另一侧板状体12的内表面与毛细结构体 15之间的空间部形成气相的工作流体流通的蒸汽流路18。

一侧板状体11是整体上平坦的平板状，包括中央部31和位于中央部31 的外侧的周缘部32。另一侧板状体12也是平板状，但其除周缘部42外的中央部41塑性变形为凸状。另外，在另一侧板状体12中，中央部41形成平坦的平板状，位于中央部41的外侧的周缘部42也形成平坦的平板状。另一侧板状体12的向外侧凸出且塑性变形为凸状的中央部41是容器10的凸部14，凸部14的内部形成空洞部13。因此，容器10的周缘部位于空洞部13的外侧，即，一侧板状体11的周缘部32和另一侧板状体12的周缘部42位置位于空洞部13的外侧。空洞部13通过脱气处理而被减压。

毛细结构体15是收纳于空洞部13并产生毛细管力的构件。毛细结构体 15因多孔质而具有毛细管结构。另外，毛细结构体15是平面状的构件，沿着平面型容器10的平面延伸。在均热板1中，毛细结构体15与容器10分别形成，即，毛细结构体15是不同于容器10的另外的构件。毛细结构体15 以与一侧板状体11的内表面面状接触的状态在一侧板状体11的内表面上延伸。毛细结构体15的主表面50暴露于空洞部13。

毛细结构体15若为产生毛细管力的结构，则无特别限制，例如能够举出：具有金属制的丝网、金属细线的编织体、金属细线的线条体等构件的结构体。能够根据使用情况适当地选择毛细结构体15的材质，例如能够举出：不锈钢、铜、铜合金、铁、铁合金、铝、铝合金、镍、镍合金等。其中，从具有轻量和机械强度，并容易熔接到容器10的观点出发，优选不锈钢。此外，在均热板1中，作为毛细结构体15，能够使用不锈钢制的丝网构件。

如图1、2所示，毛细结构体15熔接于容器10的内表面。在均热板1 中，毛细结构体15熔接于一侧板状体11的内表面。另外，在一侧板状体11 的外表面上热连接有均热板1的冷却对象即发热体100。在图2中，发热体 100热连接于一侧板状体11的外表面的中央部。

因为毛细结构体15熔接于一侧板状体11的内表面，所以，毛细结构体 15上形成有熔接痕即熔接部20。熔接部20沿毛细结构体15的厚度方向延伸，从主表面50到达一侧板状体11的内表面。毛细结构体15熔接于容器10的内表面，从而，接合并固定于容器10的内部。在均热板1中，毛细结构体 15熔接于容器10的内表面上的多处(图2中为两处)。因此，毛细结构体15 在主表面50上呈现多处(图2中为两处)熔接部20。熔接部20的位置无特别限制，在均热板1中，熔接部20形成于毛细结构体15的周缘部。即，俯视时，熔接部20形成于与热连接有发热体100的部位不相重合的部位。此外，本说明书中的“俯视”是指从与均热板1的平面垂直的方向进行目视辨认的状态。

熔接部20例如是由点焊形成的熔接部。作为通过点焊形成熔接部20的形成方法，例如能够举出：使一侧板状体11与毛细结构体15重叠形成层叠体，从该层叠体的两侧施加电极进行熔接的电阻点焊；从该层叠体的单侧提供激光进行熔接的激光点焊。

如图3所示，在均热板1中，利用电阻点焊、激光点焊等熔接在毛细结构体15上形成熔接部20，从而，使得接触部21以及接触部21’熔融并一体化，所述接触部21是毛细结构体15与容器10的接触部，所述接触部21’是构成毛细结构体15的金属细线15-1与金属细线15-2的接触部，所述金属细线15-1沿着第一方向延伸，所述金属细线15-2沿着第二方向延伸。另一方面，在金属细线15-1、15-2的熔融以及容器10的熔融在接触部21、21’之外的部位被抑制的状态下，毛细结构体15与容器10相接合。另外，在均热板1中，将毛细结构体15与容器10接合时，无需另行使用钎料或焊锡等接合用材料。因此，在均热板1中，能够防止产生毛细管力的毛细结构体15 的细微空隙16中渗入钎料或焊锡等接合用材料。如上所述，在均热板1中，即使将毛细结构体15与容器10相接合，也能够防止毛细结构体15的熔接部 20的毛细管力降低。

另外，在均热板1中，利用电阻点焊、激光点焊等熔接在毛细结构体15 形成熔接部20，从而，能够在毛细结构体15与容器10之间赋予优异的接合强度。此外，在均热板1中，通过电阻点焊形成熔接部20。

如图1所示，毛细结构体15的固定位置并无特别限制，例如，优选毛细结构体15的侧面51从容器10的与毛细结构体15的侧面51相对的内周面隔开规定距离X。通过毛细结构体15的侧面51与容器10的内周面隔开规定距离X，从而，接合一侧板状体11的周缘部32与另一侧板状体12的周缘部 42来密封空洞部13时，能够防止因毛细结构体15的存在而损害空洞部13 的密封性。从可靠地简化空洞部13的密封作业的观点出发，距离X的下限值优选大于毛细结构体15的与距离X平行的方向的尺寸的0％，尤其优选为 1％。另一方面，从使液相的工作流体充分地回流至受热部并可靠地防止均热板1的干涸的观点出发，距离X的下限值优选为毛细结构体15的与距离X 平行的方向的尺寸的5％，尤其优选为4％。

另外，毛细结构体15的平均厚度无特别限制，例如，优选毛细结构体15的暴露于空洞部13的主表面50从容器10的与主表面50相对的内表面隔开规定距离Y。通过毛细结构体15的主表面50与容器10的内表面隔开规定距离Y，从而，能够可靠地确保气相的工作流体的蒸汽流路18，其结果，提高了气相的工作流体的流通特性。从更可靠地确保气相的工作流体的蒸汽流路18，进一步提高气相的工作流体的流通特性的观点出发，距离Y的下限值优选为0.7mm，尤其优选为0.9mm。另一方面，从充分地确保毛细结构体15 的容积以使液相的工作流体顺畅地回流至受热部的观点出发，距离Y的上限值优选为1.3mm，尤其优选为1.1mm。此外，在均热板1中，Y的值约为 1.0mm。

毛细结构体15的厚度例如能够举出：0.02mm～0.20mm。将丝网构件用作毛细结构体15时，例如，能够通过根据需要层叠多个片状丝网构件或弯折一张片状丝网构件，并在厚度方向上层叠片状构件，来调整毛细结构体15 的厚度。在均热板1中，在一侧板状体11的中央部31的大致整个内表面范围内，平面状铺设一张片状丝网构件作为毛细结构体15。

容器10的俯视形状无特别限制，根据均热板1的使用条件等，能够适当选择圆形、长栅状、多边形等。此外，如图2所示，均热板1中容器10的俯视形状为四边形。

作为容器10的材料，例如能够举出：不锈钢、铜、铝、钛、铜合金、铝合金、钛合金等。这些材料可以单独使用，也可以两种以上并用。另外，容器10的材料可以与毛细结构体15的材料相同，也可以不同。若容器10的材料与毛细结构体15的材料相同，则例如可以将毛细结构体15的材料设置为不锈钢，将容器10的材料也设置为不锈钢。

作为均热板1的厚度，例如能够举出0.2mm～1.0mm。另外，一侧板状体11与另一侧板状体12的平均厚度可以相同，例如能够举出分别为0.05mm ～0.1mm。另外，一侧板状体11的平均厚度与另一侧板状体12的平均厚度也可以不同。此外，通过使一侧板状体11的平均厚度大于另一侧板状体12 的平均厚度，从而，能够防止一侧板状体11的变形并提高容器10与发热体 100的热连接性。

另外，在一侧板状体11的周缘部32与另一侧板状体12的周缘部42重叠的状态下，周缘部32、42在整个周长上相接合，从而，形成密闭容器即容器10，从而密封空洞部13。周缘部32、42的接合方法无特别限制，例如能够举出：扩散接合；铜焊；激光熔接；超声熔接、摩擦接合；压接接合等。其中，从优异的生产性和容器10的密封性的观点出发，优选激光熔接。另外，从能够提高一侧板状体11与另一侧板状体12之间的接合强度并赋予容器10 优异的密封性，同时防止接合一侧板状体11与另一侧板状体12时对容器10 施加热负荷并赋予容器10优异的机械强度的观点出发，尤其优选使用光纤激光器等进行的激光熔接。

周缘部32、42的接合宽度无特别限制，例如能够举出1.0mm～4.0mm。

能够根据与容器10的材料的适应性适当选择封入空洞部13的工作流体，例如能够举出水，此外，还能够举出：氟氯烃化合物、碳氟化合物类、环戊烷、乙二醇、上述成分与水的混合物等。

接着，参考图1、2对本实用新型的实施方式例的均热板1的动作进行说明。均热板1中的与发热体100热连接的部位(发热体100与容器10接触的部位)作为受热部发挥作用。若均热板1从发热体100受热，则封入空洞部 13的液相的工作流体通过受热部从液相向气相相变，相变后的气相的工作流体在蒸汽流路18中流通并从均热板1的受热部向散热部(从发热体100与容器10的接触部隔开规定距离的部位)移动。从受热部向散热部移动的气相的工作流体通过散热部释放潜热，并从气相向液相相变。通过散热部释放的潜热进一步向均热板1的外部环境释放。在散热部从气相向液相相变后的工作流体通过熔接于容器10的毛细结构体15的毛细管力从散热部向受热部回流。

接着，对本实用新型的实施方式例的均热板1的制造方法进行说明。在均热板1中，首先，将毛细结构体15载置于一侧板状体11的内表面中央部，利用点焊等熔接方式将毛细结构体15熔接并固定于一侧板状体11的内表面。接着，重叠一侧板状体11和另一侧板状体12，并使一侧板状体11的周缘部 32和另一侧板状体12的周缘部42层叠，所述一侧板状体11搭载有毛细结构体15，所述另一侧板状体12的除周缘部42之外的中央部41塑性变形为凸状。此时，重叠一侧板状体11和另一侧板状体12，使得毛细结构体15收纳于塑性变形为凸状的另一侧板状体12的中央部41。然后，在构成注液口的部位之外的周向上熔接一侧板状体11的周缘部32和另一侧板状体12的周缘部42，形成具有空洞部13的容器10。接着，从注液口向空洞部13注入工作流体，在对空洞部13脱气进行减压处理后，密封注液口，从而能够制造均热板1。

在均热板1中，利用熔接使毛细结构体15与容器10相接合，从而，容器10内部的毛细结构体15具有优异的固定稳定性。因此，根据均热板1，能够防止毛细结构体15从容器10的受热部发生位置偏移，所以，能够使足量的液相的工作流体可靠地回流至受热部。另外，在均热板1中，利用熔接使毛细结构体15与容器10相接合，从而，能够防止接合时钎料或焊锡等接合用材料渗入毛细结构体15的毛细管结构，所以，即使毛细结构体与容器相接合，也具有优异的毛细管力，且液相的工作流体具有优异的回流特性。

另外，在均热板1中，熔接部20是通过选自电阻点焊和激光点焊中的至少一种点焊形成的熔接部，从而，能够可靠地防止接合时钎料或焊锡等接合用材料渗入产生毛细管力的毛细结构体15的毛细管结构中，所以，进一步提高毛细结构体15的液相的工作流体的回流特性。另外，在均热板1中，形成有多个熔接部20，从而，进一步提高容器10内部的毛细结构体15的固定稳定性，还提高容器10内部的毛细结构体的位置精度。

另外，在均热板1中，毛细结构体15是金属制的丝网构件，从而，能够顺利地进行仅针对构成毛细结构体15的细微构件即金属细线15-1、15-2的接触部以及金属细线15-1、15-2与容器10的接触部的熔融。因此，能够得到容器10内部的毛细结构体15的固定稳定性，并且，毛细结构体15能够进一步发挥优异的毛细管力。

接着，对本实用新型的均热板的其他实施方式例进行说明。在均热板1 中，另一侧板状体12的中央部41形成为平坦的平板状，但取而代之，可以通过在另一侧板状体12的外表面上设置多个凹部，来形成用于维持减压的空洞部13的内部空间的多个支撑部。在此情况下，在相当于空洞部13一侧的另一侧板状体12的内表面上凸出设置多个支撑部。另外，从可靠地维持空洞部13的内部空间的观点出发，优选支撑部的顶端部接触毛细结构体15的主表面50。

另外，在均热板1中，作为毛细结构体15，在一侧板状体11的大致整个中央部31内表面21范围内平面状铺设有一张片状丝网构件。取而代之，作为毛细结构体15，可以在热连接有发热体100的一侧板状体11的受热部上重合地层叠多张片状丝网构件。在此情况下，在受热部之外的部位，毛细结构体15可以是一张片状丝网构件。即，受热部上的毛细结构体15的厚度可以厚于受热部之外的部位上的毛细结构体15的厚度。通过在一侧板状体 11的受热部重叠多张片状丝网构件，从而，进一步提高受热部上的毛细结构体15的毛细管力和液相的工作流体的储存量，即使发热体100的发热量增大，也能够可靠地防止受热部的干涸。

另外，在均热板1中，毛细结构体15在两处与容器10相熔接，形成有两处熔接部20，但取而代之，毛细结构体15也可以在三处以上与容器10相熔接，形成三处以上的熔接部20。

【工业利用可能性】

本实用新型的均热板的毛细结构体在容器内部具有优异的固定稳定性，并且，毛细结构体的毛细管力优异，从而，液相的工作流体具有优异的回流特性，所以，能够应用于广泛的领域，例如，在对便携式信息终端或2in1平板电脑等个人计算机等高性能化电子设备中搭载的电子元件进行冷却的领域具有较高使用价值。

附图标记的说明：

1均热板

10容器

11一侧板状体

12另一侧板状体

13空洞部

15毛细结构体

20熔接部

Claims

1.一种均热板，其中，具有：

工作流体，被封入所述空洞部；

2.根据权利要求1所述的均热板，其中，

3.根据权利要求1所述的均热板，其中，

4.根据权利要求2所述的均热板，其中，

5.根据权利要求1至4任一项所述的均热板，其中，

所述熔接部形成有多个。

6.根据权利要求1至4任一项所述的均热板，其中，

所述一侧板状体的位于所述空洞部的外侧的周缘部与所述另一侧板状体的位于所述空洞部的外侧的周缘部利用光纤激光器熔接而接合形成容器。

7.根据权利要求1至4任一项所述的均热板，其中，

所述毛细结构体具有金属制的丝网构件，且在构成所述毛细结构体的所述细微构件即沿第一方向延伸的第一金属细线、沿第二方向延伸的第二金属细线中，所述毛细结构体与所述容器的接触部以及所述第一金属细线与所述第二金属细线的接触部熔融而一体化。

8.根据权利要求7所述的均热板，其中，

所述丝网构件为不锈钢制的丝网构件。