CN111322891A - 一种均温板散热器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种均温板散热器，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，且提升和维持均温板良好的导热性能。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，所述容腔内设置有毛细结构，所述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，所述容腔内填充有工作相变流体介质，所述容腔内还设置有至少一个位置固定的吸氢部件。

Description

一种均温板散热器
技术领域
本发明涉及均温板结构的技术领域，具体为一种均温板散热器。
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；
5均温板制造中真空腔体内除气不净，残留的除0℃以上可凝性相变介质外包括氢气在内的多种不可0℃以上温度凝结气体，造成性能下降或失效。
6均温板制造完成后在其后寿命的全部时间段内会因为热管或均温板金属外壳材料或内部金属毛细结构材料与真空腔体内工作相变流体介质不断发生化学或电化学反应，产生包括氢气在内的不可0℃以上温度凝结多种气体，造成性能下降或失效。
在这种背景下，急需一种新型的均温板散热器。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种均温板散热器，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；且对均温板腔体内包括氢气在内的多种不可0℃以上温度凝结气体进行有效去除，提升和维持均温板良好的导热性能。
一种均温板散热器，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，所述容腔内设置有毛细结构，所述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，所述容腔内填充有工作相变流体介质(以下简称工质)，所述容腔内还设置有至少一个位置固定的吸氢部件。
其进一步特征在于：所述吸氢部件具体为复合金属合金，所述吸氢部件的主要成分是钛系物质、钙系物质、钯系物质、钒系物质、铂系物质中的任一单一物质合金或上述物质合金中的至少两种物质合金所组成的复合系物质合金，所述吸氢部件能在400℃以内吸收和存储包括氢气在内的小分子气体，保留容腔内的工作相变流体介质、且使工作相变流体介质在容腔内的唯一成分比例更高，达到提升和维持均温板性能的目的；
所述吸氢部件的体积是所述容腔的体积的0.02％～0.1％；
所述吸氢部件的数量根据需要任意固定放置；
所述吸氢部件依附固接于位于所述容腔范围内的所述第一盖板、第二盖板、毛细结构、下凸支撑结构中的至少一个结构；
所述吸氢部件通过激光焊、电阻焊、超声波焊、贴付的方式依附固接于对应的结构；
所述吸氢部件通过连接结构、铆合、紧迫的连接方式固接于对应的结构；
所述吸氢部件通过编织、缠绕、烧结的方式固接于对应的结构；
所述吸氢部件作为所述下凸支撑结构固设于所述第一盖板的对应位置，所述毛细结构的朝向所述第一盖板的对应表面贴合所述吸氢部件的对应表面布置；
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工作相变流体介质并抽真空后封口；
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；
所述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、镍、镍合金、钛、钛合金、多种标号不锈钢或其中至少两种材质组合形成的复合合金。
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；容腔内设置有毛细结构，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，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，其容腔内还包括有工质，第二盖板的某处接触热源温度升高，液态工质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；由于容腔内还布置有至少一个位置固定的吸氢部件，吸氢部件能在400℃以内吸收和存储包括氢气在内的小分子气体，保留容腔内的工作相变流体介质、且使工作相变流体介质在容腔内的唯一成分比例更高，达到提升和维持均温板性能的目的；综上，采用上述技术方案后的均温板散热器，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；且对均温板腔体内包括氢气在内的多种不可0℃以上温度凝结气体进行有效去除，提升和维持均温板良好的导热性能。
附图说明
图1为本发明的具体实施例一的仰视图结构示意图；
图2为图1的A-A剖结构示意图；
图3为图1隐藏第二盖板的仰视图结构示意图；
图4为图1隐藏第二盖板和毛细结构的仰视图结构示意图；
图5为本发明的具体实施例二的仰视图结构示意图；
图6为图5的B-B剖结构示意图；
图7为图5隐藏第二盖板的仰视图结构示意图；
图8为图5隐藏第二盖板和毛细结构的仰视图结构示意图；
图9为本发明的具体实施例一的仰视图结构示意图；
图10为图9的C-C剖结构示意图；
图11为图9隐藏第二盖板的仰视图结构示意图；
图12为本发明的具体实施例一的仰视图结构示意图；
图13为图12的D-D剖结构示意图；
图14为图12隐藏第二盖板的仰视图结构示意图；
图15为图12隐藏第二盖板和毛细结构的仰视图结构示意图；
图中序号所对应的名称如下：
第一盖板1、第二盖板2、封口3、上凸腔体101、外边框102、下凸支撑结构103、下凸铆柱104、容腔4、毛细结构5、吸氢部件6、中心孔61、工质注入孔7。
具体实施方式
一种均温板散热器，见图1-图15：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101，第一盖板1的外边框102盖装于第二盖板2的外围区域后上凸腔体101和其正下方的第二盖板2的组合形成容腔4，上凸腔体101的对应于容腔4的面域的内壁阵列排布有若干下凸支撑结构103，容腔4内设置有毛细结构5，毛细结构5的其中一表面贴合下凸支撑结构103的下凸内壁布置，毛细结构5的另一表面贴合第二盖板2的对应区域内表面布置，容腔4内填充有工作相变流体介质(以下简称工质、图中未画出、属于现有成熟结构)，容腔4内还设置有至少一个位置固定的吸氢部件6。
吸氢部件6具体为复合金属合金，吸氢部件6的主要成分是钛系物质、钙系物质、钯系物质、钒系物质、铂系物质中的任一单一物质合金或上述物质合金中的至少两种物质合金所组成的复合系物质合金，吸氢部件6能在400℃以内吸收和存储包括氢气在内的小分子气体，保留容腔内的工作相变流体介质、且使工作相变流体介质在容腔内的唯一成分比例更高，达到提升和维持均温板性能的目的；
吸氢部件6的体积是容腔的体积的0.02％～0.1％；
吸氢部件6的数量根据需要任意固定放置；
吸氢部件6依附固接于位于容腔4范围的第一盖板1、第二盖板2、毛细结构5、下凸支撑结构103中的至少一个结构；
吸氢部件6通过激光焊、电阻焊、超声波焊、贴付的方式依附固接于对应的结构；
吸氢部件6通过连接结构、铆合、紧迫的连接方式固接于对应的结构；
吸氢部件6通过编织、缠绕、烧结的方式固接于对应的结构；
吸氢部件6作为下凸支撑结构103固设于第一盖板1的对应位置，毛细结构5的朝向第一盖板1的对应表面贴合吸氢部件6的对应表面布置；
其还包括有工质注入孔7，工质注入孔7连通容腔4，工质注入孔7在注入工作相变流体介质并抽真空后封口3；
第一盖板1和第二盖板2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7位置抽气注工质，工质从工质注入孔7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；
毛细结构5具体为网目结构、烧结粉末结构或网目+烧结粉末复合结构，毛细结构5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103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、镍、镍合金、钛、钛合金、多种标号不锈钢或其中至少两种材质组合形成的复合合金。
具体实施例一、见图1-图4：吸氢部件6依附固接于第一盖板1的容腔4的对应表面，吸氢部件6的数量为三个，三个吸氢部件6分别通过激光焊、电阻焊、超声波焊或贴付的方式固接于第一盖板1的容腔6的对应表面，三个吸氢部件6的总体积是容腔的体积的0.02％。
具体实施例二、见图5-图8：吸氢部件6依附固接于第一盖板1的容腔的对应表面，吸氢部件的数量为三个，三个吸氢部件6的中心孔61分别通过铆合方式固接于第一盖板1的容腔的下凸铆柱104，三个吸氢部件6的总体积是容腔的体积的0.06％，具体实施时，下凸铆柱104的下端面和下凸支撑结构103的下端面平齐、用于压附毛细结构5。
具体实施例三、见图9-图11：吸氢部件6依附固接于第一盖板1、第二盖板2之间的容腔的横向区域的其中一段面域，吸氢部件6通过编织、缠绕形成、长度覆盖横向区域，吸氢部件6通过编织、缠绕、烧结连接于毛细结构5或第一盖板1，吸氢部件6的总体积是容腔的体积的0.1％。
具体实施例四、见图12-图15：两个吸氢部件6作为下凸支撑结构固设于第一盖板1的对应位置，毛细结构5的朝向第一盖板1的对应表面贴合对应的吸氢部件6的对应表面布置，两个吸氢部件6的总体积是容腔的体积的0.08％。
其工作原理如下:
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；容腔内设置有毛细结构，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，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，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，液态工质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；由于容腔内还布置有至少一个位置固定的吸氢部件，吸氢部件能在400℃以内吸收和存储包括氢气在内的小分子气体，保留容腔内的工作相变流体介质、且使工作相变流体介质在容腔内的唯一成分比例更高，达到提升和维持均温板性能的目的。
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 (13)

1.一种均温板散热器，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，所述容腔内设置有毛细结构，所述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，所述容腔内填充有工作相变流体介质，所述容腔内还设置有至少一个位置固定的吸氢部件。
2.如权利要求1所述的一种均温板散热器，其特征在于：所述吸氢部件具体为复合金属合金，所述吸氢部件的主要成分是钛系物质、钙系物质、钯系物质、钒系物质、铂系物质中的任一单一物质合金或上述物质合金中的至少两种物质合金所组成的复合系物质合金，所述吸氢部件能在400℃以内吸收和存储包括氢气在内的小分子气体，保留容腔内的工作相变流体介质、且使工作相变流体介质在容腔内的唯一成分比例更高。
3.如权利要求1或2所述的一种均温板散热器，其特征在于：所述吸氢部件的体积是所述容腔的体积的0.02％～0.1％。
4.如权利要求1所述的一种均温板散热器，其特征在于：所述吸氢部件的数量根据需要任意固定放置。
5.如权利要求1所述的一种均温板散热器，其特征在于：所述吸氢部件依附固接于位于所述容腔范围内的所述第一盖板、第二盖板、毛细结构、下凸支撑结构中的至少一个结构。
6.如权利要求5所述的一种均温板散热器，其特征在于：所述吸氢部件通过激光焊、电阻焊、超声波焊、贴付的方式依附固接于对应的结构。
7.如权利要求5所述的一种均温板散热器，其特征在于：所述吸氢部件通过连接结构、铆合、紧迫的连接方式固接于对应的结构。
8.如权利要求5所述的一种均温板散热器，其特征在于：所述吸氢部件通过编织、缠绕、烧结的方式固接于对应的结构。
9.如权利要求1所述的一种均温板散热器，其特征在于：所述吸氢部件作为所述下凸支撑结构固设于所述第一盖板的对应位置，所述毛细结构的朝向所述第一盖板的对应表面贴合所述吸氢部件的对应表面布置。
10.如权利要求1所述的一种均温板散热器，其特征在于：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工作相变流体介质并抽真空后封口。
11.如权利要求1所述的一种均温板散热器，其特征在于：所述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。
12.如权利要求1所述的一种均温板散热器，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。
13.如权利要求7所述的一种均温板散热器，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、镍、镍合金、钛、钛合金、多种标号不锈钢或其中至少两种材质组合形成的复合合金。
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