TWI770901B

TWI770901B - 均溫板及其製造方法

Info

Publication number: TWI770901B
Application number: TW110110908A
Authority: TW
Inventors: 葉竣達; 林錦隆
Original assignee: 健策精密工業股份有限公司
Priority date: 2021-03-25
Filing date: 2021-03-25
Publication date: 2022-07-11
Also published as: US11985796B2; US20220312640A1; US12213284B2; US20240090171A1; US20250089210A1; US12477690B2; CN115127379A; TW202239307A; CN115127379B

Abstract

一種均溫板包含本體，本體包含底板以及頂板。底板包含板體、邊框以及複數個支撐柱。板體具有表面。邊框設置於板體的表面，表面與邊框共同定義第一空間，第一空間配置以容置工作流體。支撐柱位於第一空間內並分佈於板體的表面上，支撐柱、板體與邊框為一體成型結構。頂板抵接邊框與支撐柱，以密封第一空間。

Description

均溫板及其製造方法

本發明是關於一種均溫板，以及此均溫板的製造方法。

隨著電子科技的日益進步，電子產品在功能上的提升可說是一日千里。無可避免地，為了應付電子產品在功能上的提升，電子產品內處理器的散熱需求也變得越來越高，因而使得均溫板的應用也變得越來越普及。

在實際的應用上，均溫板可以有效地把處理器在運作時所產生的熱力帶走。然而，由於均溫板需要傳送大量的熱能，因此，如何提升均溫板的結構強度以減低其因受熱而變形甚至損壞的機會，無疑是業界一個相當重視的議題。

本發明之目的之一在於提供一種均溫板，其能有效降低均溫板因受熱而變形甚至損壞的機會，也能有效維持均溫板的平面度，從而能夠提升均溫板的作業表現及工作壽命。

根據本發明的一實施方式，一種均溫板包含本體，本體包含底板以及頂板。底板包含板體、邊框以及複數個支撐柱。板體具有表面。邊框設置於表面，表面與邊框共同定義第一空間，第一空間配置以容置工作流體。支撐柱位於第一空間內並分佈於表面上，支撐柱、板體與邊框為一體成型結構。頂板抵接邊框與支撐柱，以密封第一空間。

在本發明一或多個實施方式中，上述之邊框具有缺口，缺口連通第一空間。均溫板更包含注液管，注液管具有相對之第一端以及第二端，注液管穿越缺口，第一端位於第一空間內，第二端暴露於本體外。

在本發明一或多個實施方式中，上述之均溫板更包含塑膠外框，塑膠外框包含第一框體以及包覆結構。第一框體圍繞而定義第二空間，本體至少部分位於第二空間內並抵接第一框體。包覆結構連接於第一框體之內側，暴露於本體外的注液管埋置於包覆結構內。

在本發明一或多個實施方式中，上述之塑膠外框更包含兩第二框體。第二框體彼此分隔而相對，且定義第二空間於其中，第二框體分別連接第一框體，包覆結構連接第二框體中之其一，第二框體與第一框體形成階梯結構。

在本發明一或多個實施方式中，上述之本體具有相對之兩第一側面以及相對之兩第二側面，第一側面與第二側面交替地設置而圍繞本體並抵接第一框體，第二框體分別抵接對應之第一側面與部分之第二側面，第二側面至少部分暴露於第二框體外。

在本發明一或多個實施方式中，上述之均溫板更包含塑膠外框以及金屬框。塑膠外框包含兩第三框體以及包覆結構。第三框體彼此分隔而相對，且定義第二空間於其中，本體至少部分位於第二空間內並抵接第三框體。包覆結構連接於第三框體中之其一。金屬框圍繞而連接本體，第三框體分別至少部分疊置於金屬框上。

在本發明一或多個實施方式中，上述之均溫板更包含第一結構板以及第二結構板。第一結構板位於第一空間內並設置於表面，第一結構板包含複數個第一毛細結構，第一毛細結構位於第一結構板遠離表面之一側。第二結構板位於第一空間內並設置於頂板，第二結構板包含複數個第二毛細結構，第二毛細結構位於第二結構板朝向表面之一側。

本發明之目的之一在於提供一種均溫板的製造方法，其能降低均溫板的製造時間和成本，並可有效降低均溫板因受熱而變形甚至損壞的機會，也能有效維持均溫板的平面度，從而能夠提升均溫板的作業表現及工作壽命。

根據本發明的一實施方式，一種均溫板的製造方法包含：以鍛造的方式形成底板，底板包含板體、邊框以及複數個支撐柱，邊框與支撐柱凸出於板體之表面，支撐柱彼此分隔，邊框圍繞支撐柱，表面與邊框共同定義第一空間，第一空間配置以容置工作流體；以及以頂板抵接邊框與支撐柱，以密封第一空間而形成本體。

在本發明一或多個實施方式中，上述之方法更包含：設置第一結構板於第一空間內之表面，第一結構板包含複數個第一毛細結構，第一毛細結構位於第一結構板遠離表面之一側；以及設置第二結構板於頂板朝向第一空間之一側，第二結構板包含複數個第二毛細結構，第二毛細結構位於第二結構板朝向表面之一側。

在本發明一或多個實施方式中，上述之方法更包含：通過注液管對第一空間抽真空，注液管具有相對之第一開口以及第二開口，第一開口位於第一空間內，第二開口暴露於本體外；通過注液管向第一空間導入工作流體；以及封閉注液管。

在本發明一或多個實施方式中，上述之方法更包含：固定本體於模具內，並於模具內進行注塑成型，以形成塑膠外框，塑膠外框包含第一框體以及包覆結構，第一框體圍繞而定義第二空間，本體至少部分位於第二空間內並抵接第一框體，包覆結構連接於第一框體之內側，暴露於本體外的注液管埋置於包覆結構內。

在本發明一或多個實施方式中，上述之方法更包含：固定本體於模具內，並於模具內進行注塑成型，以形成塑膠外框，塑膠外框包含兩第三框體以及包覆結構，第三框體彼此分隔而相對，且定義第二空間於其中，包覆結構連接於第三框體中之其一，暴露於本體外的注液管埋置於包覆結構內。

在本發明一或多個實施方式中，上述之方法更包含：以金屬框圍繞而連接本體，第三框體至少部分疊置於金屬框上。

本發明上述實施方式至少具有以下優點：

（1）由於支撐柱、板體與邊框為一體成型結構，因此底板具有良好的結構強度，如此一來，當均溫板運作時，均溫板因受熱而變形甚至損壞的機會能夠有效降低，而均溫板的平面度亦能有效維持。因此，均溫板的作業表現及工作壽命得以有效提升。

（2）由於包含板體、邊框以及複數個支撐柱的底板係藉由鍛造的方式從單一板材製成，因此底板為一體成型結構，而底板的製造時間和生產成本能夠有效減少。

（3）由於暴露於本體外的注液管埋置於塑膠外框的包覆結構內，因此，暴露於本體外的注液管受到了包覆結構的保護，從而避免了注液管受到碰撞而破壞的機會，也降低了工作流體從本體洩漏的風險。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之，而在所有圖式中，相同的標號將用於表示相同或相似的元件。且若實施上為可能，不同實施例的特徵係可以交互應用。

除非另有定義，本文所使用的所有詞彙（包括技術和科學術語）具有其通常的意涵，其意涵係能夠被熟悉此領域者所理解。更進一步的說，上述之詞彙在普遍常用之字典中之定義，在本說明書的內容中應被解讀為與本發明相關領域一致的意涵。除非有特別明確定義，這些詞彙將不被解釋為理想化的或過於正式的意涵。

請參照第1～2圖。第1圖為繪示依照本發明一實施方式之均溫板100的立體示意圖。第2圖為繪示第1圖的均溫板100的爆炸圖。在本實施方式中，如第1～2圖所示，均溫板100包含本體110以及塑膠外框130。本體110配置以抵接電子元件（圖未示），以把電子元件在運作時所產生的熱能帶走。塑膠外框130則對本體110提供固定及保護作用。

具體而言，塑膠外框130包含第一框體131以及包覆結構132。第一框體131圍繞而定義第二空間SP2。如第1圖所示，本體110至少部分位於第二空間SP2內並抵接塑膠外框130的第一框體131。均溫板100更包含注液管120（如第2圖所示），注液管120插入於本體110內而至少部分暴露於本體110外。塑膠外框130的包覆結構132連接於第一框體131之內側，而暴露於本體110外的注液管120埋置於塑膠外框130的包覆結構132內（故第1圖未有繪示注液管120），因此，暴露於本體110外的注液管120受到了包覆結構132的保護，從而避免了注液管120受到碰撞而破壞的機會。舉例而言，如第1～2圖所示，第一框體131呈矩形，而包覆結構132連接於第一框體131之內角，但本發明並不以此為限。

再者，如第1～2圖所示，塑膠外框130更包含兩第二框體133。第二框體133彼此分隔而相對，且定義第二空間SP2於其中，第二框體133分別連接第一框體131，而包覆結構132連接兩第二框體133中之其一。在本實施方式中，第二框體133與第一框體131形成階梯結構。

進一步而言，如第2圖所示，本體110具有相對之兩第一側面116以及相對之兩第二側面117，第一側面116與第二側面117交替地設置而圍繞本體110並配置以抵接第一框體131，第二框體133分別配置以抵接對應之第一側面116與部分之第二側面117，因此，如第1圖所示，第二側面117至少部分暴露於第二框體133外而定義電鍍區EP。也就是說，電鍍區EP位於第二側面117並位於第二框體133之間。在實務的應用中，使用者可使用電鍍器材（圖未示）接觸電鍍區EP，並對本體110的外表面進行電鍍處理。

在其他實施方式中，使用者亦可在本體110設置於塑膠外框130內之前先對本體110的外表面進行電鍍處理，在此情況下，使用者可按實際情況以電鍍器材接觸本體110外表面上適當的位置，而不受電鍍區EP的位置所限制。當本體110的外表面完成電鍍處理後，再把本體110設置於塑膠外框130內。

請參照第3～4圖。第3圖為繪示第2圖沿線段A-A的剖面圖。第4圖為繪示第2圖的本體110的爆炸圖。在本實施方式中，如第3～4圖所示，本體110包含底板111以及頂板115。底板111包含板體112、邊框113以及複數個支撐柱114。板體112具有表面SF。邊框113設置於板體112的表面SF，板體112的表面SF與邊框113共同定義第一空間SP1，第一空間SP1配置以容置工作流體（圖未示）。支撐柱114位於第一空間SP1內並分佈於板體112的表面SF上。值得注意的是，在本實施方式中，支撐柱114、板體112與邊框113為一體成型結構，因此底板111具有良好的結構強度。頂板115抵接邊框113與支撐柱114，以密封第一空間SP1。

再者，如第4圖所示，底板111的邊框113具有缺口GP，缺口GP連通第一空間SP1，注液管120配置以穿越缺口GP。具體而言，注液管120具有相對之第一端120a以及第二端120b，第一端120a位於第一空間SP1內，第二端120b暴露於本體110外。在本實施方式中，如第4圖所示，支撐柱114呈圓柱狀，但本發明並不以此為限。

再者，如第3～4圖所示，均溫板100更包含第一結構板170以及第二結構板180。第一結構板170位於第一空間SP1內並設置於表面SF，第一結構板170包含複數個第一毛細結構171，第一毛細結構171位於第一結構板170遠離表面SF之一側。第二結構板180位於第一空間SP1內並設置於頂板115，第二結構板180包含複數個第二毛細結構181，第二毛細結構181位於第二結構板180朝向表面SF之一側。在實務的應用中，根據實際狀況，第一毛細結構171與第二毛細結構181可為微小的凸出結構、凹陷結構或網狀結構等，但本發明並不以此為限。

當均溫板100運作時，容置於第一空間SP1內的工作流體會藉由反覆蒸發與凝結以改變其相位，從而發揮傳熱的作用。第一結構板170的第一毛細結構171與第二結構板180的第二毛細結構181係配置以提高工作流體於第一空間SP1內蒸發與凝結的效率。值得注意的是，如上所述，由於支撐柱114、板體112與邊框113為一體成型結構，因此底板111具有良好的結構強度，如此一來，當均溫板100運作時，均溫板100因受熱而變形甚至損壞的機會能夠有效降低，而均溫板100的平面度亦能有效維持。因此，均溫板100的作業表現及工作壽命皆得以有效提升。

請參照第5～6圖。第5圖為繪示依照本發明另一實施方式之均溫板300的立體示意圖。第6圖為繪示第5圖沿線段B-B的局部剖面圖。在本實施方式中，如第5～6圖所示，均溫板300包含本體310、塑膠外框330以及金屬框350，塑膠外框330包含兩第三框體331以及包覆結構332，第三框體331彼此分隔而相對，且定義第二空間SP2於其中，包覆結構332連接兩第三框體331中之其一，並配置以包覆均溫板300的注液管（第5～6圖未示，請參考第2、4圖）。第三框體331與金屬框350分別圍繞而連接本體310，第三框體331至少部分疊置於金屬框350上。舉例而言，金屬框350可利用點銲、鉚接、雷銲等方式與本體310連接，以加強均溫板300的整體結構強度，而金屬框350可為銅、鈦、鐵或不鏽鋼等材質以提升其強度，但本發明並不以此為限。

藉由上述的均溫板100，本發明更提供一種均溫板100／300的製造方法500。舉例而言，請參照第7圖。第7圖為繪示依照本發明一實施方式之均溫板100的製造方法500的流程圖。在本實施方式中，如第7圖所示，製造方法500包含下列步驟（應了解到，在一些實施方式中所提及的步驟，除特別敘明其順序者外，均可依實際需要調整其前後順序，甚至可同時或部分同時執行）：

（1）以鍛造的方式形成一體成型的底板111。如上所述，底板111包含板體112、邊框113以及複數個支撐柱114，而邊框113與支撐柱114凸出於板體112之表面SF。支撐柱114彼此分隔而分佈於板體112的表面SF上，邊框113圍繞支撐柱114（請同時參照第4圖），表面SF與邊框113共同定義第一空間SP1，第一空間SP1配置以容置工作流體（步驟501）。值得注意的是，由於包含板體112、邊框113以及複數個支撐柱114的底板111係藉由鍛造的方式從單一板材（圖未示）製成，因此底板111為一體成型結構，故可節省例如把支撐柱114擺置於板體112的工序，使得底板111的製造時間和生產成本能夠有效減少。

（2）以頂板115抵接邊框113與支撐柱114，以密封第一空間SP1而形成本體110（步驟502）。

再者，在以頂板115抵接邊框113與支撐柱114之前，製造方法500更包含以下兩個步驟：

（3）設置第一結構板170（請見第3～4圖）於第一空間SP1內之表面SF，第一結構板170包含複數個第一毛細結構171，第一毛細結構171位於第一結構板170遠離表面SF之一側。

（4）設置第二結構板180（請見第3～4圖）於頂板115朝向第一空間SP1之一側，第二結構板180包含複數個第二毛細結構181，第二毛細結構181位於第二結構板180朝向表面SF之一側。

再者，製造方法500更包含：

（5）通過注液管120對第一空間SP1抽真空（步驟503）。具體而言，在以頂板115抵接邊框113與支撐柱114之前或後，使用者於邊框113的缺口GP設置注液管120，如第2、4圖所示，注液管120具有相對之第一開口OP1以及第二開口OP2，第一開口OP1位於第一空間SP1內，第二開口OP2暴露於本體110外，第一開口OP1與第二開口OP2彼此連通。通過注液管120，使用者對第一空間SP1進行抽真空。

（6）通過注液管120向第一空間SP1導入工作流體（步驟504）。

（7）在適量的工作流體導入第一空間SP1後，封閉注液管120，使得第一開口OP1與第二開口OP2不再彼此連通（步驟505）。此時，均溫板100的本體110亦告製作完成。具體而言，注液管120具有相對之第一端120a以及第二端120b，第一開口OP1位於第一端120a，而第一端120a位於第一空間SP1內，第二開口OP2位於第二端120b，而第二端120b則暴露於本體110外。

當均溫板100的本體110製作完成後，製造方法500更包含：

（8）固定本體110於模具（圖未示）內，並於模具內進行注塑成型，以形成塑膠外框130（步驟506）。需了解到，所注射的塑料可耐高溫、具高結合力、且搭配相近的熱膨脹係數，例如為環氧樹脂類或其他。舉例而言，塑膠外框130之材料通常採用強度好、熱膨脹性質與本體110接近，並可以承受封裝回流銲高溫，例如為環氧模壓樹脂 (Epoxy Molding Compound，EMC)、矽氧樹脂 (silicone resin)、液晶高分子 (Liquid Crystal Polymer，LCP)、PPA樹脂（聚鄰苯二甲醯胺，polyphthalamide）或其他。

具體而言，在本實施方式中，塑膠外框130包含第一框體131以及包覆結構132，第一框體131圍繞而定義第二空間SP2，本體110至少部分位於第二空間SP2內並抵接塑膠外框130的第一框體131，包覆結構132連接於第一框體131之內側，暴露於本體110外的注液管120埋置於塑膠外框130的包覆結構132內。如此一來，暴露於本體110外的注液管120受到了包覆結構132的保護，從而避免了注液管120受到碰撞而破壞的機會，也降低了工作流體從本體110洩漏的風險。

如上所述，塑膠外框130更包含兩第二框體133。第二框體133彼此分隔而相對，且定義第二空間SP2於其中，第二框體133分別連接第一框體131，包覆結構132連接第二框體133中之其一。在本實施方式中，第二框體133與第一框體131形成階梯結構，但本發明並不以此為限。根據實際狀況，第二框體133與第一框體131的外型特徵亦可採用不同的設計。

再者，本體110具有相對之兩第一側面116以及相對之兩第二側面117，第一側面116與第二側面117交替地設置而圍繞本體110並抵接第一框體131，第二框體133分別抵接對應之第一側面116與部分之第二側面117，第二側面117至少部分暴露於第二框體133外而定義電鍍區EP。

在其他實施方式中，製造方法500更可包含：

（9）以電鍍器材（圖未示）接觸電鍍區EP（請參照第1圖），並對本體110的外表面進行電鍍處理（步驟507）。

在其他實施方式中，使用者亦可在本體110設置於塑膠外框130內之前先對本體110的外表面進行電鍍處理，在此情況下，使用者可按實際情況以電鍍器材接觸本體110外表面上適當的位置，而不受電鍍區EP的位置所限制。當本體110的外表面完成電鍍處理後，再重覆上述的步驟506。

綜上所述，本發明上述實施方式所揭露的技術方案至少具有以下優點：

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:均溫板

110:本體

111:底板

112:板體

113:邊框

114:支撐柱

115:頂板

116:第一側面

117:第二側面

120:注液管

120a:第一端

120b:第二端

130:塑膠外框

131:第一框體

132:包覆結構

133:第二框體

170:第一結構板

171:第一毛細結構

180:第二結構板

181:第二毛細結構

300:均溫板

310:本體

330:塑膠外框

331:第三框體

332:包覆結構

350:金屬框

500:方法

501~507:步驟

A-A,B-B:線段

EP:電鍍區

GP:缺口

OP1:第一開口

OP2:第二開口

SF:表面

SP1:第一空間

SP2:第二空間

第1圖為繪示依照本發明一實施方式之均溫板的立體示意圖。第2圖為繪示第1圖的均溫板的爆炸圖。第3圖為繪示第2圖沿線段A-A的剖面圖。第4圖為繪示第2圖的本體的爆炸圖。第5圖為繪示依照本發明另一實施方式之均溫板的立體示意圖。第6圖為繪示第5圖沿線段B-B的局部剖面圖。第7圖為繪示依照本發明一實施方式之均溫板的製造方法的流程圖。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

500:方法

501~507:步驟

Claims

一種均溫板，包含：一本體，包含：一底板，包含：一板體，具有一表面；一邊框，設置於該表面並具有一缺口，該表面與該邊框共同定義一第一空間，該缺口連通該第一空間，該第一空間配置以容置一工作流體；以及複數個支撐柱，位於該第一空間內並分佈於該表面上，該些支撐柱、該板體與該邊框為一體成型結構；以及一頂板，抵接該邊框與該些支撐柱，以密封該第一空間；一注液管，具有相對之一第一端以及一第二端，該注液管穿越該缺口，該第一端位於該第一空間內，該第二端暴露於該本體外；一塑膠外框，包含：兩框體，彼此分隔而相對，且定義一第二空間於其中，該本體至少部分位於該第二空間內並抵接該些框體；以及一包覆結構，連接於該些框體中之其一；以及一金屬框，圍繞而連接該本體，該些框體分別至少部分疊置於該金屬框上。
如請求項1所述之均溫板，更包含：一第一結構板，位於該第一空間內並設置於該表面，該第一結構板包含複數個第一毛細結構，該些第一毛細結構位於該第一結構板遠離該表面之一側；以及一第二結構板，位於該第一空間內並設置於該頂板，該第二結構板包含複數個第二毛細結構，該些第二毛細結構位於該第二結構板朝向該表面之一側。
一種均溫板的製造方法，包含：以鍛造的方式形成一底板，該底板包含一板體、一邊框以及複數個支撐柱，該邊框與該些支撐柱凸出於該板體之一表面，該些支撐柱表面彼此分隔，該邊框圍繞該些支撐柱，該表面與該邊框共同定義一第一空間，該第一空間配置以容置一工作流體；以一頂板抵接該邊框與該些支撐柱，以密封該第一空間而形成一本體；設置一注液管於該底板與該頂板之間，並通過該注液管對該第一空間抽真空，該注液管具有相對之一第一開口以及一第二開口，該第一開口位於該第一空間內，該第二開口暴露於該本體外；通過該注液管向該第一空間導入該工作流體；封閉該注液管；固定該本體於一模具內，並於該模具內進行注塑成型，以形成一塑膠外框，該塑膠外框包含兩框體以及一包覆結構，該些框體彼此分隔而相對，且定義一第二空間於其中，該包覆結構連接於該些框體中之其一，暴露於該本體外的該注液管埋置於該包覆結構內；以及以一金屬框圍繞而連接該本體，該些框體至少部分疊置於該金屬框上。
如請求項3所述之方法，更包含：設置一第一結構板於該第一空間內之該表面，該第一結構板包含複數個第一毛細結構，該些第一毛細結構位於該第一結構板遠離該表面之一側；以及設置一第二結構板於該頂板朝向該第一空間之一側，該第二結構板包含複數個第二毛細結構，該些第二毛細結構位於該第二結構板朝向該表面之一側。