CN101754656A - 均温板 - Google Patents

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Abstract

一种均温板，包括一底板及一盖板，所述底板的底面中央用于与发热电子元件相接触，该底板与盖板之间密闭形成一腔室，所述腔室内填充有工作介质，该腔室内分别设置有一设置于底板的内表面的第一毛细结构层及一设置于盖板的内表面的第二毛细结构层，所述第一毛细结构层对应底板中央处形成一容置部，所述腔室内还设置有一嵌置于所述容置部内的第三毛细结构层，该第三毛细结构层在毛细结构上不同于所述第一毛细结构层。与现有技术相比，本发明的均温板通过组合设置不同的毛细结构层，充分利用不同毛细结构层的优点，使工作介质更迅速、充分地参与相变化循环传热，进而提高均温板的传热性能。

Description

均温板
技术领域
本发明涉及一种均温板，特别涉及一种用于为电子元件进行散热的均温板。
背景技术
诸如电脑中央处理器、北桥芯片、发光二极管等高功率电子元件朝向更轻薄短小以及多功能、更快速运行的趋势发展，其在运行时单位面积所产生的热量也随之愈来愈多，这些热量如果不能被及时有效地散去，将直接导致温度急剧上升，而严重影响发热电子元件的正常运行。为此，需要使用散热装置来对这些电子元件进行散热。
最典型的散热装置是一种鳍片式散热器，通过散热器与发热电子元件接触达成散热的目的。为适应较高的热通量，在发热电子元件与散热器之间通常加装一具有良好热传导性的均温板。该均温板的作用是将发热电子元件产生的热量先均匀分布，然后再传到散热器上，以充分发挥散热器的效能。
现有的均温板通常是由一上板和一下板所围成的腔体结构。所述上板以及下板的整个内表面均设有毛细结构，且在所述上板与下板之间形成作为蒸汽运动的空腔。使用时，下板吸收发热电子元件发出的热量而令其内的工作介质蒸发成汽态，汽态的工作介质沿空腔流向上板且与上板接触释放出热量而冷却成液态，液态的工作介质在毛细结构的作用下回流至下板。通常，均温板使用金属粉末烧结结构的毛细结构，可有效增大蒸发面积，提高蒸发效率，但经过相变化后冷凝的工作介质需回流至热源区域形成一个循环，此回流路径较长，且金属粉末烧结结构的流阻高，造成工作介质回流时间长，从而降低了均温板的散热效率。然而，流阻低的毛细结构对工作介质的蒸发效率不高，同样影响均温板的散热效率。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种散热性能较好的均温板。
一种均温板，包括一底板及一盖板，所述底板的底面中央用于与发热电子元件相接触，该底板与盖板之间密闭形成一腔室，所述腔室内填充有工作介质，该腔室内分别设置有一设置于底板的内表面的第一毛细结构层及一设置于盖板的内表面的第二毛细结构层，所述第一毛细结构层对应底板中央处形成一容置部，所述腔室内还设置有一嵌置于所述容置部内的第三毛细结构层，该第三毛细结构层在毛细结构上不同于所述第一毛细结构层。
与现有技术相比，本发明的均温板通过组合设置不同的毛细结构层，充分利用不同毛细结构层的优点，使工作介质更迅速、充分地参与相变化循环传热，进而提高均温板的散热性能。
下面参照附图，结合具体实施例对本发明作进一步的描述。
附图说明
图1是本发明一实施例的均温板的立体组装图。
图2是图1中均温板的立体分解图。
图3是图1中均温板倒置的立体分解图。
图4是图1中均温板沿IV-IV线的剖视图。
图5是图1中均温板的V部分的放大示意图。
具体实施方式
请参阅图1及图2，本发明一实施例的均温板包括一中部具有凹腔12的底板10、一罩设于该底板上的盖板20、设置于所述底板10内表面上的一第一毛细结构层30、设置于所述盖板20内表面上的一第二毛细结构层40及嵌设于所述第一毛细结构层30中部的一第三毛细结构层50。上述盖板20密封罩置于所述底板10上，从而将该底板10的凹腔12密闭形成一密封腔室(未标示)，使用时该腔室内被抽成低压并装有可进行相变化的工作介质如水、乙醇、石蜡等。
请同时参阅图3，上述底板10可由铜、铝或者其它具有高导热系数的材料制成。该底板10的底面与一电子元件(图未示)接触，且通常为该底板10的中心区域与该电子元件接触，用以快速、均匀吸收该电子元件所产生的热量。所述底板10整体上呈矩形，其顶部整个周缘水平向外延伸出一矩形环状折边14。
上述盖板20可由铜、铝或者其它具有高导热系数的材料制成。该盖板20呈矩形，其在外形上与所述底板10的顶部相对应一致，以使其周缘紧密贴置于该底板10的折边14上，从而密封底板10的凹腔12。
请同时参阅图4及图5，上述第一毛细结构层30覆盖于所述底板10围绕的凹腔12的整个内表面上。该第一毛细结构层30对应所述凹腔12中央处形成一方形容置部32。该容置部32可由完全或部分切除第一毛细结构层30对应凹腔12的中央处所形成。所述第一毛细结构层30选用流阻较低的毛细结构形式如金属丝网、纤维素、碳纳米管阵列等。
上述第二毛细结构层40覆盖于所述盖板20的下表面上。该第二毛细结构层40选用流阻较低的毛细结构形式如金属丝网、纤维素、碳纳米管阵列等。该第二毛细结构层40的周缘与所述第一毛细结构层30的顶部相接，且该二毛细结构层的毛细结构相连通，使得工作介质可以从第二毛细结构层40进入第一毛细结构层30。
上述第三毛细结构层50整体上呈方形，其对应嵌置于所述第一毛细结构层30中部的容置部32内。所述第三毛细结构层50选用比表面积(总表面积与体积的比值)较所述第一、第二毛细结构层30、40的比表面积大的毛细结构形式如金属粉末烧结等。该第三毛细结构层50可通过在尺寸上可稍大于所述容置部32或采用轻微烧结方式以与所述第一毛细结构层30相紧密连通。
使用时，上述底板10的底面中部紧贴发热电子元件吸热，凹腔12内的工作介质从底板10吸热气化为蒸汽而上升至盖板20，工作介质在该盖板20处遇冷放出热量而冷却为液态，热量进而散发出去。液态的工作介质渗透至第二毛细结构层40并沿该第二毛细结构层40流回第一毛细结构层30及第三毛细结构层50，继续进行相变化循环。
与现有技术相比，所述均温板的底板10的内表面中部对应覆盖由金属粉末制成的第三毛细结构层50，由于该第三毛细结构层50具有较大的吸热面积及良好的传热性，发热电子元件产生的热量得以迅速及时地被其传递至工作介质，有效提高了工作介质蒸发效率，而同样贴置于底板10内表面上且围绕该第三毛细结构层50的第一毛细结构层30及盖板20下表面贴置的第二毛细结构层40均具有较小的流阻，在该处放热冷凝后的工作介质能经第一、第二毛细结构层30、40快速地流回至第三毛细结构层50处，即热量相对集中的凹腔12中部，继而进行相变化循环，从而将发热电子元件产生的热量快速地传递出去。此外，在保证同等传热性能的前提下，本发明的均温板本发明的均温板通过组合设置不同毛细结构层，充分利用不同毛细结构层的优点，因此在整体厚度上更薄。

Claims (10)

1.一种均温板，包括一底板及一盖板，所述底板的底面中央用于与发热电子元件相接触，该底板与盖板之间密闭形成一腔室，所述腔室内填充有工作介质，该腔室内分别设置有一设置于底板的内表面的第一毛细结构层及一设置于盖板的内表面的第二毛细结构层，其特征在于：所述第一毛细结构层对应底板中央处形成一容置部，所述腔室内还设置有一嵌置于所述容置部内的第三毛细结构层，该第三毛细结构层在毛细结构上不同于所述第一毛细结构层。
2.如权利要求1所述的均温板，其特征在于：所述第三毛细结构层由金属粉末烧结制成。
3.如权利要求2所述的均温板，其特征在于：所述第一毛细结构层、第二毛细结构层的毛细结构为金属丝网、纤维素、碳纳米管阵列其中的一种或组合。
4.如权利要求2所述的均温板，其特征在于：所述第一毛细结构层与第二毛细结构层的毛细结构相连通。
5.如权利要求1至4中任一项所述的均温板，其特征在于：所述底板包括一与所述盖板密封相接的折边。
6.如权利要求1所述的均温板，其特征在于：所述容置部在形状上与所述第三毛细结构层对应一致。
7.如权利要求6所述的均温板，其特征在于：所述容置部、第三毛细结构层呈方形。
8.如权利要求1所述的均温板，其特征在于：所述第一毛细结构层与所述第三毛细结构层共同覆盖所述底板的内表面。
9.如权利要求1所述的均温板，其特征在于：所述第三毛细结构层在比表面积上大于所述第一毛细结构层。
10.如权利要求1所述的均温板，其特征在于：所述第三毛细结构层在比表面积上大于所述第二毛细结构层。
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