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TWI773145B - 均溫板 - Google Patents

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TWI773145B
TWI773145B TW110106070A TW110106070A TWI773145B TW I773145 B TWI773145 B TW I773145B TW 110106070 A TW110106070 A TW 110106070A TW 110106070 A TW110106070 A TW 110106070A TW I773145 B TWI773145 B TW I773145B
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劉壘壘
王學梅
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大陸商亞浩電子五金塑膠（惠州）有限公司
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Abstract

一種均溫板用以容置冷卻流體。均溫板包含第一蓋體、第二蓋體、第一毛細結構及第二毛細結構。第一蓋體具有熱接觸面。第二蓋體與第一蓋體相接合並共同形成氣密空間。氣密空間用以容置冷卻流體。熱接觸面背對氣密空間。第一毛細結構位於氣密空間。第一毛細結構包含基部、第一凸出部及第二凸出部。第一凸出部與第二凸出部凸出於基部同側，且第二凸出部位於第一凸出部之周圍。第二毛細結構位於氣密空間。第二毛細結構疊設於第一凸出部。其中，第一凸出部的間距小於第二凸出部的間距，且第二毛細結構之相對兩側分別形成蒸發腔室與冷凝腔室。

Description

均溫板
本發明係關於一種散熱板，特別是一種均溫板。
均溫板的技術原理類似於熱管，但在傳導方式上有所區別。熱管為一維線性熱傳導，而真空腔均熱板中的熱量則是在一個二維的面上傳導。具體來說，均溫板主要包括一腔體及一毛細結構。腔體內部具有一中空腔室，且中空腔室用以供一工作流體填注。毛細結構佈設在中空腔室內。腔體內受熱的部分稱為蒸發區。腔體內散熱的部分稱為冷凝區。液態工作流體在蒸發區吸收熱量汽化並迅速擴張至整個冷凝區，並在冷凝區放出熱量冷凝成液態。接著，液態工作流體通過毛細結構返回蒸發區，而形成一冷卻循環。
然而，隨著電子產品逐漸朝向輕、薄、短、小的趨勢發展，電子產品的解熱需求就越高。因此，如何進一步提升均溫板的散熱效率，便成為設計上的一大課題。
本發明在於提供一種均溫板，藉以進一步提升均溫板的散熱效率。
本發明之一實施例所揭露之均溫板用以容置一冷卻流體。均溫板包含一第一蓋體、一第二蓋體、一第一毛細結構及一第二毛細結構。第一蓋體具有一熱接觸面。第二蓋體與第一蓋體相接合並共同形成一氣密空間。氣密空間用以容置冷卻流體。熱接觸面背對氣密空間。第一毛細結構位於氣密空間。第一毛細結構包含一基部、多個第一凸出部及多個第二凸出部。這些第一凸出部與這些第二凸出部凸出於基部之同一側，且這些第二凸出部位於這些第一凸出部之周圍。第二毛細結構位於氣密空間。第二毛細結構疊設於這些第一凸出部。其中，這些第一凸出部的間距小於這些第二凸出部的間距，且第二毛細結構之相對兩側分別形成一蒸發腔室與一冷凝腔室。
根據上述實施例之均溫板，透過在鄰近熱接觸面處設置截面尺寸較小且較密集設置的第一凸出部，以增加熱交換面積，進而進一步提升均溫板的散熱效率。
以上關於本發明內容的說明及以下實施方式的說明係用以示範與解釋本發明的原理，並且提供本發明的專利申請範圍更進一步的解釋。
請參閱圖1至圖5。圖1為根據本發明第一實施例所述之均溫板的立體示意圖。圖2為圖1之分解示意圖。圖3為圖2之第一毛細結構、第二毛細結構與第四毛細結構相疊的立體示意圖。圖4為圖2之第一毛細結構的立體示意圖。圖5為圖1之局部立體剖示圖。
如圖1、圖2與圖5所示，本實施例之均溫板10用以容置一冷卻流體(未繪示)。冷卻流體例如為水、冷媒或兩相變化之流體。均溫板10包含一第一蓋體100、一第二蓋體200、一第一毛細結構300及一第二毛細結構400。此外，均溫板10還可以包含一第三毛細結構500及一第四毛細結構600。
本實施例之第一蓋體100例如為由導熱效果好的金屬材質製成。第一蓋體100包含一遮蓋部110及多個支撐部120，且這些支撐部120凸出於遮蓋部110之同一側。詳細來說，第一蓋體100之遮蓋部110具有一凸包結構111。凸包結構111之凸側具有一熱接觸面1111，以及凸包結構111之凹側具有一背面1112。背面1112背對於熱接觸面111。熱接觸面1111用以熱接觸熱源(未繪示)，以讓熱源所產生之熱量自熱接觸面傳至第一蓋體100。
這些支撐部120包含多個第一支撐部121及多個第二支撐部122，這些第一支撐部121凸出於凸包結構111之背面1112。這些第二支撐部122凸出於第一蓋體100中背面1112周圍之表面，而位於凸包結構111之周圍。每一第一支撐部121徑向上的截面尺寸小於每一第二支撐部122徑向上的截面尺寸。也就是說，第一支撐部121較第二支撐部122細。截面尺寸如直徑或周長。
在本實施例中，第一蓋體100由較蝕刻製程簡單的衝壓製程製作而成。與由蝕刻製程製作相比，本實施例之第一蓋體100由衝壓製程製作的材料成本可節省約百分之十至百分之二十。
在本實施例中，第一支撐部121與第二支撐部122呈圓柱狀，但並不以此為限。在其他實施例中，第一支撐部與第二支撐部也可以呈多角柱狀。此外，在本實施例中第一蓋體100包含有多個支撐部120，但並不以此為限。在其他實施例中，第一蓋體也可以無支撐部。
第二蓋體200與第一蓋體100之遮蓋部110相接合並共同形成氣密空間S，氣密空間S用以容置冷卻流體(未繪示)，且冷卻流體用以吸收自第一蓋體100傳遞過來的熱量。第二蓋體200位於凸包結構111之凹側，即凸包結構111朝遠離第二蓋體200與氣密空間S的方向凸起，以及熱接觸面1111背對氣密空間S。
第一毛細結構300例如為粉末燒結體並位於氣密空間S。第一毛細結構300包含一基部310、多個第一凸出部320及多個第二凸出部330。基部310疊設於第一蓋體100。
這些第一凸出部320例如呈柱狀，且第一凸出部320可以直接由粉體燒結而成。這些第二凸出部330例如呈環狀，且第二凸出部330在第二支撐部122表面燒結粉體層。也就是說，第二凸出部330在金屬結構體表面燒結粉體層。這些第一凸出部320與這些第二凸出部330凸出於基部310之同一側，且這些第二凸出部330位於這些第一凸出部320之周圍。詳細來說，基部310具有一第一面311、一第二面312、一第一凹槽313及一第二凹槽314。基部310之第一面311疊設於第一蓋體100。第二面312背對第一面311。第一凹槽313自第二面312朝第一面311凹陷。第二凹槽314之第一凹槽313之一槽底面3131朝第一面311凹陷。其中第二凹槽314之槽底面3131在熱接觸面1111之延伸面的正交投影位於熱接觸面1111之內。
這些第一凸出部320凸出於第二凹槽314之一槽底面3141，且這些第一凸出部320遠離第二凹槽314之槽底面3141之一側與第一凹槽313之槽底面3131切齊。這些第二凸出部330凸出於基部310之第二面312。
請參閱圖6至圖7。圖6為圖5之剖面示意圖。圖7為圖1之另一處的剖面示意圖。這些第一凸出部320的間距D1小於這些第二凸出部330的間距D2，且第一凸出部320徑向上的截面尺寸小於第二凸出部330徑向上的截面尺寸。也就是說，在單位面積上，第一凸出部320的密集度大於第二凸出部330的密集度。
在本實施例中，這些第一凸出部320的間距D1小於這些第二凸出部330的間距D2，以兼顧均溫板10的整體散熱效能，但並不以此為限。在其他實施例中，在均溫板的整體散熱效能能符合需求的前提下，這些第一凸出部的間距也可以大於等於這些第二凸出部的間距。
第二毛細結構400例如為粉末燒結體、陶瓷燒結體或金屬網，並位於氣密空間S。第二毛細結構400疊設於第一凹槽313之槽底面3131，且第二毛細結構400覆蓋第一凹槽313而與第一毛細結構300之基部310共同圍繞出一蒸發腔室S1。此外，由於這些第一凸出部320遠離第二凹槽314之槽底面3141之一側與第一凹槽313之槽底面3131切齊，故第二毛細結構400疊設於第一凹槽313之槽底面3131時會與這些第一凸出部320相接觸。第二毛細結構400具有多個穿孔410。這些穿孔410與蒸發腔室S1相連通，且第二毛細結構400之這些穿孔410與第一毛細結構300之這些第一凸出部320於熱接觸面1111之正交投影不相重疊。也就是說，第一凸出部320完全未遮擋到穿孔410。不過並非用以為限，在其他實施例中，第一凸出部也可以改為部分遮擋到穿孔。
在本實施例中，第二毛細結構400疊設於第一凹槽313之槽底面3131，並與這些第一凸出部320相接觸，以令第一凸出部320對第二毛細結構400提供支撐效果，但並不以此為限，若第二毛細結構的結構強度足以讓第二毛細結構自身維持平整，則第二毛細結構亦可不與這些第一凸出部相接觸。
在本實施例中，這些穿孔410例如為圓孔，但並不以此為限。在其他實施例中，這些穿孔也可以呈多角形孔或其他形狀的孔。
第三毛細結構500具有相背對的一第一面510及一第二面520。第三毛細結構500之第一面510疊設於第一毛細結構300之這些第二凸出部330，且第三毛細結構500與第一毛細結構300之基部310之間以及第三毛細結構500與第二毛細結構400之間共同形成一冷凝腔室S2。第三毛細結構500之第二面520疊設於第二蓋體200。這些穿孔410連通蒸發腔室S1與冷凝腔室S2。
在本實施例中，第二毛細結構400具有穿孔410，並非用以限制本發明，在其他實施例中，若蒸發腔室S1與冷凝腔室S2可透過其他部位相連通，則第二毛細結構亦可不具有穿孔。
第四毛細結構600例如為粉末燒結體、陶瓷燒結體或金屬網。第四毛細結構600例如呈環狀夾設於第二毛細結構400與第三毛細結構500之間。
在本實施例中，第一凸出部320呈柱狀，但並不以此為限，在其他實施例中，第一凸出部也可以呈環狀或其他形狀。此外，在本實施例中，第一毛細結構300之第二凸出部330與第四毛細結構600呈環狀，但並不以此為限。在其他實施例中，也可以呈柱狀或其他形狀。
在本實施例中，這些支撐部120穿過第一毛細結構300之第二環部、第二毛細結構400、第三毛細結構500及第四毛細結構600並抵靠於第二蓋體200，以強化均溫板10的結構強度，但並不以此為限，。
在本實施例中，第一蓋體100之遮蓋部110具有凸包結構111，但並不以此為限。在其他實施例中，第一蓋體之遮蓋部也可以不具有凸包結構而呈平板狀，並例如透過毛細結構之厚度差或高度差設計來達到類似凸包結構之效果。
根據上述實施例之均溫板，透過在鄰近熱接觸面處設置截面尺寸較小且較密集設置的第一凸出部，以增加熱交換面積。此外，第一毛細結構具有凹槽，且第二毛細結構覆蓋凹槽而形成蒸氣腔，除了可達到汽液分離、集中回水與縮短回水距離之成效，更可有效提升回水速度，從而提高效能降低熱阻。藉由上述設計，本案的均溫度例如可適用於熱密度在每平方公分100~200瓦的產品。
再者，本案第一毛細結構、第二毛細結構與第三毛細結構皆相連接，且第一毛細結構為粉末燒結體，毛細力極強，且粉末顆粒大小易調整，進而可進一步降低蒸發熱阻。
雖然本發明以前述之諸項實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10... 均溫板 100... 第一蓋體 110... 遮蓋部 111... 凸包結構 1111... 熱接觸面 1112... 背面 120... 支撐部 121... 第一支撐部 122... 第二支撐部 200... 第二蓋體 300... 第一毛細結構 310... 基部 311... 第一面 312... 第二面 313... 第一凹槽 3131... 槽底面 314... 第二凹槽 3141... 槽底面 320... 第一凸出部 330... 第二凸出部 400... 第二毛細結構 410... 穿孔 500... 第三毛細結構 510... 第一面 520... 第二面 600... 第四毛細結構 D1、D2... 間距 S... 氣密空間 S1... 蒸發腔室 S2... 冷凝腔室
圖1為根據本發明第一實施例所述之均溫板的立體示意圖。 圖2為圖1之分解示意圖。 圖3為圖2之第一毛細結構、第二毛細結構與第四毛細結構相疊的立體示意圖。 圖4為圖2之第一毛細結構的立體示意圖。 圖5為圖1之局部立體剖示圖。 圖6為圖5之剖面示意圖。 圖7為圖1之另一處的剖面示意圖。
10... 均溫板 100... 第一蓋體 110... 遮蓋部 111... 凸包結構 1111... 熱接觸面 1112... 背面 121... 第一支撐部 122... 第二支撐部 200... 第二蓋體 300... 第一毛細結構 310... 基部 311... 第一面 312... 第二面 313... 第一凹槽 3131... 槽底面 314... 第二凹槽 3141... 槽底面 320... 第一凸出部 330... 第二凸出部 400... 第二毛細結構 410... 穿孔 500... 第三毛細結構 510... 第一面 520... 第二面 600... 第四毛細結構 S... 氣密空間 S1... 蒸發腔室 S2... 冷凝腔室

Claims (14)

  1. 一種均溫板，用以容置一冷卻流體，並包含：一第一蓋體，具有一熱接觸面；一第二蓋體，該第二蓋體與該第一蓋體相接合並共同形成一氣密空間，該氣密空間用以容置該冷卻流體，該熱接觸面背對該氣密空間；一第一毛細結構，位於該氣密空間，該第一毛細結構包含一基部、多個第一凸出部及多個第二凸出部，該基部疊設於該第一蓋體，該些第一凸出部與該些第二凸出部凸出於該基部之同一側，且該些第二凸出部位於該些第一凸出部之周圍；以及一第二毛細結構，位於該氣密空間，該第二毛細結構疊設於該些第一凸出部；其中，該些第一凸出部的間距小於該些第二凸出部的間距，且該第二毛細結構之相對兩側分別形成一蒸發腔室與一冷凝腔室，該基部具有一第一面、一第二面、一第一凹槽及一第二凹槽，該基部之該第一面疊設於該第一蓋體，該第二面背對該第一面，該第一凹槽自該第二面朝該第一面凹陷，該第二凹槽之該第一凹槽之一槽底面朝該第一面凹陷，該些第一凸出部凸出於該第二凹槽之一槽底面，該些第二凸出部凸出於該基部之該第二面，該第二凹槽之該槽底面在該熱接觸面之延伸面的正交投影位於該熱接觸面之內，該第二毛細結構疊設於該第一凹槽之該槽底面，且該第二毛細結構覆蓋該第一凹槽而與該第一毛細結構之該基部共同圍繞出該蒸發腔室。
  2. 如請求項1所述之均溫板，其中該些第一凸出部遠離該第二凹槽之該槽底面之一側與該第一凹槽之該槽底面切齊。
  3. 如請求項1所述之均溫板，更包含一第三毛細結構，該第三毛細結構具有相背對的一第一面及一第二面，該第三毛細結構之該第一面疊設於該第一毛細結構之該些第二凸出部，且該第三毛細結構與該第一毛細結構之該基部之間以及該第三毛細結構與該第二毛細結構之間共同形成該冷凝腔室，該第三毛細結構之該第二面疊設於該第二蓋體。
  4. 如請求項3所述之均溫板，其中該第二毛細結構具有多個穿孔，該些穿孔連通該蒸發腔室與該冷凝腔室。
  5. 如請求項4所述之均溫板，更包含一第四毛細結構，夾設於該第二毛細結構與該第三毛細結構之間。
  6. 如請求項5所述之均溫板，其中該第一毛細結構之該第二凸出部與該第四毛細結構呈環狀。
  7. 如請求項4所述之均溫板，其中該第二毛細結構之該些穿孔與該第一毛細結構之該些第一凸出部於該熱接觸面之正交投影不相重疊。
  8. 如請求項1所述之均溫板，其中該第一蓋體包含一遮蓋部及多個支撐部，該第一蓋體之該遮蓋部與該第二蓋體相接合並共同形成該氣密空間，該些支撐部凸出於該遮蓋部之同一側，並穿過該第一毛細結構與該第二毛細結構以及抵靠於該第二蓋體。
  9. 如請求項8所述之均溫板，其中該第一蓋體之該遮蓋部具有一凸包結構，朝遠離該氣密空間的方向凸起，該熱接觸面位於該凸包結構遠離該氣密空間之一側。
  10. 如請求項9所述之均溫板，其中該凸包結構具有背對該熱接觸面的一背面，該些支撐部包含多個第一支撐部及多個第二支撐部，該些第一支撐 部凸出於該凸包結構之該背面，該些第二支撐部位於該凸包結構之周圍，且每一該第一支撐部徑向上的截面尺寸小於每一該第二支撐部徑向上的截面尺寸。
  11. 如請求項1所述之均溫板，其中該第一毛細結構為粉末燒結體。
  12. 如請求項1所述之均溫板，其中該第二毛細結構為粉末燒結體、陶瓷燒結體或金屬網。
  13. 如請求項1所述之均溫板，其中該第一蓋體由衝壓製程製作而成。
  14. 如請求項1所述之均溫板，其中該些第一凸出部徑向上的截面尺寸小於該些第二凸出部徑向上的截面尺寸。
TW110106070A 2021-01-04 2021-02-22 均溫板 TWI773145B (zh)

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