CN107421364A - 均温板结构及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种均温板结构，包含第一板体、第二板体、腔室、支撑结构及工作流体。第一板体具有第一表面及第二表面；第二板体具有第三表面及第四表面；腔室由第一板体与第二板体对应盖合时所界定出，且腔室内具有毛细结构附着于内壁；支撑结构存在于腔室中，用以支撑第一板体与第二板体；工作流体封存于腔室中；其中，支撑结构由第三板体及凸柱所组成，凸柱设置于第三板体上，且凸柱进一步具有凹陷部，藉此支撑结构可使均温板结构达成轻量化的功效。

Description

均温板结构及其制造方法

【技术领域】

本发明有关一种均温板结构及其制造方法，尤指一种更具轻量化的均温板结构及其制造方法。

【背景技术】

热管，其表观上的热传导率是铜、铝等金属的数倍至数十倍左右而相当的优异，因此是作为冷却用组件而被运用于各种热对策相关机器。从形状来看，热管可分成圆管形状的热管及平面形状的均温板。为了冷却CPU等的电子机器的被冷却零件，基于容易安装于被冷却零件且能获得宽广接触面积的观点，宜使用平面型热管或均温板来进行散热。随着冷却机构的小型化、省空间化以及电子设备的轻量化，在使用热管及均温板的冷却机构情况下，更有严格要求热管及均温板极轻量化的必要。

在热管及均温板内部设有空间来作为工作流体的流路，收容于所述空间内的工作流体，经由蒸发、冷凝等的相变化和移动等，而进行热的转移。接下来详细的说明热管及均温板的动作，所述热管及均温板具备密封的腔室，藉由收容于所述腔室的工作流体的相变化和移动来进行热的转移。

因此，业界采用热管及均温板作为导热的组件，将热管及均温板穿设于散热鳍片中，利用热管及均温板内部充填的低沸点工作液体在发热电子组件处(蒸发端)吸热蒸发，向散热鳍片移动，在散热鳍片处(冷凝端)将发热电子组件产生的热量传递至散热鳍片，利用散热风扇将产生的热量带走，完成对电子组件的散热。

热管及均温板的制造方法透过于一中空管体中填入金属粉末，并将所述金属粉末透过烧结的方式于所述中空管体内壁形成一毛细结构层，其后对所述管体进行抽真空填入工作流体最后封管，而因电子设备的轻量化需求，致需将热管及均温板设法减少制作材料才有办法减轻其重量。

现有技术透过将一中空管体压扁制成扁平板状，藉以符合轻量化的需求，其后将毛细烧结体置入所述中空管体内，再填入工作流体及进行抽真空及封管作业，其虽可将热管及均温板制成扁平状，但为了增加较佳的汽液循环及支撑扁平均温板，于中空管体中会加入多数个实心的柱状结构来增加汽液的毛细扩散现象，以增加垂直扩散的效率，然而，又因为热管或均温板热接触面积较大，故需要密度较高的实心柱状体，导致重量无法确实减轻，且实心柱状结构亦可能因占据了散热流道(蒸气通道)而使散热流道过度狭窄影响汽液循环，进而使热传递效率变差，衍伸出散热效率不彰等问题，则此一制程及结构甚不适当。

综上所述，可知先前技术中长期以来一直存在着均温板无法于轻量化与较佳的散热效率中取得平衡点，因此有必要提出改进的技术手段，来解决此一问题。

【发明内容】

有鉴于先前技术存在均温板无法轻量化以及散热效率不佳的问题，本发明遂揭露一种均温板结构及其制造方法，其中：

本发明所揭露的均温板结构，其包含：第一板体、第二板体、腔室、支撑结构及工作流体。第一板体具有第一表面及第二表面；第二板体具有第三表面及第四表面；腔室由第一板体与第二板体对应盖合时所界定出，且腔室内具有毛细结构附着于内壁；支撑结构存在于腔室中，用以支撑第一板体与第二板体；工作流体封存于腔室中；其中，支撑结构由第三板体及凸柱所组成，凸柱设置于第三板体上。

本发明所揭露的均温板结构，其中：凸柱上进一步具有凹陷部。

本发明所揭露的均温板结构，其中：凸柱外缘进一步具有沟槽。

本发明所揭露的均温板结构，其中：凸柱上进一步具有毛细结构附着于表面。

本发明所揭露的均温板结构，其中：凸柱设置于第三板体的两相异表面上。

本发明所揭露的均温板结构，其中：第二板体与第三板体为一体成形设置。

本发明所揭露的均温板结构，其中：毛细结构为烧结粉末体及网格体及纤维体及发泡体其中任一。

本发明所揭露的均温板结构，其中：支撑结构透过软焊、硬焊、扩散接合、超音波焊接、雷射焊接、电阻焊其中任一方式与第一板体及第二板体结合。

本发明所揭露的均温板结构，其中：第一板体及第二板体的材质为铜材质、铝材质、不锈钢材质、镍材质、钛材质、镍钛合金材质、铜镍合金材质、陶瓷材质及散热与导热性质较佳的材质其中任一。

本发明所揭露的均温板结构制造方法，其包含下列步骤：

首先，先提供第一板体、第二板体，其次再提供支撑结构，并于支撑结构上加工出凹陷部；接着再提供毛细结构附着于第一板体、第二板体及支撑结构上，并将支撑结构置于第一板体与第二板体间并固定，形成腔室，再将第一板体与第二板体黏合，接着将腔室进行抽真空及填入工作流体，最后封闭腔室。

本发明所揭露的结构及制造方法如上，与先前技术的差异在于支撑结构上存在有凸柱，且凸柱进一步具有凹陷部或沟槽，同时亦具有毛细结构附着于凸柱表面，藉由本发明所揭露的支撑结构，能够让均温板在进行热传导时确实支撑住第一板体及第二板体，并同时拥有充裕的散热通道能使汽液循环正常，更能减轻均温板的重量，节省材料，解决以往散热板散热效率不彰及无法轻量化的问题。

【附图说明】

图1绘示为本发明所提出的均温板结构的立体分解示意图。

图2绘示为本发明所提出的均温板结构一实施方式的立体剖面示意图。

图3A绘示为本发明所提出的支撑结构的一实施方式立体剖面示意图。

图3B绘示为本发明所提出的支撑结构的另一实施方式立体俯视剖面示意图。

图4绘示为本发明所提出的均温板结构另一实施方式的立体剖面示意图。

图5绘示为本发明所提出的支撑结构的另一实施方式立体剖面示意图。

图6绘示为本发明所提出的支撑结构的又一实施方式立体剖面示意图。

图7绘示为本发明所提出的支撑结构的又一实施方式立体剖面示意图。

图8绘示为本发明所提出的支撑结构的又一实施方式立体剖面示意图。

图9绘示为本发明所提出的支撑结构的又一实施方式立体剖面示意图。

图10绘示为本发明所提出的均温板结构制造方法的方法流程图。

附图中的符号说明如下：

均温板结构 1、2

第一板体 10、20

第一表面 101

第二表面 103

第二板体 12、22

第三表面 121

第四表面 123

腔室 14

毛细结构 142、242

支撑结构 16、26、36、46、56、66

第三板体 161、261、361、461、561、661

凸柱 163、263、363、463、563、663

凹陷部 1631

导流凹槽 1632

工作流体 18

沟槽 2631

【具体实施方式】

由于本发明揭露一种均温板结构，其中所使用的热传导原理已为相关技术领域具有通常知识者所能明了，故以下文中的说明，不再作完整描述。同时，以下文中所对照的图，表达与本发明特征有关的示意，并未亦不需要依据实际情形完整绘制，合先叙明。

请同时参考图1及图2，为本发明所提出的均温板结构的立体分解示意图及一实施方式的立体剖面示意图。均温板结构1包含一片第一板体10、一片第二板体12、一个腔室14空间、一个支撑结构16及工作流体18。第一板体10其具有第一表面101及相对的第二表面103，第一表面101与第二表面103呈现出一体两面的状态，第一板体10的第二表面103可以金属冲压方式制出一个凹型结构，而凹型结构的制作方式及方式均为现有，在此并不特别加以限制。第二板体12其具有第三表面121及相对的第四表面123，第三表面121与第四表面123呈现出一体两面的状态。将第一板体10与第二板体12对应盖合时，意即将第二表面103面对第三表面121盖合时，会因为第二表面103存在有凹型结构，界定出一个腔室14空间，且腔室14内具有一层毛细结构142附着于内壁，意即毛细结构142存在于第二表面103上及第三表面121上，而毛细结构142的附着方式为烧结粉末体及网格体及纤维体及发泡体其中任一，在此并不特别加以限制。支撑结构16则存在于腔室14中，用以支撑第一板体10与第二板体12，更进一步详细说明，支撑结构16会与第二表面103及第三表面121作接触进而支撑，而工作流体18则封存于腔室14中。更具体叙述及说明，支撑结构16由一块第三板体161及多数个凸柱163所组成，而凸柱163则设置于第三板体161上。

请同时参考图2及图3A，为本发明所提出的均温板结构一实施方式的立体剖面示意图及支撑结构的立体剖面示意图。支撑结构16上的凸柱163上进一步具有一个凹陷部1631，凹陷部1631位置可与凸柱163为同心凹陷，意即凸柱163与其凹陷部1631为同心圆状态，亦可为偏心凹陷，凹陷的深度不特别加以限制，原则上以不贯穿第三板体161为主。另外，凸柱163上进一步具有毛细结构142附着于表面，连带着凹陷部1631内缘亦涂布着毛细结构142。毛细结构142的涂布方式为烧结粉末体、网格体、纤维体及发泡体其中任一，亦可以为其他涂布方式，在此并不特别加以限制。请继续参考图2，其第二板体12与第三板体161可为一体成形设置(未图示)，意即凸柱163直接存在于第二板体12上，亦可为两独立相异板体(如图2所示)。请参考图3B，凸柱163的外缘与内缘(即凹陷部1631)亦可以导凹流沟槽1632取代毛细结构142，同样可达到相同毛细扩散现象。

请同时参考图4及图5，为本发明所提出的均温板结构另一实施方式的立体剖面示意图及支撑结构的立体剖面示意图。支撑结构26上的凸柱263外缘上进一步具有至少一个沟槽2631，沟槽2631若是只有一个，位置可在凸柱263的最外缘，若是沟槽2631为两个以上，则可从最外缘沟槽2631同心向内增加数量，数量多寡并不特别加以限制。沟槽2631向第三板体261方向凹陷，凹陷的深度不特别加以限制，原则上以不贯穿第三板体261为主。另外，凸柱263上进一步具有毛细结构242附着于表面，连带着沟槽2631内缘亦涂布着毛细结构242。毛细结构242的涂布方式为烧结粉末体及网格体及纤维体及发泡体其中任一，亦可以为其他涂布方式，在此并不特别加以限制。请继续参考图4，其第二板体22与第三板体261可为一体成形设置(未图示)，意即凸柱263直接存在于第二板体22上，亦可为两独立相异板体(如图4所示)。

请参考图6，为本发明所提出的均温板结构的支撑结构又一实施方式的立体剖面示意图。第三板体361上的凸柱363设置于第三板体361的两相异表面上，意即为第三板体361的上表面具有凸柱363，下表面亦具有凸柱363，且上下凸柱363存在位置为一个对应一个设置，意即上表面的凸柱363与下表面的凸柱363呈现镜射关。同时，第三板体361与凸柱363可为相同材质(如图6所示)，亦可为不同材质；第三板体361与凸柱363可一体成形设置，亦可为两相异组件。

请参考图7，为本发明所提出的均温板结构的支撑结构又一实施方式的立体剖面示意图。第三板体461上的凸柱463设置于第三板体461的两相异表面上，意即为第三板体461的上表面具有凸柱463，下表面亦具有凸柱463，且上下凸柱463存在位置为交错设置，意即上表面的凸柱463与下表面的凸柱463呈现位置互补关。同时，第三板体461与凸柱463可为相同材质(如图7所示)，亦可为不同材质；第三板体461与凸柱463可一体成形设置，亦可为两相异组件。

请参考图8，为本发明所提出的均温板结构的支撑结构又一实施方式的立体剖面示意图。第三板体561上的凸柱563设置于第三板体561的两相异表面上，意即为第三板体561的上表面具有凸柱563，下表面亦具有凸柱563，且上下凸柱563存在位置为一个对应一个设置，意即上表面的凸柱563与下表面的凸柱563呈现镜射关。同时，第三板体561与凸柱563可为相同材质，亦可为不同材质；第三板体561与凸柱563可一体成形设置，亦可为两相异组件(如图8所示)。

请参考第图9，为本发明所提出的均温板结构的支撑结构又一实施方式的立体剖面示意图。第三板体661上的凸柱663设置于第三板体661的两相异表面上，意即为第三板体661的上表面具有凸柱663，下表面亦具有凸柱663，且上下凸柱663存在位置为交错设置，意即上表面的凸柱663与下表面的凸柱663呈现位置互补关。同时，第三板体661与凸柱663可为相同材质，亦可为不同材质(如图9所示)；第三板体661与凸柱663可一体成形设置，亦可为两相异组件

请再参考图1，本发明所提出的均温板结构，其支撑结构16透过软焊及硬焊及扩散接合及超音波焊接及雷射焊接及电阻焊其中任一方式与第一板体10及第二板体12结合，且第一板体10及第二板体12的材质为铜材质及铝材质及不锈钢材质及镍材质及钛材质及镍钛合金材质及铜镍合金材质及陶瓷材质及散热与导热性质较佳的材质其中任一。请再参考图2，在进行热交换时，工作流体18受热后会产生相变化，于腔室14中移动来进行热的转移，透过附着于各表面上的毛细结构142使其产生毛细现象来使工作流体18进行平面及垂直方向的扩散及流窜，藉由本发明凸柱上的凹陷部1631(如第2、3图所示)或沟槽2631(如第4、5图所示)的设置，能使工作流体有更充裕的空间进行垂直方向的扩散，也因为每个凸柱都具有其凹陷部1631或沟槽2631，使每个凸柱如同于微型的热管，能随时不断的在做热交换，不仅减轻均温板重量，更增加了散热效率。

请参考图10，绘示为本发明所提出的均温板结构制造方法的方法流程图。如图所示，并请一并参阅图1至图9，所述均温板结构制造方法，包含以下步骤：

步骤101 预先提供第一板体及第二板体

步骤102 预先提供支撑结构，并于支撑结构上加工出凹陷部

步骤103 提供毛细结构附着于第一板体、第二板体及支撑结构

步骤104 将支撑结构置于第一板体与第二板体间并固定，形成腔室

步骤105 将第一板体与第二板体黏合

步骤106 将腔室进行抽真空及填入工作流体

步骤107 封闭腔室

前述各步骤与前述实施方式可相互对应，可参阅前述各实施方式的说明，在此就不再加以赘述。

本发明所提出的均温板结构及其制造方法，解决了现有均温板无法轻量化，且过多的铜柱不仅额外增加材料成本，更伴随容易导致散热效率不佳等问题，故本发明所提出的均温板结构的支撑结构具有凸柱，凸柱上进一步更具有凹陷部或沟槽，且凸柱表面亦存在有毛细结构，如此能于工作流体进行流动时具有更多的流动空间同时进行垂直方向的毛细现象扩散，达到更佳的热交换效率。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，惟所述的内容并非用以直接限定本发明的专利保护范围。任何本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作些许的更动。本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种均温板结构，其特征在于，包含：

一第一板体，具有一第一表面及一第二表面；

一第二板体，具有一第三表面及一第四表面；

一腔室，由所述第一板体与所述第二板体对应盖合时所界定出，且所述腔室内具有一毛细结构附着于内壁；

一支撑结构，存在于所述腔室中，用以支撑所述第一板体与所述第二板体；

一工作流体，封存于所述腔室中；

所述支撑结构由一第三板体及多数个凸柱所组成，多数个所述凸柱设置于所述第三板体上。

2.根据权利要求1所述的均温板结构，其特征在于多数个所述凸柱上进一步具有一凹陷部。

3.根据权利要求1所述的均温板结构，其特征在于多数个所述凸柱外缘进一步具有至少一沟槽。

4.根据权利要求1、2、3任一项所述的均温板结构，其特征在于多数个所述凸柱上进一步具有所述毛细结构附着于表面。

5.根据权利要求1所述的均温板结构，其特征在于多数个所述凸柱设置于所述第三板体的两相异表面上。

6.根据权利要求1所述的均温板结构，其特征在于所述第二板体与所述第三板体为一体成形设置。

7.根据权利要求1或4所述的均温板结构，其特征在于所述毛细结构为烧结粉末体、网格体、纤维体及发泡体其中任一。

8.根据权利要求1所述的均温板结构，其特征在于所述支撑结构透过软焊、硬焊、扩散接合、超音波焊接、雷射焊接、电阻焊其中任一方式与所述第一板体及所述第二板体结合。

9.根据权利要求1所述的均温板结构，其特征在于所述第一板体及所述第二板体的材质为铜材质、铝材质、不锈钢材质、镍材质、钛材质、镍钛合金材质、铜镍合金材质、陶瓷材质及散热与导热性质较佳的材质其中任一。

10.一种均温板结构制造方法，包含下列步骤：

提供一第一板体、一第二板体；

提供一支撑结构，并于所述支撑结构上加工出一凹陷部；

提供一毛细结构附着于所述第一板体、所述第二板体及所述支撑结构；

将所述支撑结构置于所述第一板体与所述第二板体间并固定，形成一腔室；

将所述第一板体与所述第二板体黏合；

将所述腔室进行抽真空及填入工作流体；

封闭所述腔室。