CN110072370A - 复合式均温板结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合式均温板结构，包括一本体及至少一管体，该本体具有一第一腔室及一第一开口及一第二开口，该第一腔室内具有一第一毛细结构并填充有一工作液体，该第一开口、第二开口贯穿该本体一侧并与该第一腔室相连通，该管体具有一第一端及一第二端及一通道，该第一端、第二端分别对应插接前述第一开口、第二开口，并该通道通过该第一端、第二端与所述第一腔室相连通形成一汽液循环回路。

Description

复合式均温板结构

技术领域

本发明涉及一种均温板结构，尤指一种可大幅提高散热效率的复合式均温板结构。

背景技术

随现行电子设备逐渐以轻薄作为标榜的诉求，故各项元件都须随之缩小其尺寸，但电子设备的尺寸缩小伴随而来产生的热变成电子设备与系统改善性能的主要障碍。所以业界为了有效解决电子设备内的元件散热问题，便分别提出具有导热效能较佳的均温板(Vapor chamber)及热管(Heat pipe)，以有效解决现阶段的散热问题。

均温板(Vapor chamber)包括呈矩型状的壳体及其壳体内部腔室壁面的毛细结构，且该壳体内部填充有工作液体，并该壳体的一侧(即蒸发区)系贴设在一发热元件(如中央处理器、南北桥晶、电晶体等)上吸附该发热元件所产生的热量，使液态的工作液体于该壳体的蒸发区产生蒸发转换为汽态，将热量传导至该壳体的冷凝区，该汽态的工作液体于冷凝区受冷却后冷凝为液态，该液态的工作液体再通过重力或毛细结构回流至蒸发区继续汽液循环，以有效达到均温散热的效果。

热管(Heat pipe)的原理与理论架构与均温板相同，于该热管的内壁设有一毛细结构，其后将该热管抽真空并填充工作液体，最后封闭以形成热管结构。当工作液体由蒸发部受热蒸发后扩散至该冷凝端，并该工作液体于该蒸发部是汽态，由该蒸发部离开后向该冷凝端扩散时逐步受冷却冷凝转换为液态，并且再通过毛细结构回流至该蒸发部。

比较均温板与热管两者只有热传导的方式不同，均温板的热传导方式是二维的，是面的热传导方式，然而，热管的热传导方式是一维的热传导方式(即远端散热)，故现今的电子元件仅配合单一的热管或均温板已不敷使用，因此，有业者将均温板与热管结合在一起使用，当均温板内部的工作液体受热蒸发后转换成汽态工作液体，除了一部分工作液体会朝均温板顶侧方向流动外，另一部份的工作液体会流到热管的一冷凝端而转换为液态工作液体后，再经由热管毛细结构的毛细力回流到均温板内而达到汽液循环，然而，虽然现有的均温板结合热管能同时具有均温散热及远端散热的功效，但相对地，当液态工作液体从热管的冷凝端回流至均温板内部的过程中其流动路径也相对被拉长，如此也增加了散热时间，导致散热效率较差。

发明内容

爰此，为有效解决上述的问题，本发明的主要目的在于提供一种大幅提升整体散热效率的复合式均温板结构。

为达上述目的，本发明提供一种复合式均温板结构，其特征在于，包括：

一本体，具有一第一腔室及一第一开口及一第二开口，该第一腔室内具有一第一毛细结构并填充有一工作液体，该第一开口、第二开口贯穿该本体一侧并与该第一腔室相连通；及

至少一管体，具有一第一端及一第二端及一通道，该第一端、第二端分别对应插接前述第一开口、第二开口，并该通道通过该第一端、第二端与所述第一腔室相连通。

所述的复合式均温板结构，其中：所述通道的内壁还设置一第二毛细结构。

所述的复合式均温板结构，其中：所述本体由一第一板体及一第二板体对应盖合所形成，并且该第一腔室由该第一板体、第二板体共同界定形成，所述第一开口、第二开口贯穿该第二板体。

所述的复合式均温板结构，其中：还具有至少一第一凸缘及一第二凸缘对应设于所述第一开口、第二开口上，前述管体的第一端、第二端对应与该第一、二凸缘接设。

所述的复合式均温板结构，其中：所述管体的第一端、第二端还分别具有一第一延伸部及一第二延伸部，并该第一延伸部、第二延伸部延伸插入该本体的第一腔室内，该第一延伸部、第二延伸部选择抵接或未抵接所述第一腔室的底侧。

所述的复合式均温板结构，其中：所述第一延伸部、第二延伸部还分别开设至少一第一缺口及至少一第二缺口，该第一缺口、第二缺口与所述第一腔室相连通。

所述的复合式均温板结构，其中：所述本体为一均温板或一热板。

所述的复合式均温板结构，其中：所述管体是一圆形热管或一扁平热管或一D型热管或一平板式热管。

所述的复合式均温板结构，其中：所述管体由俯视观之呈“ㄩ”形或“U”形。

所述的复合式均温板结构，其中：所述第一毛细结构、第二毛细结构选择为粉末烧结体或网格体或纤维体或沟槽或编织体其中任一，所述第一毛细结构、第二毛细结构选择为相同结构体或相异结构体或复合型毛细。

所述的复合式均温板结构，其中：所述第一毛细结构、第二毛细结构通过电化学沉积或电铸或3D打印或印刷方式所形成。

所述的复合式均温板结构，其中：还具有一镀层，该镀层形成于所述本体及管体的内壁上。

所述的复合式均温板结构，其中：所述本体及管体的材质选择为铜或铝或铁或不锈钢或钛或钛合金材质其中任一，所述本体及管体选用相同材质或以混搭的方式配合使用。

通过本发明此结构的设计，当至少一热源与该本体相贴附时，首先，所述本体的第一板体(即蒸发区)会吸附该热源产生的热量将第一腔室内的液态工作液体产生蒸发并转换为汽态工作液体，一部分的汽态工作液体扩散将热量传导至该本体的第二板体(即冷凝区)处，并于该处汽态的工作液体受冷却后冷凝为液态，该液态的工作液体滴落该第一毛细结构回流至该第一板体以继续汽液循环，进以有效达到均温散热的效果，此外，另一部分的汽态工作液体凭借所述管体的通道与该本体的第一腔室彼此相互连通的结构设计扩散至该管体的通道中进行冷凝，并于该通道冷凝转化为液态工作液体，如此一来，本发明复合式均温板结构同时具有二维及三维的热传导方式，得以达到该本体的第一腔室及管体的通道内部形成一回路式汽液循环，进而可大幅提升整体散热效率。

附图说明

图1是本发明复合式均温板结构第一实施例的立体分解图；

图2是本发明复合式均温板结构第一实施例的立体组合图；

图3是本发明复合式均温板结构第二实施例的部分立体剖视图；

图4是本发明复合式均温板结构第三实施例的立体分解图；

图5是本发明复合式均温板结构第三实施例的立体组合图；

图6是本发明复合式均温板结构第三实施例的实施示意图。

附图标记说明：复合式均温板结构2；本体20；第一板体20a；第二板体20b；第一腔室200；第一开口201；第二开口202；第一毛细结构21；工作液体22；管体3；第一端30；第一延伸部300；第一缺口301；第二端31；第二延伸部310；第二缺口311；通道32；第一凸缘4；第二凸缘5；散热鳍片组6。

具体实施方式

本发明的上述目的及其结构与功能上的特性，将依据所附图式的较佳实施例予以说明。

请参阅图1、图2、图3，是本发明的复合式均温板结构的立体分解图及立体组合图及部分立体剖视图，如图所示，一种复合式均温板结构2，包括一本体20及至少一管体3；

该本体20由一第一板体20a及一第二板体20b对应盖合并且共同界定形成一第一腔室200，于本发明的结构态样中，该本体20可选择为一均温板或一热板或是其他等效物，其都可达到本案相同的效果。

前述第二板体20b上贯设形成有一第一开口201及一第二开口202，并该第一开口、第二开口201、202与该第一腔室200相连通，于该第一腔室200内设有一第一毛细结构21并其内部填充有一工作液体22。

所述管体3具有一第一端30及一第二端31，并该管体3内部形成有一通道32，该第一端、第二端30、31分别对应插接所述本体20的第一开口201及第二开口202，得以令所述管体3的通道32通过该第一端、第二端30、31与所述本体20的第一腔室200相连通，并且，由图1、图2明显可看出，插设于该本体20上的管体3由俯视观之其呈近似于“ㄩ”形或“U”形的结构态样。

前述的本体20及管体3的材质选择为铜或铝或铁或不锈钢或钛或钛合金材质其中任一，所述本体20及管体3可选用相同材质或以混搭的方式配合使用。

此外，于本发明的结构态样中，所述管体3选择为一圆形热管或一扁平热管或一D型热管或一平板式热管或是其他等效物，其都可达到本案相同的效果。

该通道32的内壁可再进一步设置有一第二毛细结构(图中未示)，或者该通道32的内壁不设置该第二毛细结构(如图2所示)，于本实施例中，系以该通道32内壁不具有第二毛细结构作为说明实施例并不引以为限。

前述的第一毛细结构、第二毛细结构21较佳为粉末烧结体，但并不局限于此，于具体实施时也可以选择为网格体、纤维体、沟槽、编织体其中任一种，所述第一毛细结构、第二毛细结构21可选择为相同结构体或相异结构体或复合型毛细，并该第一毛细结构、第二毛细结构21系通过电化学沉积或电铸或3D打印或印刷方式所形成。

另外，可直接在前述本体20及管体3的内壁上设置一镀层(图中未示)，也或者，也可在所述第一毛细结构、第二毛细结构21上再设置所述镀层作为提升内部汽液循环效率的结构使用，所述镀层是亲水性或疏水性其中任一。

覆请参阅图1，该复合式均温板结构2还具有至少一第一凸缘4及一第二凸缘5，该第一、二凸缘4、5对应设于所述第二板体20b的第一开口、第二开口201、202上，前述管体3的第一端、第二端30、31分别对应与该第一、二凸缘4、5相互连接设置。

请参阅图3，为本发明的第二实施例的部分立体剖视图，如图所示，所述管体3的第一端、第二端30、31还分别向外延伸形成一第一延伸部300及一第二延伸部310，并该第一延伸部、第二延伸部300、310延伸插入该本体20的第一腔室200内，而于所述第一延伸部、第二延伸部300、310处还分别开设至少一第一缺口301及至少一第二缺口311，所述第一缺口、第二缺口301、311与前述本体20的第一腔室200彼此相互连通，前述第一延伸部、第二延伸部301、311可选择抵接(如图3所示)或未抵接(图中未示)所述第一腔室200的底侧(即设置在第一毛细结构21的一侧)。

因此，通过本发明此结构的设计，当至少一热源(图中未示)与该本体20相互贴附时，首先，所述本体20的第一板体20a(即蒸发区)会吸附该热源产生的热量将第一腔室200内的液态工作液体22产生蒸发并转换为汽态工作液体22，一部分的汽态工作液体22扩散将热量传导至该本体20的第二板体20b(即冷凝区)处，并于该处汽态的工作液体22受冷却后冷凝为液态，该液态的工作液体22滴落该第一毛细结构21回流至该第一板体20a以继续汽液循环，进以有效达到均温散热的效果。

此外，另一部分的汽态工作液体22凭借所述管体3的通道32与该本体20的第一腔室200彼此相互连通的结构设计扩散至该管体3的通道32中进行冷凝，并于该该通道32冷凝转化为液态工作液体22，如此一来，本发明复合式均温板结构2同时具有二维维及三维的热传导方式，得以达到该本体20的第一腔室200及管体3的通道32内部形成一回路式汽液循环，进而可大幅提升整体散热效率。

请参阅图4、图5、图6，是本发明复合式均温板结构第三实施例的立体分解图及立体组合图及实施示意图，如图所示，与前述第一实施例的差别在于，于该本体20上可设置两管体3，该管体3的数量及设置位置并无限制，其系依照使用者的需求进行管体3的设置及数量调整，并该管体3也可依照搭配结构及高度不尽相同的复数散热鳍片组6(如图6所示)作调配，同样也可达成前述的功效。

以上所述，本发明相较于现有技术具有下列优点：

1.大幅提升散热效率。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种复合式均温板结构，其特征在于，包括：

一本体，具有一第一腔室及一第一开口及一第二开口，该第一腔室内具有一第一毛细结构并填充有一工作液体，该第一开口、第二开口贯穿该本体一侧并与该第一腔室相连通；及

至少一管体，具有一第一端及一第二端及一通道，该第一端、第二端分别对应插接前述第一开口、第二开口，并该通道通过该第一端、第二端与所述第一腔室相连通。

2.如权利要求1所述的复合式均温板结构，其特征在于：所述通道的内壁还设置一第二毛细结构。

3.如权利要求1所述的复合式均温板结构，其特征在于：所述本体由一第一板体及一第二板体对应盖合所形成，并且该第一腔室由该第一板体、第二板体共同界定形成，所述第一开口、第二开口贯穿该第二板体。

4.如权利要求1所述的复合式均温板结构，其特征在于：还具有至少一第一凸缘及一第二凸缘对应设于所述第一开口、第二开口上，前述管体的第一端、第二端对应与该第一、二凸缘接设。

5.如权利要求1所述的复合式均温板结构，其特征在于：所述管体的第一端、第二端还分别具有一第一延伸部及一第二延伸部，并该第一延伸部、第二延伸部延伸插入该本体的第一腔室内，该第一延伸部、第二延伸部选择抵接或未抵接所述第一腔室的底侧。

6.如权利要求5所述的复合式均温板结构，其特征在于：所述第一延伸部、第二延伸部还分别开设至少一第一缺口及至少一第二缺口，该第一缺口、第二缺口与所述第一腔室相连通。

7.如权利要求1所述的复合式均温板结构，其特征在于：所述本体为一均温板或一热板。

8.如权利要求1所述的复合式均温板结构，其特征在于：所述管体是一圆形热管或一扁平热管或一D型热管或一平板式热管。

9.如权利要求1所述的复合式均温板结构，其特征在于：所述管体由俯视观之呈“ㄩ”形或“U”形。

10.如权利要求2所述的复合式均温板结构，其特征在于：所述第一毛细结构、第二毛细结构选择为粉末烧结体或网格体或纤维体或沟槽或编织体其中任一，所述第一毛细结构、第二毛细结构选择为相同结构体或相异结构体或复合型毛细。

11.如权利要求2所述的复合式均温板结构，其特征在于：所述第一毛细结构、第二毛细结构通过电化学沉积或电铸或3D打印或印刷方式所形成。

12.如权利要求1所述的复合式均温板结构，其特征在于：还具有一镀层，该镀层形成于所述本体及管体的内壁上。

13.如权利要求1所述的复合式均温板结构，其特征在于：所述本体及管体的材质选择为铜或铝或铁或不锈钢或钛或钛合金材质其中任一，所述本体及管体选用相同材质或以混搭的方式配合使用。