CN106376214B - 薄型均温板 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种薄型均温板，包括一第一板体、一第二板体以及一毛细结构。第二板体周边与第一板体的周边彼此连接以构成一腔体；毛细结构设置于腔体的内壁；其中第一板体及/或第二板体相互面对的一侧通过蚀刻方式形成多个支撑结构，多个所述支撑结构包括多个支撑柱及多个支撑板。本发明的薄型均温板可以提高工作流体的汽化后扩散速度以及两板间的热传导速度，以增加导热能力，可以让薄型均温板更能够轻薄化，提供现在电子产品更好的导热能力，能够更轻薄、高效化。

Description

薄型均温板

技术领域

本发明涉及一种导热装置，尤其涉及一种薄型均温板。

背景技术

由于现在电子产品，持续朝可携式、轻薄化、4K影像、4G传输、高附加功能等发展，然而高效能的电子产品运作时，会造成大量的废热，若不提升导热元件及/或散热元件的功效，即可能会对电子产品内部元件造成损坏，降低电子产品的功效或使用寿命。

为了因对此高效能电子产品导热及/或散热问题，现今发展了均温板的导热技术，通过均温板内部工作流体气相变化及流动传热，将热能扩散至冷凝端散发热量，并以毛细结构将内部工作流体导回至热源处，如此反复运作带走热量，其热传导与扩散能力高过相同尺寸的材料。然而由于电子产品的轻薄化，均温板也相应需要轻薄化会面临些挑战，在内部截面积变小，毛细结构以及液体流通截面积不变的状况下，制作越轻薄，蒸气流通空间就会越小，即会降低蒸气扩散的速度，减少导热能力，提高轻薄化的难度。

然而，现今均温板在制作上以多次结合方式，分别固定铜网、支撑柱，再做上下结合，最后焊接注水管，以正压或负压充填完成均温板制作。然而在制作上，支撑柱摆放与定位有一定的难度，接合后容易产生错位，影响内部蒸气作动，进而影响均温板性能。再者，蒸气热传较无方向性(蒸气不定向导引)，导致均温板的冷热端温差较大，因此要使均温板轻薄化时，需要有效的作蒸气的导引设计，以提升导热的效率。

有鉴于此，如何提供一种薄型均温板，可以提高工作流体蒸气的扩散速率，以增加导热效率，实为当前重要的课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种薄型均热板，改善支撑结构的设置，增加扩散速率，以提高导热效率。

为达上述目的，依据本发明的一种薄型均温板，包括一第一板体、一第二板体以及一毛细结构。第二板体周边与第一板体的周边彼此连接以构成一腔体；毛细结构设置于腔体的内壁；其中第一板体及/或第二板体相互面对的一侧通过蚀刻方式形成多个支撑结构，多个所述支撑结构包括多个支撑柱及多个支撑板。

在一实施例中，当第一板体及第二板体相互面对的一侧均通过蚀刻方式形成多个所述支撑结构时，第一板体的多个所述支撑结构分别顶抵第二板体的多个所述支撑结构。或者，第一板体的多个所述支撑结构顶抵第二板体，第二板体的多个所述支撑结构顶抵第一板体。

在一实施例中，当第一板体或第二板体其中之一在面对另一板体的一侧通过蚀刻方式形成多个所述支撑结构时，多个所述支撑结构顶抵毛细结构或另一板体。

在一实施例中，多个所述支撑结构区分为二个区域，其中一个区域的支撑结构均为支撑柱，另一个区域的支撑结构均为支撑板。

在一实施例中，多个所述支撑结构可为多个所述支撑柱与多个所述支撑板的组合。

在一实施例中，支撑柱为直立柱、锥形柱、或倒锥形柱。

在一实施例中，支撑柱的截面形状为圆形、椭圆形、三角形、矩形、菱形、梯形、或多边形。

在一实施例中，毛细结构以编织金属网或金属粉末经烧结形成。

承上所述，于本发明的一种薄型均温板，其具有一第一板体、一第二板体，第一板体及/或第二板体相互面对的一侧通过蚀刻方式形成多个支撑结构，多个所述支撑结构包括多个支撑柱及多个支撑板，可以提高工作流体的汽化后扩散速度以及两板间的热传导速度，以增加导热能力，可以让薄型均温板更能够轻薄化，提供现在电子产品更好的导热能力，能够更轻薄、高效化。

附图说明

图1A为本发明较佳实施例的薄型均温板的俯视图。

图1B为本发明较佳实施例的薄型均温板的侧视图。

图2为本发明较佳实施例的第二板体的俯视示意图。

图3A为本发明较佳实施例的薄型均温板的剖面图。

图3B为本发明较佳实施例的薄型均温板的毛细结构具有不同配置方式剖面图。

图4A、4B及4C为本发明较佳实施例的第一区域导热流向的示意图。

图5A、5B及5C为本发明较佳实施例的第二区域导热流向的示意图。

图6A及6B为本发明另一较佳实施例的第一区域导热流向的示意图。

图7A及7B为本发明另一较佳实施例的第二区域导热流向的示意图。

图8A及8B为本发明又一较佳实施例的薄型均温板的第一板体及第二板体具有不同变化方式剖面图。

图9A及9B为本发明较佳实施例的薄型均温板的支撑柱具有不同变化方式剖面图。

图10为本发明较佳实施例的薄型均温板第二区域的支撑结构具有不同变化方式示意图。

【符号说明】

1、1a、1b：第一板体

11a、11b、21、21a、21b、21c：支撑结构

12、12a：第一壁面

2、2a、2b、2c、2d：第二板体

211、211a、211b、211c：支撑柱

212、212a：支撑板

22、22a、22b、22c、22d：第二壁面

3、3a、3b：毛细结构

A1：第一区域

A2：第二区域

H：热源

S、S1、S2：腔体

VC：薄型均温板

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明依本发明较佳实施例的一种薄型均温板，其中相同的元件、步骤将以相同的参照符号加以说明。以下实施例及附图中，与本发明非直接相关的元件、步骤均已省略而未绘示；且附图中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。此外，以下实施例的内容中所称的方位“上”及“下”只是用来表示相对的位置关系。再者，一个元件形成在另一个元件“上”、“之上”、“下”或“之下”可包括实施例中的一个元件与另一个元件直接接触，或也可包括一个元件与另一个元件之间还有其他额外元件使一个元件与另一个元件无直接接触。另外，在本发明所有附图中，箭头大小表示腔体内工作流体(或蒸气)移动的速度大小，箭头方向表示腔体内工作流体(或蒸气)移动的方向。

请参照图1A及1B所示，其为本发明较佳实施例的薄型均温板VC的俯视图及侧视图。薄型均温板VC包括一第一板体1及一第二板体2。第二板体2周边与第一板体1的周边彼此连接以构成一腔体S(如图3A所示)，腔体S内会装填工作流体(未绘于图示中)，且将腔体S内压力抽至低真空状态。将薄型均温板VC设置于热源H(如图4A及4B)上时，热会传导进入腔体S并使其内的工作流体受热汽化带走热量。因为在低真空度的环境中，汽化后的工作流体体积会迅速膨胀，工作流体蒸气会迅速充满腔体S，其接触到温度较低的冷凝端，例如：设置风扇、散热片、水冷系统等的一端时，工作流体蒸气会释放所吸收的热量并凝结，之后通过毛细结构再回流到热源处，如此在腔体S内反复循环以带走热量。

请参考图2所示，为本发明较佳实施例的薄型均温板VC的第二板体2的示意图。第二板体2具有多个支撑结构21以及一第二壁面22，并具一第一区域A1以及一第二区域A2。第一区域A1为靠近热源的区域，第二区域A2为将工作流体蒸气导引至冷凝端的区域。第二壁面22为第二板体2相对于第一板体1的一侧，即薄型均温板VC内侧位于第二板体2上的壁面。多个所述支撑结构21为高于第二板体2的第二壁面22的凸起设置，用以支撑第一板体1。因此薄型均温板VC制造过程中进行减压，或是之后受到外力时，第一板体1以及第二板体2不至于塌陷，并且让其内的工作流体吸收热源汽化，体积膨胀时能够快速地将热量传引导至冷凝端。在本实施例当中，第一区域A1的多个所述支撑结构21具有多个支撑柱211，能让工作流体蒸气能迅速向周边扩散。第二区域A2的多个所述支撑结构21具有多个支撑板212，能让工作流体蒸气能往冷凝端传递。支撑柱与支撑板的截面型态相异。

本实施例当中，薄型均温板VC的厚度范围为0.2～0.6mm，如图1B所示。其中，支撑柱211与支撑板212可通过蚀刻方式制成，蚀刻方式不限于干式蚀刻或湿式蚀刻，制造出来的第二板体2与支撑柱211、支撑板212为单一构件，蚀刻方式制成的支撑柱211与支撑板212因与板体为一体制作，故耐受强度高，可增加使用的寿命，并且其相较以组合方式制成的支撑柱或支撑板，因减少支撑柱或支撑板与板体的界面，两板间传导热阻较低，有增加传导导热效率的功效。支撑柱211的形状与排列方式可例如但不限于本实施例中支撑柱211为前后列插空交错排列的直立柱，直立柱是指两端的形状与尺寸相同，支撑板212的形状与排列方式可例如但不限于本实施例中支撑板212为长板状，支撑板212两两并列依序成排，排与排间有一定间距，形成流道式的排列方式。然而，多个所述支撑结构21不限于设置在第二板体2，也可设置于第一板体1上，或也可以同时设置于第一板体1及第二板体2上(如图8A及8B所示)。图2所示的支撑板212虽以区分为多段为例作说明，也可以长条支撑板的形式，以整体连接的板状，同样能够形成流道式的配置。

请参考图3A所示，其为本发明较佳实施例的薄型均温板VC在第一区域A1的剖面图，薄型均温板VC具有一毛细结构3，将毛细结构3设置于第二壁面22，并且多个所述支撑结构21顶抵在毛细结构3，第一板体1与第二板体2周边彼此连接以构成腔体S，毛细结构3于腔体S内，设置于第一壁面12上，其中多个所述支撑结构21(图3A中以支撑柱211表示)顶抵毛细结构3维持第一板体1与第二板体2之间高度。

接下来在此说明，将一热源H分别设于第一区域A1或第二区域，以描述设置支撑柱211与支撑板212的热量传导状况。请参考图4A，其为本发明较佳实施例的第一区域A1散热流向的示意图。如图4A所示，将薄型均温板VC的第一区域A1置于热源H上，热量从第一板体1接触传导进入薄型均温板VC。如图4B及4C所示，其为图4A的下视图(省略第一板体1、毛细结构3及热源H，其中热源H位置以虚线表示)，腔体S内靠近热源H的工作流体汽化，工作流体蒸气会像周边扩散，如箭头方向所示，工作流体蒸气扩散方向同时为热量扩散方向，扩散方向为远离热源H。请参考图5A，其为本发明较佳实施例的第二区域A2散热流向的示意图。如图5A所示，将薄型均温板VC的第二区域A2置于热源H上，热量从第一板体1接触传导进入薄型均温板VC。如图5B及5C所示，其为图5A的下视图(省略第一板体1、毛细结构3及热源H，其中热源H位置以虚线表示)，腔体S内靠近热源H的工作流体汽化，工作流体蒸气会往支撑板212所排列的流道方向传递，如箭头方向所示，其中工作流体蒸气传递方向同时为热量传递方向，扩散方向为远离热源H。

有鉴于上述的特性，在本实施例中，将第一区域A1设置于靠近热源处，第一区域A1的多个所述支撑结构21具有多个支撑柱211，能让工作流体蒸气迅速向周边扩散。第二区域A2的多个所述支撑结构21具有多个支撑板212，能让工作流体蒸气能往特定方向传递至冷凝端散热，工作流体蒸气冷凝后再通过毛细结构3回流至热源处，反复的循环进行导热。其中，第一区域A1的形状及大小未限于附图所示的长方形，可依照薄型均温板VC与热源H接触面的形状及大小改变第一区域的形状及大小。

图3B为本发明较佳实施例的薄型均温板的毛细结构具有不同配置方式剖面图，将毛细结构3a于腔体S内，设置于第二壁面22上，即避开支撑柱211，设置在支撑柱211之间间隙的第二壁面22，支撑柱211则直接顶抵第一板体1。

上述毛细结构3设置于腔体S的内壁，不限于设置在第一壁面12或是第二壁面22，其中第一壁面12为第一板体1相对于第二板体2的一侧，即薄型均温板VC内侧位于第一板体1上的壁面。并也不限于将多个所述支撑结构21直接顶抵第一壁面12或是将多个所述支撑结构21顶抵毛细结构3并间接顶抵第一板体1，为了使其与第二板体2之间维持高度。

图6A及6B为本发明另一较佳实施例的第一区域导热流向的示意图。请参考图6A所示，其为本发明另一较佳实施例的薄型均温板VC在第一区域A1的剖面图。相较于图4A的差异之处在于：支撑柱211a直接顶抵第一板体1以形成腔体S1。腔体S1的热量传导因为没有毛细结构且受限于支撑柱211a直接顶抵第一板体1，其工作流体蒸气的扩散速度会比腔体S的扩散速度来得快，如箭头大小及方向所示。

图7A及7B为本发明另一较佳实施例的第二区域导热流向的示意图。请参考图7A所示，其为本发明另一较佳实施例的薄型均温板VC在第一区域A1的剖面图。相较于图5A的差异之处在于：支撑板212a直接顶抵第一板体1以形成腔体S2。腔体S2的热量传导因为没有毛细结构且受限于支撑板212a直接顶抵第一板体1，其工作流体蒸气的扩散速度会比腔体S的扩散速度来得快，如箭头大小及方向所示。

此外，请参考图8A及图8B所示，其为本发明又一较佳实施例的薄型均温板的第一板体及第二板体具有不同变化方式剖面图。图8A为第一板体1a及第二板体2a相互面对的一侧均通过蚀刻形成，在第一板体1a形成多个支撑结构11a，在第二板体2a形成多个支撑结构21a，第一板体1a的多个所述支撑结构11a分别顶抵第二板体2a的多个所述支撑结构21a，毛细结构3a设置在第一板体1a的第一壁面12a及第二板体1b的第二壁面22a。或者另一种变化方式，如图8B所示，在第一板体1b形成多个支撑结构11b，在第二板体2b形成多个支撑结构21b，支撑结构11b与支撑结构21b交错排列，第一板体1b的多个所述支撑结构11b顶抵该第二板体2b，第二板体2b的多个所述支撑结构21b顶抵第一板体1b。

上述实施例中，如图3A、3B、8A及8B举出几个不同变化样态，但不以所举例的样态为限，也就是说，多个所述支撑结构不限于设置于第一板体或第二板体其中一板体，可设置于第一板体与第二板体两个板体，其中设置于两个板体时，多个所述支撑结构可以互相顶抵或是交错设置。此外，多个所述支撑结构除了两个板体皆设置多个所述支撑结构，并且多个所述支撑结构互相顶抵的状况外，多个所述支撑结构与另一板顶抵的方式，可以为直接顶抵在另一板体，或是顶抵在设置于另一板体的壁面的毛细结构上。

此外，请参考图9A及图9B，其为本发明较佳实施例的薄型均温板的支撑柱具有不同变化方式剖面图。如图9A所示，第二板体2c具有多个支撑柱211b，支撑柱可为锥形柱，锥形柱是指两端的形状相同但尺寸不相同，也就是指支撑柱211b靠近第二壁面22c处的截面长度(例如但不限于半径)比顶抵第一壁面的那端表面的截面长度(例如但不限于半径)还要长。或者，如图9B所示，第二板体2d具有多个支撑柱211c，支撑柱可为倒锥形柱，支撑柱211c靠近第二壁面22d处的截面长度(例如但不限于半径)比顶抵第一壁面的那端截面长度(例如但不限于半径)还要短。可以依照需要或设计改变支撑柱的上下截面圆形半径的比例。

此外，支撑柱的截面形状不限于规则形状、或不规则形状；支撑柱的截面形状可例如但不限于为圆形、椭圆形、三角形、矩形、菱形、梯形、或多边形，其中矩形为正方形或长方形。同样地，支撑板的截面形状也可以有上述的变化。

图10为本发明较佳实施例的薄型均温板VC在第二区域A2的多个所述支撑结构具有不同变化方式示意图。本实施例中，第二区域A2中有多个支撑结构21c可为支撑柱211与支撑板212组合，可为单排的支撑板212，加宽排与排的间距，其间在设置支撑柱211。加宽支撑板212排与排的间距可以增加热量传递的速度，其间设置支撑柱211可以避免第一板体1与第二板体2间的塌陷。其中多个所述支撑板212排与排的间距范围为3～30mm。

综上所述，于本发明的一种薄型均温板，其具有一第一板体、一第二板体，第一板体及/或第二板体相互面对的一侧通过蚀刻方式形成多个支撑结构，多个所述支撑结构包括多个支撑柱及多个支撑板，可以提高工作流体的汽化后扩散速度以及两板间的热传导速度，以增加导热能力，可以让薄型均温板更能够轻薄化，提供现在电子产品更好的导热能力，能够更轻薄、高效化。

以上所述仅为举例性，而非为限制性的。任何未脱离本发明之精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所附的权利要求中。

Claims (14)

1.一种薄型均温板，包括：

一第一板体；

一第二板体，其周边与该第一板体的周边彼此连接以构成一腔体；以及

一毛细结构，设置于该腔体的内壁；

其中该第一板体及/或该第二板体相互面对的一侧通过蚀刻方式形成多个支撑结构，多个所述支撑结构包括支撑柱及支撑板；

所述支撑柱为前后列插空交错排列；

所述支撑板为长板状，两两并列依序成排，排与排之间的间距大于每排内的两个并列的所述支撑板之间的间距，形成流道式的排列方式。

2.如权利要求1所述的薄型均温板，其中当该第一板体及该第二板体相互面对的一侧均通过蚀刻方式形成多个所述支撑结构时，该第一板体的多个所述支撑结构分别顶抵该第二板体的多个所述支撑结构；或者，该第一板体的多个所述支撑结构顶抵该第二板体，该第二板体的多个所述支撑结构顶抵该第一板体。

3.如权利要求1所述的薄型均温板，其中当该第一板体或该第二板体其中之一在面对另一板体的一侧通过蚀刻方式形成多个所述支撑结构时，多个所述支撑结构顶抵该毛细结构或另一板体。

4.如权利要求1所述的薄型均温板，其中多个所述支撑结构区分为二个区域，其中一个区域的支撑结构均为支撑柱，另一个区域的支撑结构均为支撑板。

5.如权利要求1所述的薄型均温板，其中多个所述支撑结构为多个所述支撑柱与多个所述支撑板组合，多个所述支撑板依序成排，排与排间设有支撑柱。

6.如权利要求5所述的薄型均温板，其中多个所述支撑板排与排的间距范围为3～30mm。

7.如权利要求1所述的薄型均温板，其中该支撑柱为直立柱、锥形柱、或倒锥形柱。

8.如权利要求1所述的薄型均温板，其中该支撑柱的截面形状为圆形、椭圆形、三角形、矩形、菱形、梯形、或多边形。

9.如权利要求1所述的薄型均温板，其中该毛细结构编织或烧结形成。

10.如权利要求1所述的薄型均温板，其厚度范围为0.2～0.6mm。

11.一种薄型均温板，包括：

一第一板体；

一第二板体，其周边与该第一板体的周边彼此连接以构成一腔体；以及

一毛细结构，设置于该腔体的内壁；

其中该第二板体与该第一板体相互面对的一侧，通过蚀刻方式形成多个支撑结构；

多个所述支撑结构包括支撑柱及支撑板；

所述支撑柱为前后列插空交错排列；

所述支撑板为长板状，两两并列依序成排，排与排之间的间距大于每排内的两个并列的所述支撑板之间的间距，形成流道式的排列方式。

12.如权利要求11所述的薄型均温板，该第二板体的多个所述支撑结构顶抵该第一板体。

13.如权利要求11所述的薄型均温板，其中多个所述支撑结构顶抵该毛细结构或第一板体。

14.如权利要求11所述的薄型均温板，其中形成于该第二板体区分为二个区域，其中一区域的支撑结构均为支撑柱，另一个区域的支撑结构均为支撑板，以及该支撑柱与该支撑板的截面型态相异。