CN110779370A - 薄型均温板 - Google Patents

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齐跃庭
张于光
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    • F28F9/001—Casings in the form of plate-like arrangements; Frames enclosing a heat exchange core

Abstract

本发明提供了薄型均温板，其使得均温板能够根据换热需要，减薄厚度、增大换热能力，降低整体重量，满足不断增长的换热需求。其包括第一盖板、第二盖板，所述第一盖板的中心区域设置有上凸腔体，所述第一盖板的外边框盖装于所述第二盖板的外围区域后上凸腔体和其正下方的第二盖板的组合形成容腔，所述上凸腔体的对应于所述容腔的面域的内壁阵列排布有若干下凸支撑结构，所述容腔内设置有单层毛细结构，所述单层毛细结构的其中一表面贴合所述下凸支撑结构的下凸内壁布置，所述单层毛细结构的另一表面贴合所述第二盖板的对应区域内表面布置，其还包括有工质注入孔，所述工质注入孔连通容腔，所述工质注入孔在注入相变介质并抽真空后封口。

Description

薄型均温板
技术领域
本发明涉及均温板结构的技术领域，具体为薄型均温板。
背景技术
随着电脑、平板电脑、手机功能和外观的不断升级，功耗和轻薄化的体验的要求也不断提高。均温板已经逐渐取代传统的热管进行散热。均温板具有发散型的蒸汽路径有良好的2D面导热能力，和对高密度热能传导能力，并具有轻薄特点。
目前均温板在生产、使用中还存在一些不足：
1随着薄型趋势，内部真空腔体体积不断被压缩，性能随之降低。
2板材凸柱多为实体，产品重量难以降低。
3如果热源与均温板距离较远，需要另外黏贴或焊接一个接触面金属块，热源到均温板的热阻抗被极大的提升，且增加重量和成本。
4毛细结构多为规则结构形状，遇到不规则段差板材时不能很好贴合板材，对相变介质的流动传导造成影响，热传导能力降低。
在这种背景下，急需一种新型均温板结构。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了薄型均温板，其使得均温板能够根据换热需要，减薄厚度、增大换热能力，降低整体重量，满足不断增长的换热需求。
薄型均温板，其特征在于：其包括第一盖板、第二盖板，所述第一盖板的中心区域设置有上凸腔体，所述第一盖板的外边框盖装于所述第二盖板的外围区域后上凸腔体和其正下方的第二盖板的组合形成容腔，所述上凸腔体的对应于所述容腔的面域的内壁阵列排布有若干下凸支撑结构，所述容腔内设置有单层毛细结构，所述单层毛细结构的其中一表面贴合所述下凸支撑结构的下凸内壁布置，所述单层毛细结构的另一表面贴合所述第二盖板的对应区域内表面布置，其还包括有工质注入孔，所述工质注入孔连通容腔，所述工质注入孔在注入相变介质并抽真空后封口。
其进一步特征在于：所述第二盖板具体为钣金底板；
所述第一盖板的外边框通过钎焊焊接于所述第二盖板的外围区域，所述第一盖板对应于所述第二盖板的钎焊区域的靠近所述容腔的外缘位置设置有一圈内凹的防焊料溢出槽，所述防焊料溢出槽防止焊料溢入容腔、造成污染；
所述第二盖板的对应于热源部分的区域设置有下凸腔体，所述下凸腔体内布置有对应的毛细结构，其利用钣金成型工艺的优势，使得钣金底板由钣金凸包成型工艺代替原来的钣金块焊接或黏贴工艺，热源部分直接接触均温板，热阻抗降低约0.6～0.9W/℃，其同时又效增大了内腔空间。实际应用中较为钣金块焊接工艺增大钣金块侵占腔体空间约100％；
所述下凸腔体的侧壁为圆弧边过渡结构，确保不会损伤外部元器件；
所述下凸支撑结构的底部延伸至所述下凸腔体的区域内，所述单层毛细结构对应于下凸腔体的区域仿形于下凸腔体设置，对应于所述下凸腔体区域内的下凸支撑结构的底部紧贴所述单层毛细结构的对应表面；
所有的下凸支撑结构的底部处于同一平面位置时，所述下凸腔体内布置有多层折叠毛细结构，所述多层折叠毛细结构的底层紧贴所述下凸腔体的底部表面布置，所述多层折叠毛细结构的上层紧贴所述单层毛细结构的对应区域的下表面布置，折叠多层毛细结构代替实体凸柱，较凸柱侵占腔体空间减少约60～70％；
所述第一盖板具体为蚀刻上板时，所述蚀刻上板的外露上表面为平面，所述容腔具体为蚀刻形成的凹槽组合形成；
所述工质注入孔布置于所述钣金底板的外露表面布置；
所述第一盖板具体为钣金上板时，所述钣金上板的外露上表面设置有对应于下凸支撑结构的内凹槽，所述下凸支撑结构的底边和外露上表面的连接位置为自下而上扩口的连接斜边，钣金上板将支撑作用凸包加工为倾角式样，保证功能和强度的同时内倾角部分释放更多空间给与腔体内部，实际应用中较为蚀刻工艺减小凸柱侵占腔体空间约30～40％，蒸汽通道及空间更有利于热能传递和释放；利用钣金成型工艺的优势，钣金上板将支撑作用凸包背部只有材料厚度，保证功能和强度的同时较大的减小了材料重量，实际应用中较为蚀刻工艺减小凸柱重量约60～70％；
所述第一盖板的上凸腔体的侧壁上设置有一处工质注入孔；
所述单层毛细结构具体为网目结构、烧结粉末结构或网目+烧结粉末复合结构，所述单层毛细结构的材质具体为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金或不锈钢材料；
所述多层折叠毛细结构具体为网目结构、烧结粉末结构或网目+烧结粉末复合结构，所述多层折叠毛细结构的材质具体为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金或不锈钢材料；
所述下凸支撑结构的形状具体为圆柱形、圆锥台形、正方体型、立方体形、半球形、椭球形，所有的下凸支撑结构成矩形阵列排布，确保制作简单、方便；
所述第一盖板、第二盖板的材质为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金或不锈钢材料。
采用上述技术方案后，均温板能够将厚度做到0.25mm，极大的提升了均温板的轻薄特性，设计方面可以在任何位置减少或增加特征对复杂机构有很好的兼容性，热传导方式为二维平面多方向传导设计局限性小、效率高。整个技术产品可使用耐腐蚀材质在不做表面处理的情况下可以提供更高效热传导性能的和可靠性及寿命；容腔内设置有单层毛细结构，单层毛细结构的其中一表面贴合下凸支撑结构的下凸内壁布置，单层毛细结构的另一表面贴合第二盖板的对应区域内表面布置，其还包括有工质注入孔，第一盖板和第二盖板的外周采用激光焊接/焊料焊接/超声波焊接工艺密封结合，从工质注入孔位置抽气注工质，工质从工质注入孔通道进出均温板内部，完成抽气注工质后使用电阻焊/激光焊/超声波焊方式在工质注入孔处封口，第二盖板的某处接触热源温度升高，液态个您告知在真空超低压环境中迅速蒸发为热气态工质同时吸收热能，热气态工质在被毛细结构内的间隙传递到他处液化为液态，同时释放热能，液态的工质通过毛细结构回流到热源位置，周而复始工作，其使得均温板能够根据换热需要，减薄厚度、增大换热能力，降低整体重量，满足不断增长的换热需求。
附图说明
图1为本发明的具体实施例一的主视图结构示意图；
图2为图1的A-A剖结构示意图；
图3为本发明的具体实施例二的主视图结构示意图；
图4为图3的B-B剖结构示意图；
图5为本发明的具体实施例三的主视图结构示意图；
图6为图5的C-C剖结构示意图；
图7为本发明的具体实施例四的主视图结构示意图；
图8为图7的D-D剖结构示意图；
图9为本发明的具体实施例五的后视图结构示意图；
图10为图9的E-E剖结构示意图；
图11为本发明的具体实施例六的主视图结构示意图；
图12为图11的F-F剖结构示意图；
图13为图2的G处局部放大图；
图14为图8的H处局部放大图；
图中序号所对应的名称如下：
第一盖板1、钣金上板101、内凹槽102、连接斜边103、蚀刻上板104、凹槽105、第二盖板2、钣金底板201、下凸腔体202、圆弧边过渡结构203、上凸腔体3、外边框4、容腔5、下凸支撑结构6、单层毛细结构7、工质注入孔8、多层折叠毛细结构9、热源部分10、防焊料溢出槽11。
具体实施方式
薄型均温板，见图1-图12：其包括第一盖板1、第二盖板2，第一盖板1的中心区域设置有上凸腔体4，第一盖板1的外边框4盖装于第二盖板2的外围区域后上凸腔体4和其正下方的第二盖板2的组合形成容腔5，上凸腔体4的对应于容腔的面域的内壁阵列排布有若干下凸支撑结构6，容腔6内设置有单层毛细结构7，单层毛细结构7的其中一表面贴合下凸支撑结构6的下凸内壁布置，单层毛细结构7的另一表面贴合第二盖板2的对应区域内表面布置，其还包括有工质注入孔8，工质注入孔连通容腔5，工质注入孔8在注入相变介质并抽真空后封口。第二盖板2具体为钣金底板201；钣金底板201使得在设计方面在任何位置减少或增加特征对复杂机构有很好的兼容性，具体为钣金底板201根据设计需求可方便设置或不设置工质注入孔8、下凸腔体202，且工质注入孔8、下凸腔体202的位置布置方便。第一盖板1的外边框4通过钎焊焊接于第二盖板2的外围区域，第一盖板1对应于所述第二盖板2的钎焊区域的靠近容腔5的外缘位置设置有一圈内凹的防焊料溢出槽11，防焊料溢出槽11防止焊料溢入容腔5、造成污染。
具体实施例一，见图1、图2：第一盖板1具体为钣金上板101，钣金上板101的外露上表面设置有对应于下凸支撑结构6的内凹槽102，下凸支撑结构6的底边和外露上表面的连接位置为自下而上扩口的连接斜边103，钣金底板201为平板结构，容腔5内仅布置有单层毛细结构7。
具体实施例二，见图3、图4：第一盖板1具体为钣金上板101，钣金上板101的外露上表面设置有对应于下凸支撑结构6的内凹槽102，下凸支撑结构6的底边和外露上表面的连接位置为自下而上扩口的连接斜边103，钣金底板201对应于热源部分的区域设置有下凸腔体202，下凸腔体202的侧壁为圆弧边过渡结构203，下凸支撑结构6的底部延伸至下凸腔体202的区域内，单层毛细结构7对应于下凸腔体202的区域仿形于下凸腔体202设置，对应于下凸腔体202区域内的下凸支撑结构6的底部紧贴单层毛细结构7的对应表面，具体使用时，热源部分10与下凸腔体202的外露表面接触安装。
具体实施例三，见图5、图6：第一盖板1具体为钣金上板101，钣金上板101的外露上表面设置有对应于下凸支撑结构6的内凹槽102，下凸支撑结构6的底边和外露上表面的连接位置为自下而上扩口的连接斜边103，钣金底板201对应于热源部分10的区域设置有下凸腔体202，下凸腔体202的侧壁为圆弧边过渡结构，下凸腔体内布置有多层折叠毛细结构9，多层折叠毛细结构9的底层紧贴下凸腔体202的底部表面布置，多层折叠毛细结构9的上层紧贴单层毛细结构7的对应区域的下表面布置，具体使用时，热源部分10与下凸腔体202的外露表面接触安装。
具体实施例一至三中，钣金上板101的上凸腔体4的侧壁上设置有一处工质注入孔8。
具体实施例四，见图7、图8：第一盖板1具体为蚀刻上板104，蚀刻上板104的外露上表面为平面，容腔5具体为蚀刻形成的凹槽105组合形成；钣金底板201为平板结构，容腔5内仅布置有单层毛细结构7。
具体实施例五，见图9、图10：第一盖板1具体为蚀刻上板104，蚀刻上板104的外露上表面为平面，容腔5具体为蚀刻形成的凹槽105组合形成，钣金底板201对应于热源部分的区域设置有下凸腔体202，下凸腔体202的侧壁为圆弧边过渡结构203，下凸支撑结构6的底部延伸至下凸腔体202的区域内，单层毛细结构7对应于下凸腔体202的区域仿形于下凸腔体201设置，对应于下凸腔体202区域内的下凸支撑结构6的底部紧贴单层毛细结构7的对应表面，具体使用时，热源部分与10下凸腔体202的外露表面接触安装。
具体实施例六，见图11、图12：第一盖板1具体为蚀刻上板104，蚀刻上板104的外露上表面为平面，容腔具体为蚀刻形成的凹槽105组合形成，钣金底板201对应于热源部分的区域设置有下凸腔体202，下凸腔体202的侧壁为圆弧边过渡结构203，下凸腔体202内布置有多层折叠毛细结构9，多层折叠毛细结构9的底层紧贴下凸腔体202的底部表面布置，多层折叠毛细结构9的上层紧贴单层毛细结构7的对应区域的下表面布置，具体使用时，热源部分与10下凸腔体202的外露表面接触安装。
具体实施例四至六种，工质注入孔8布置于钣金底板201的外露表面；
单层毛细结构7具体为网目结构、烧结粉末结构或网目+烧结粉末复合结构，所述单层毛细结构7的材质具体为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金或不锈钢材料；
多层折叠毛细结构9具体为网目结构、烧结粉末结构或网目+烧结粉末复合结构，所述多层折叠毛细结构9的材质具体为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金或不锈钢材料；
下凸支撑结构6的形状具体为圆柱形、圆锥台形、正方体型、立方体形、半球形、椭球形，所有的下凸支撑结构成矩形阵列排布，确保制作简单、方便；
第一盖板1、第二盖板2的材质为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金或不锈钢材料。
文中所提及的上下关系以及顶底关系在实际过程中可进行互换、且可在翻转使用状态下成为左右位置关系。
薄型均温板在成品状态下进行折弯成型再加工使其变为三维形状，适用于特殊设备使用，例如穿戴电子设备(VR/AR眼镜、电子手环、手表等)。
其工作原理如下：从工质注入孔位置抽气注工质，工质从工质注入孔通道进出均温板内部，完成抽气注工质后使用电阻焊/激光焊/超声波焊方式在工质注入孔处封口，第二盖板的某处接触热源温度升高，液态个您告知在真空超低压环境中迅速蒸发为热气态工质同时吸收热能，热气态工质在被毛细结构内的间隙传递到他处液化为液态，同时释放热能，液态的工质通过毛细结构回流到热源位置，周而复始工作，其使得均温板能够根据换热需要，减薄厚度、增大换热能力，降低整体重量，满足不断增长的换热需求。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (15)

1.薄型均温板，其特征在于：其包括第一盖板、第二盖板，所述第一盖板的中心区域设置有上凸腔体，所述第一盖板的外边框盖装于所述第二盖板的外围区域后上凸腔体和其正下方的第二盖板的组合形成容腔，所述上凸腔体的对应于所述容腔的面域的内壁阵列排布有若干下凸支撑结构，所述容腔内设置有单层毛细结构，所述单层毛细结构的其中一表面贴合所述下凸支撑结构的下凸内壁布置，所述单层毛细结构的另一表面贴合所述第二盖板的对应区域内表面布置，其还包括有工质注入孔，所述工质注入孔连通容腔，所述工质注入孔在注入相变介质并抽真空后封口。
2.如权利要求1所述的薄型均温板，其特征在于：所述第二盖板具体为钣金底板。
3.如权利要求1所述的薄型均温板，其特征在于：所述第一盖板的外边框通过钎焊焊接于所述第二盖板的外围区域，所述第一盖板对应于所述第二盖板的钎焊区域的靠近所述容腔的外缘位置设置有一圈内凹的防焊料溢出槽。
4.如权利要求2所述的薄型均温板，其特征在于：所述第二盖板的对应于热源部分的区域设置有下凸腔体，所述下凸腔体内布置有对应的毛细结构。
5.如权利要求4所述的薄型均温板，其特征在于：所述下凸腔体的侧壁为圆弧边过渡结构。
6.如权利要求4所述的薄型均温板，其特征在于：所述下凸支撑结构的底部延伸至所述下凸腔体的区域内，所述单层毛细结构对应于下凸腔体的区域仿形于下凸腔体设置，对应于所述下凸腔体区域内的下凸支撑结构的底部紧贴所述单层毛细结构的对应表面。
7.如权利要求4所述的薄型均温板，其特征在于：所有的下凸支撑结构的底部处于同一平面位置时，所述下凸腔体内布置有多层折叠毛细结构，所述多层折叠毛细结构的底层紧贴所述下凸腔体的底部表面布置，所述多层折叠毛细结构的上层紧贴所述单层毛细结构的对应区域的下表面布置。
8.如权利要求1所述的薄型均温板，其特征在于：所述第一盖板具体为蚀刻上板时，所述蚀刻上板的外露上表面为平面，所述容腔具体为蚀刻形成的凹槽组合形成。
9.如权利要求8所述的薄型均温板，其特征在于：所述工质注入孔布置于所述钣金底板的外露表面布置。
10.如权利要求1所述的薄型均温板，其特征在于：所述第一盖板具体为钣金上板时，所述钣金上板的外露上表面设置有对应于下凸支撑结构的内凹槽，所述下凸支撑结构的底边和外露上表面的连接位置为自下而上扩口的连接斜边。
11.如权利要求10所述的薄型均温板，其特征在于：所述第一盖板的上凸腔体的侧壁上设置有一处工质注入孔。
12.如权利要求1所述的薄型均温板，其特征在于：所述单层毛细结构具体为网目结构、烧结粉末结构或网目+烧结粉末复合结构；所述单层毛细结构的材质具体为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金或不锈钢材料。
13.如权利要求7所述的薄型均温板，其特征在于：所述多层折叠毛细结构具体为网目结构、烧结粉末结构或网目+烧结粉末复合结构；所述多层折叠毛细结构的材质具体为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金或不锈钢材料。
14.如权利要求1所述的薄型均温板，其特征在于：所述下凸支撑结构的形状具体为圆柱形、圆锥台形、正方体型、立方体形、半球形、椭球形，所有的下凸支撑结构成矩形阵列排布。
15.如权利要求1所述的薄型均温板，其特征在于：所述第一盖板、第二盖板的材质为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金或不锈钢材料。
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