TWI702371B - 複合式虹吸均溫板 - Google Patents

Abstract

一種複合式虹吸均溫板，包含有：一吹脹板本體，係由二板體沿邊緣相貼合而成，該吹脹板本體具有由該二板體相對面多個位置相貼合而形成的複數貼合部，以及具有一脹起管路形成於未被貼合的部分，且該脹起管路係位於該複數貼合部周圍，其中，將該脹起管路的部分定義為一填粉管路，該填粉管路係呈長形而位於該脹起管路的左右側其中一側的最側邊，且鄰接該二板體的一側邊，該填粉管路的底端位於該脹起管路的底端；一作動液，填入該脹起管路中；一毛細結構，係由粉狀顆粒組成，填入該填粉管路中；以及一固定手段(means)，用以將該毛細結構固定於該填粉管路中而不會移動。

Description

複合式虹吸均溫板

本發明係與散熱裝置有關，特別是指一種複合式虹吸均溫板。

我國M568350號專利，揭露了一種雙面吹脹板，其係為均溫板的一種，又稱為虹吸均溫板，主要是為了將傳統單面吹脹板改變為雙面吹脹板，藉以增加內部的工作流體的容量，進而可以滿足高功率裝置的散熱需求。

前述這種已知的吹脹板，一般製作成長形，在製作上主要是將兩片長形板體相對貼合，並使該二板體的四邊緣相貼合而留下一作業口，且使該二板體的相對面以多個位置相貼合，之後再以高壓氣體吹入該作業口使該二板體未貼合的位置脹起而形成管路，最後再灌入工作流體並封閉該作業口，即形成目前已知的吹脹板。前述這種已知的吹脹板，在直立使用時，一般以其長形兩端朝上下設置，並且以吹脹板左右側中的一側緣嵌入於一基座，於該基座上嵌設複數個吹脹板後，即可將該基座貼設於一發熱源，藉以提供散熱效果。

前述的已知吹脹板，在直立工作時，其內部的工作流體完全需要依靠重力來使液態工作流體下降，並在工作流體遇熱汽化後於吹脹板內部上升，在吹脹板上方的汽態工作流體遇冷而冷凝成為液態工作流體後，即又因重力作用而下降至吹脹板下方，而形成循環狀態。然而，由於直立工作的吹脹板其側邊所接觸的熱源不限於在底部，也有可能因實際需要而有位於該吹脹板的中間位置或接近頂部位置的熱源，而液態工作流體又會因重力的作用而流至底部，並沒有一個機制可以將液態工作流體停留在中段或頂部的位置來對中間位置或頂部的熱源進行吸熱而汽化的效果，因此，目前的已知吹脹板有其使用位置的限制，即，熱源必須位於吹脹板的底段位置才能有效散熱。

由上可知，目前的吹脹板內部的工作流體僅單純依靠重力以及熱汽膨脹往低溫處擴散流動的原理來進行循環動作，無法使液態工作流體抗重力循環上升至高於液態液面高度之上，因此其使用位置有所限制，無法應付位於該吹脹板較高位置的熱源的散熱需求。

另外，由於目前已知的吹脹板都是由鋁材質的二板體相貼合而成，因此，雖然目前在散熱產業中廣為周知的熱管，已揭露燒結銅粉來做為毛細結構的技術，然而，受限於鋁材質熔點較低的特性， 致使銅粉無法在鋁材質的吹脹板內進行燒結，因此目前尚未有關於吹脹板內設置毛細結構的技術概念。

由上述先前技術之說明可知，現有技術的吹脹板其工作流體的流動，在液態時僅單純仰賴重力，而在汽態時則仰賴熱汽膨脹往低溫處擴散流動的原理來流動，因此液態工作流體不可能抗重力而上升至超過工作流體液面的高度的，進而可知熱源的設置位置受到了限制。

為了增加吹脹板所能提供的散熱效果，本發明即提出一種複合式虹吸均溫板，其在吹脹板內部設置毛細結構，而可以使得液態作動液能因毛細現象而容涵於該毛細結構，藉以讓液態作動液能夠上升至高於液態作動液的液面位置，藉此，該吹脹板無論是在底部、中段位置或頂部的側邊，都可以設置熱源，此外，也可以增進液態作動液的循環效率，進而提升散熱效果。

為了達成上述目的，本發明提供一種複合式虹吸均溫板，包含有：一吹脹板本體，係由二板體沿邊緣相貼合而成，該吹脹板本體係呈長形而兩端分別朝上及朝下，並定義其一板面朝前，該吹脹板本體具有由該二板體相對面多個位置相貼合而形成的複數貼合部，以及具有一脹起管路形成於未被貼合的部分，且該脹起管路係位於該複數貼合部周圍，其中，將該脹起管路的部分定義為一填粉管路，該填粉管路係呈長形而位於該脹起管路的左右側其中一側的最側邊，且鄰接該二板體的一側邊，該填粉管路的底端位於該脹起管路的底端；一作動液，填入該脹起管路中；一毛細結構，係由粉狀顆粒組成，填入該填粉管路中；以及一固定手段(means)，用以將該毛細結構固定於該填粉管路中而不會移動。

由上可知，本發明藉由在吹脹板內部設置毛細結構，可以使得液態作動液能因毛細現象而容涵於該毛細結構。藉此，可利用毛細現象來將作動液升高至高於液態作動液的液面位置，因此，該吹脹板無論是在底部、中段位置或頂部的側邊，都可以設置熱源，此外，本發明相較於已知之吹脹板而言，也具有更好的作動液的循環效率，進而提升散熱效果。

為了詳細說明本發明之技術特點所在，茲舉以下之較佳實施例並配合圖式說明如後，其中：

如第1圖至第2圖所示，本發明提出第一較佳實施例之一種複合式虹吸均溫板10，主要由一吹脹板本體11、一作動液99、一毛細結構21以及一固定手段所組成，其中：

該吹脹板本體11，係由二鋁質板體111沿邊緣相貼合而成，該吹脹板本體11係呈長形而兩端分別朝上及朝下，並定義其一板面朝前，該吹脹板本體11具有由該二板體111相對面多個位置相貼合而形成的複數貼合部12，以及具有一脹起管路16形成於未被貼合的部分，且該脹起管路16係位於該複數貼合部12周圍，其中，將該脹起管路16的部分定義為一填粉管路161，該填粉管路161係呈長形而位於該脹起管路16的左右側其中一側，且鄰接該二板體111的一側邊，該填粉管路161的底端位於該脹起管路16的底端。在實際實施時，該填粉管路161係由底部往上延伸預定長度，若設計上要符合多熱源91的場合，而多熱源91分佈於該吹脹板本體11一側的底、中、頂三個以上的區域時，該填粉管路161就要由底部往上延伸至該脹起管路16的頂部。而若預期多熱源91的分佈僅在於該吹脹板本體11一側的底部及中段位置，則該填粉管路161亦可以僅由底部往上延伸至該脹起管路16的中段位置，而對應於熱源91。亦即，該填粉管路161最佳的設計是對應熱源91的位置來由底部往上延伸設置。

該作動液99，填入該脹起管路16中。該作動液可以是冷媒或水或其他已知的作動液。

該毛細結構21，係由粉狀顆粒組成，例如銅粉、鋁粉或具有毛細現象的非金屬粉粒，填入該填粉管路161中。

該固定手段，用以將該毛細結構21固定於該填粉管路161中而不會移動。於本實施例中，該固定手段係指以黏結劑將該毛細結構21的粉狀顆粒予以黏接在一起而固定，由於黏結劑施加於粉狀顆粒上的狀態難以用圖式表示，而且這樣的技術又是所屬技術領域中的人員可以直接理解的，因此容不以圖式表示之。這個黏結劑，實際上可以使用酚樹脂，而粉狀顆粒可以使用銅或鋁材質之顆粒，在將表面附著有黏結劑的粉狀顆粒填入至該填粉管路161後，視必要來進行振粉。振粉程序即是將填粉後的吹脹板本體11置於一振動裝置上並使填粉管路161位於底部，並進行振動，使粉狀顆粒因振動而掉落至該填粉管路161的位置。之後再經過烘烤，即可使該毛細結構21的粉狀顆粒彼此黏結在一起而固定在該填粉管路161，藉以做為毛細結構21。

以上說明了本第一實施例的結構，接下來說明其工作狀態。

請參閱第3圖，在使用前，先將本發明之該吹脹板本體11設有該毛細結構21的側邊嵌設於一熱源91的基板90，而呈直立設置，藉此，該毛細結構21即鄰近於熱源91，此時，該作動液99係因重力的作用而流至該脹起管路16的底部，並且流至該毛細結構21而被毛細現象吸附容涵於內。在實際實施時，作動液99的總量會大於該毛細結構21所能容涵的量，因此該作動液99除了被該毛細結構21所吸附外，還會有部分是以液態存在於該脹起管路16的底部。

如第2圖至第4圖所示，在使用時，該熱源91發熱，熱能即傳遞至該吹脹板本體11的側邊再傳遞至該毛細結構21而對該作動液99加熱，該作動液99即受熱而蒸發成為汽態並於該脹起管路16內基於熱汽膨脹往低溫處擴散流動的原理來流動，進而擴散移動至較冷區域，在部分汽態作動液上升至該脹起管路16內較冷的區域時即因遇冷而凝結成液態作動液99並向下流動，有些液態作動液99在向下流動的過程就會接觸到該毛細結構21而被吸附，而其餘大部分的液態作動液99則向下流至該脹起管路16的底部，之後再被該填粉管路161底部的該毛細結構21所吸附而容涵於該毛細結構21內，並藉由該毛細結構21所提供的毛細現象來將液態作動液99由底部向上引導至容涵於該毛細結構21的整段，至此即形成作動液99由液態轉為汽態再轉為液態的循環。

由上可知，無論熱源91設置在該吹脹板本體11一側的底、中或頂部的任一位置，都可以藉由該毛細結構21的毛細現象來讓液態作動液99輕易上升至超過作動液99的液面並到達熱源91附近的位置來吸熱，達到熱源91位置不受限的效果。此外，也可以增進液態作動液99的循環效率，進而提升散熱效果。

此外，於本第一實施例中，該固定手段雖以黏結劑為例來說明，然而，若是使用鋁材質之粉狀顆粒，則由於該二板體111亦為鋁板，因此亦可以使用燒結的方式，來使得粉狀顆粒之間在相接觸的表面融接在一起而固定的方式來做為固定手段。於此必須提到，若是粉狀顆粒為銅而該二板體111為鋁，則由於銅的熔點比鋁要高出很多，因此就不能使用燒結的方式來做為固定手段了。

請再參閱第5圖至第9圖，本發明第二較佳實施例所提出之一種複合式虹吸均溫板30，主要概同於前揭第一實施例，不同之處在於：

該複數貼合部32中，係有部分的貼合部32呈長形而為長貼合部321，呈傾斜狀，彼此平行且相隔預定距離，且傾斜方向為靠近該毛細結構41的一端低而遠離該毛細結構41的一端高，其餘之貼合部32則較前述長貼合部321短而定義為短貼合部325。此外，兩兩前述相平行的長貼合部321之間可以再設置複數短貼合部325，亦可以不設置短貼合部325，於本第二實施例中以設有複數短貼合部325為例。

該脹起管路36位於各該長貼合部321的底端局部周圍的空間係填有該毛細結構41，藉此，使得該毛細結構41包圍各該長貼合部321的底端局部，亦即，該填粉管路361有部分係圍繞在各該長貼合部321的底端局部。而由於該脹起管路36係位於各該貼合部32的周圍，因此各該長貼合部321的頂端周圍即保留有該脹起管路36，藉此各該長貼合部321不會將該脹起管路36隔斷成為兩個彼此不相通的管路。

於本第二實施例中，該固定手段除了可以使用前述第一實施例所舉例的黏結劑或燒結的方式之外，還可以是下述的方式：在該複數長貼合部321的底端與該複數短貼合部325中的部分數量的短貼合部325之間的脹起管路36形成複數壓扁部365，各該壓扁部365係為將該脹起管路36的二板體311之間壓扁而保留一縫隙所構成，該縫隙 的間距小於該毛細結構41的粉狀顆粒粒徑，該複數壓扁部365與前述部分數量的短貼合部325以及該複數長貼合部321的底端聯合形成一限制邊界37，藉以使該毛細結構41的粉狀顆粒無法穿越，該毛細結構41即被固定於該填粉管路361內，且該毛細結構41係填滿該填粉管路361。由於該毛細結構41填滿該填粉管路361，而且該毛細結構41也被限制在該填粉管路361中而無法移動，因此，在這樣的固定手段下，就不需要再使用黏結劑或燒結的固定手段了。

本第二實施例在使用時，除了第一實施例中所說明的作動液99被該毛細結構41吸附、汽化及冷凝液化的狀態之外，該複數長貼合部321可以對冷凝後的液態作動液99提供導引的效果，使流在該脹起管路36內且位於各該長貼合部321上的液態作動液99不會直接流至最底端，而是沿著各該長貼合部321向下流而被導引至各該長貼合部321底端的毛細結構41，進而被吸附，而更快速的形成液態作動液99循環的效果。

此外，如第9圖所示，該複數長貼合部321中，有部分的長貼合部321可以設置為由二個以上的次長貼合部322合形成，於本實施中以二個次長貼合部322構成一個長貼合部321為例，該二次長貼合部322之間係通過該脹起管路36，且該二次長貼合部322係以長軸方向對齊設置於同一線上而形成一該長貼合部321。

前述各該長貼合部321由二個以上的次長貼合部322所構成者，事實上同樣可以對液態作動液99提供導流的效果，不過，液態作動液99在流到兩個次長貼合部322之間的脹起管路36時，即會直接掉入而流至下方的長貼合部321，並繼續受到導引而流至毛細結構41。設置這個次長貼合部322的原因在於，可以針對熱源91的位置來做適當的配置，使相對位於該熱源91上方的液態作動液99能更集中的流至對應該熱源91的長貼合部321受其導引，而能更快的使作動液99靠近熱源91來進行吸熱。

本第二實施例之其餘結構及所能達成的功效均概同於前揭第一實施例，容不再予贅述。

須補充說明的一點是，本發明之前述三種固定手段，亦可以選用複數方式加以固定，例如，使用限制邊界37與黏結劑來做為雙重固定手段，或是使用限制邊界37與燒結來做為雙重固定手段。

此外，前述第二實施例中，雖然說明了固定手段為壓扁部365配合各該貼合部32，並配合該複數長貼合部321來對作動液99進行導流的效果，然而，這並不代表固定手段必須限定在以壓扁部365來配合該複數長貼合部321。如第10圖所示，亦可以使用第一實施例的固定手段(黏結或燒結)來固定該毛細結構21並配合第二實施例的該複數長貼合部321，同樣具有讓作動液99輕易上升至超過作動液99的液面並到達熱源91(示於第4圖)附近的位置來吸熱，達到熱源91位置不受限的效果。此外，也可以增進液態作動液99的循環效率，並對作動液99導流，進而提升散熱效果。

10:複合式虹吸均溫板 11:吹脹板本體 111:板體 12:貼合部 16:脹起管路 161:填粉管路 21:毛細結構 90:基板 91:熱源 99:作動液 30:複合式虹吸均溫板 311:板體 32:貼合部 321:長貼合部 322:次長貼合部 325:短貼合部 36:脹起管路 361:填粉管路 365:壓扁部 37:限制邊界 41:毛細結構

第1圖係本發明第一較佳實施例之立體圖。 第2圖係本發明第一較佳實施例之剖開示意圖，顯示內部的毛細結構與作動液。 第3圖係本發明第一較佳實施例之使用狀態立體示意圖。 第4圖係本發明第一較佳實施例之使用狀態剖開示意圖。 第5圖係本發明第二較佳實施例之立體圖。 第6圖係本發明第二較佳實施例之剖開示意圖，顯示內部的毛細結構與作動液。 第7圖係沿第5圖中7-7剖線之剖視圖。 第8圖係第7圖之局部放大圖，顯示壓扁部的縫隙與粉狀顆粒的大小關係。 第9圖係本發明第二較佳實施例之另一實施態樣正視圖，顯示次長貼合部的設置狀態。 第10圖係本發明之又一實施狀態之剖開示意圖，顯示內部的毛細結構與長貼合部的設置狀態。

10:複合式虹吸均溫板

11:吹脹板本體

111:板體

12:貼合部

16:脹起管路

161:填粉管路

21:毛細結構

99:作動液

Claims (8)

1. 一種複合式虹吸均溫板，包含有： 一吹脹板本體，係由二板體沿邊緣相貼合而成，該吹脹板本體係呈長形而兩端分別朝上及朝下，並定義其一板面朝前，該吹脹板本體具有由該二板體相對面多個位置相貼合而形成的複數貼合部，以及具有一脹起管路形成於未被貼合的部分，且該脹起管路係位於該複數貼合部周圍，其中，將該脹起管路的部分定義為一填粉管路，該填粉管路係呈長形而位於該脹起管路的左右側其中一側的最側邊，且鄰接該二板體的一側邊，該填粉管路的底端位於該脹起管路的底端； 一作動液，填入該脹起管路中； 一毛細結構，係由粉狀顆粒組成，填入該填粉管路中；以及 一固定手段(means)，用以將該毛細結構固定於該填粉管路中而不會移動。
2. 依據申請專利範圍第1項之複合式虹吸均溫板，其中：該複數貼合部中，係有部分的貼合部呈長形而為長貼合部，呈傾斜狀，彼此平行且相隔預定距離，且傾斜方向為靠近該毛細結構的一端低而遠離該毛細結構的一端高，其餘之貼合部則較前述長貼合部短而定義為短貼合部。
3. 依據申請專利範圍第2項之複合式虹吸均溫板，其中：兩兩前述相平行的長貼合部之間係具有複數短貼合部。
4. 依據申請專利範圍第2項之複合式虹吸均溫板，其中：該脹起管路位於各該長貼合部的底端局部周圍的空間係填有該毛細結構，使得該毛細結構包圍各該長貼合部的底端局部。
5. 依據申請專利範圍第2項之複合式虹吸均溫板，其中：該複數長貼合部中，有部分的長貼合部係由二個以上的次長貼合部聯合形成，該二以上的次長貼合部之間係通過該脹起管路，且該二以上的次長貼合部係以長軸方向對齊設置於同一線上而形成一該長貼合部。
6. 依據申請專利範圍第2項之複合式虹吸均溫板，其中：該固定手段係為：在該複數短貼合部中的部分與該複數長貼合部的底端之間的脹起管路形成複數壓扁部，各該壓扁部係為該二板體間保留一縫隙所構成，該縫隙 的間距小於該毛細結構的粉狀顆粒的粒徑，該複數壓扁部與前述複數短貼合部中的部分及該複數長貼合部的底端聯合形成一限制邊界而使該毛細結構的粉狀顆粒無法穿越，該毛細結構即被固定於該填粉管路，且該毛細結構係填滿該填粉管路。
7. 依據申請專利範圍第1項之複合式虹吸均溫板，其中：該固定手段係為：該毛細結構之粉狀顆粒之間係經燒結而在相接觸的表面融接在一起而固定。
8. 依據申請專利範圍第1項之複合式虹吸均溫板，其中：該固定手段係為：以一黏結劑將該毛細結構之粉狀顆粒予以黏接在一起而固定。

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