CN113212250A - 大面积超薄型均温板元件及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

一种大面积超薄型均温板元件及其制作方法，超薄型均温板元件包含第一金属片材、第一毛细结构层、第二金属片材、工作流体以及至少二个孔道封口结构。第二金属片材的周边与第一金属片材的周边气密封合以形成真空腔体。工作流体容置于真空腔体中。至少二个孔道封口结构设置于真空腔体的两端，系由相对应数目的孔道经密合而制成，用以阻绝孔道连通真空腔体与外界环境。其中，大面积超薄型均温板元件的面积不小于10,000平方毫米(10,000mm2)，且其厚度不大于1毫米。

Description

大面积超薄型均温板元件及其制作方法
技术领域
本发明系关于一种超薄型均温板元件及其制作方法，尤指一种元件面积不小于10,000平方毫米(10,000mm2)且厚度不大于1毫米(1mm)的大面积超薄型均温板元件及其制作方法。
背景技术
随着环保意识的抬头，为了改善全球环境空气污染的问题，具备洁净特色的电动车成为汽车产业的重要布局。电动车都是以动力电池作为驱动力，意即电池模组的堆迭是许多现代电动车的主要动力来源。电池模组是由许多模块所组成，每个模块都由许多单体电池所组成，因此各个单体电池即为电动车电源的基本单元。电动车的整体性能、工作范围和操作都受电池模组、模块和单体电池的性能影响。
随着电动车的蓬勃发展下，电动车中的动力电池的热管理也越发备受重视。由于动力电池的寿命的缩短可归因于热劣化，因此在缺乏有效的冷却系统的情况下，蓄热将导致动力电池的温度升高，并可能导致热失控的情况发生，进而损坏整个电池电源。在热失控的情况中，大量的链式化学反应将连续发生，进而导致短路，并可能引起火灾。由此可知，动力电池在电动车的安全性是主要障碍之一，这使得动力电池的热管理成为电动汽车发展中一个非常重要的课题。
目前厚度小于1毫米(1mm)的超薄型均温板元件多应用于随身行动装置的散热，如智慧型手机之类的小型电子装置，因此所使用的超薄型均温板元件的面积通常不超过5,000平方毫米(5,000mm2)。然而，若是超薄型均温板元件作为电动车的动力电池散热元件，为了要达到较好的散热效果，均温板元件的尺寸面积必须大于单体电池的尺寸面积。再者，由于动力电池模组对于体积能量密度的要求越来越高，因此对于堆迭在单体电池间的均温板元件的厚度也要求越来越薄。若要以均温板元件应用于动力电池的散热系统中，则需要大面积的超薄型均温板元件才能符合应用需求。
于实际操作中，由于均温板元件系藉由真空腔体中的工作流体的相变转换以达到快速热传导及散热效果，因此真空腔体的真空程度将会影响相变转换后工作流体的热传导效率。现有的均温板元件在制作过程中，系以一个孔道连通腔体与外界环境，并对该腔体注入工作流体并抽真空后密封以形成真空腔体。而对于大面积的超薄型均温板的制作过程，若现有的均温板元件的制作方式进行工作流体的注入及抽真空的话，将会发生工作流体注入困难以及腔体抽真空速度缓慢等问题。这是由于当均温板越薄且面积越大时，由于注水口非常的狭小而且腔体内有空气，因此液态的工作流体从单一的注水口朝腔体内注入时将不易布满腔体内远离注水口的毛细结构中，在进行抽真空的过程中，由于腔体内空间狭窄，气体分子容易与腔体内的其他气体分子以及腔体内表面发生碰撞，进而延长了气体分子被抽出腔体的时间。对此，在制作大面积超薄型的均温板元件时，尤其是制作元件面积不小于10,000平方毫米且厚度不大于1毫米的均温板元件时，如何提高工作流体注入腔体毛细结构层以及抽真空的效率是当前最需要被解决的课题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种大面积超薄型均温板元件及其制作方法，其能克服现有技术的缺陷，保证了工作效率，提高了产品生产效率和优良率，更好的减少了体积，提升了电池模组能量密度。
为实现上述目的，本发明公开了一种大面积超薄型均温板元件，其特征在于包含：
一第一金属片材，具有一第一表面，且该第一表面具有一第一沟槽结构；
一第一毛细结构层，设置于该第一沟槽结构内；
一第二金属片材，该第二金属片材的周边与该第一金属片材的该第一表面的周边气密封合以形成一真空腔体；
一工作流体，容置于该真空腔体中；以及
至少二个孔道封口结构，设置于该真空腔体的两端，由对应数目的孔道密合而成，用以阻绝该些孔道连通该真空腔体与外界环境；
其中，该大面积超薄型均温板元件的面积不小于10,000平方毫米，且其厚度不大于1毫米。
其中，该些孔道用以连通一主要腔体与外界环境，用以自外界环境注入该工作流体至该主要腔体，及将该腔体抽真空以形成该真空腔体，至少二个孔道彼此距离超过50毫米。
其中，进一步包含一第一次级沟槽结构，形成于该第一金属片材的周边与该第一沟槽结构之间，其中该第一沟槽结构与该第二金属片材之间形成一主要腔体，而该第一次级沟槽结构与该第二金属片材之间形成一次级腔体。
其中，该第一金属片材、该第二金属片材以及该第一毛细结构层的材质包含铜和铜合金的至少一者。
其中，该第二金属片材进一步具有一第二表面，且该第二表面具有一第二沟槽结构，该第二表面周边与该第一金属片材的该第一表面的周边气密封合并形成该真空腔体。
其中，进一步包含有一第二毛细结构层，设置于该第二沟槽结构内。
其中，该第一毛细结构层与该第二毛细结构层为编织的铜网结构层和烧结的铜粉结构层中的至少一者。
还公开了一种大面积超薄型均温板元件的制作方法，其特征在于包含以下步骤：
提供一第一金属片材，其具有一第一表面，且该第一表面具有一第一沟槽结构；
于该第一沟槽结构中形成具有多个孔隙的一第一毛细结构层；
提供一第二金属片材；
耦合该第一金属片材的该第一表面的周边与该第二金属片材以形成一腔体，其中该腔体具有至少两个孔道，各自位于该腔体的两端，且该些孔道连通该腔体与外界环境；
藉由该些孔道注入一工作流体于该腔体中；
藉由该些孔道将该腔体抽真空；以及
密封该些孔道，以形成具有对应数目的孔道封口结构的一真空腔体。
其中，于提供该第二金属片材的步骤中，更包含以下步骤：
提供该第二金属片材，其具有一第二表面，且该第二表面具有一第二沟槽结构；以及
于该第二沟槽结构中形成具有多个孔隙的一第二毛细结构层。
其中，于形成具有多个孔隙的该第一毛细结构层的步骤中，进一步包含有以下步骤：
铺设一第一浆料于该第一沟槽结构中；
对该第一浆料进行加热、烘烤及烧结过程，以使烧结的该第一浆料形成具有多个孔隙的该第一毛细结构层。
相较于现有技术，本发明的大面积超薄型均温板元件及其制作方法具有以下优点：
1.本发明所提供的均温板多孔道设计以及制作方法可以确保在大面积超薄型均温板元件的制作过程中，工作流体由外注入腔体内毛细结构层的效率；
2.本发明所提供的均温板多孔道设计以及制作方法可以确保在大面积超薄型均温板元件的制作过程中，将气体分子由腔体内抽出腔体外的抽真空效率；
3.本发明的大面积超薄型均温板元件具有足够与动力电池模组的单体电池所匹配的接触及散热面积，且其具有不大于1毫米的超薄厚度。因此，本发明可有效缩减动力电池模组的体积，在相同组装体积下可有效提升动力电池模组的能量密度。
附图说明
图1A：绘示现有技术的均温板元件的外观示意图。
图1B：绘示现有技术的均温板元件的注入工作流体过程示意图。
图2A：绘示现有技术的均温板元件的厚度为T时的抽真空过程示意图。
图2B：绘示现有技术的均温板元件的厚度为T’时的抽真空过程示意图。
图3A：绘示本发明的大面积超薄型均温板元件的一具体实施例的外观示意图。
图3B：绘示本发明的大面积超薄型均温板元件的一具体实施例的结构示意图。
图4A：绘示本发明的大面积超薄型均温板元件的另一具体实施例的外观示意图。
图4B：绘示本发明的大面积超薄型均温板元件的再一具体实施例的外观示意图。
图5A：绘示本发明的大面积超薄型均温板元件的一具体实施例的注入工作流体过程示意图。
图5B：绘示本发明的大面积超薄型均温板元件的另一具体实施例的注入工作流体过程示意图。
图5C：绘示本发明的大面积超薄型均温板元件的再一具体实施例的注入工作流体过程示意图。
图6A：绘示本发明的大面积超薄型均温板元件的一具体实施例的抽真空过程的俯瞰示意图。
图6B：绘示本发明的大面积超薄型均温板元件的一具体实施例的抽真空过程的剖面示意图。
图7A：绘示本发明的大面积超薄型均温板元件的一具体实施例的另一视角的结构示意图。
图7B：绘示本发明的大面积超薄型均温板元件的另一具体实施例的另一视角的结构示意图。
图7C：绘示本发明的大面积超薄型均温板元件的再一具体实施例的另一视角的结构示意图。
图8：绘示本发明的大面积超薄型均温板元件的第一次级沟槽结构的一具体实施例的结构示意图。
图9A：绘示本发明的大面积超薄型均温板元件的次级腔体的一具体实施例的结构示意图。
图9B：绘示本发明的大面积超薄型均温板元件的次级腔体的另一具体实施例的另一视角的结构示意图。
图9C：绘示本发明的大面积超薄型均温板元件的次级腔体的再一具体实施例的另一视角的结构示意图。
图10：绘示本发明的大面积超薄型均温板元件的制作方法的一具体实施例的步骤流程图。
图11：绘示本发明的大面积超薄型均温板元件的制作方法的一具体实施例的流程示意图。
图12：绘示根据图9的一具体实施例的衍生步骤流程图。
图13：绘示根据图12的一具体实施例的衍生步骤流程图。
具体实施方式
为了让本发明的优点，精神与特征可以更容易且明确地了解，后续将以具体实施例并参照所附图式进行详述与讨论。值得注意的是，这些具体实施例仅为本发明代表性的具体实施例，其中所举例的特定方法、装置、条件、材质等并非用以限定本发明或对应的具体实施例。又，图中各装置仅系用于表达其相对位置且未按其实际比例绘述，合先叙明。
为了清楚说明本发明所要克服的问题，在说明本发明的大面积超薄型均温板元件E及其制作方法前，先说明为何大面积超薄型均温板元件E难以制作的原因。在均温板元件的制作过程中，需要先将工作流体注入均温板元件的腔体内的毛细结构层中后冷冻以让液态的工作流体结冰，接着再对此腔体进行抽真空，而难以有效地制作大面积超薄型均温板E的原因就发生在这两个步骤中。
原因一：工作流体7注入作业困难。请参阅图1A至图1B，图1A系绘示现有技术的均温板元件P的外观示意图，图1B系绘示现有技术的均温板元件P被注入工作流体7过程示意图。如图1A及图1B所示，现有的均温板元件P具有一个孔道封口结构50，其系由一个可连通腔体40内部与外界环境的孔道51所形成。当经由此孔道51注入工作流体7时，由于腔体40内的空间被空气8所占据，而使得液态的工作流体7注入腔体40时将受到腔体内压力的影响而不易注入。现有的作业方式是使用持续地滴工作流体7于孔道51上，藉由孔道51以及腔体40内的第一毛细结构层12的毛细作用力将工作流体7缓慢的导引至腔体40中并填满整个毛细结构层，并缓慢地排出占据腔体40空间的空气8，此注入过程若均温板元件面积不大且厚度及腔体空间够大时，尚不成问题。然而，当均温板元件面积太大使得注水孔一端远离元件的另一端，且厚度及腔体空间太狭小时，工作流体的注入将会需花费漫长的作业时间
原因二：腔体40抽真空作业困难。请参阅图2A至图2B，图2A系绘示现有技术的均温板元件P的厚度为T时的抽真空过程示意图，图2B系绘示现有技术的均温板元件P的厚度为T’时的抽真空过程示意图。如图2A及图2B所示，图2A与图2B皆为现有技术的均温板元件P的横剖面图，且图2A的现有技术的均温板元件P的腔体40厚度T大于图2B的现有技术的均温板元件P的腔体厚度T’。
当经由孔道51自腔体40抽出气体时，由于气体分子80平均自由路径(mean freepath)的原因，腔体40内的气体分子80将会与其他气体分子80和腔体40内表面发生碰撞。当腔体40越薄时(如图2B所示)，腔体40内的气体分子80除了越容易相互碰撞之外，也越容易碰撞到腔体40内表面，进而导致气体分子80要由腔体40远离单一抽气孔的另一端移动到抽气孔的腔体40外部将越加困难。气体分子80的平均自由路径是指气体分子80两次碰撞之间的时间内经过的路程的统计平均值。当气体分子80的平均自由路径越短，则代表于单位时间中，此气体分子80被撞击的次数越多。以大面积的薄型均温板的腔体40为例，当自此孔道51对腔体40抽真空时，因腔体40厚度很薄，进而导致气体分子80的平均自由路径越短，意即气体分子80会一直不断地与腔体40内的其他气体分子80以及腔体40内表面进行碰撞，造成气体分子80要从原所在位置移动至孔道51的总移动路径将会变长，而需要花较长的时间才能抵达孔道51。
因此，同样位于远离孔道51的气体分子80，图2B的实施例中的气体分子80需要花比图2A的实施例中的气体分子80更多的时间才能抵达孔道51。当均温板元件的面积越大、越薄，将腔体40中的气体分子80全部抽完以形成真空腔体41的时间就要越长。换句话说，必须花费较高的时间成本来达到预期的真空程度。
为了解决上述的问题，本发明提出一种大面积超薄型均温板元件E及其制作方法。需要特别说明的是，为了便于清楚标示，本说明书中的图式将为示意图式，而与实际应用上的大面积超薄型均温板元件E的尺寸比例有所差异。图式中的大面积超薄型均温板元件E的厚度比例大于实际的尺寸。请参阅图3A及图3B，图3A系绘示本发明的大面积超薄型均温板元件E的一具体实施例的外观示意图，图3B系绘示本发明的大面积超薄型均温板元件E的一具体实施例的结构示意图。如图3A及图3B所示，本发明的大面积超薄型均温板元件E包含第一金属片材1、第一毛细结构层12、第二金属片材2、工作流体(图中未示)以及至少二个孔道封口结构50。第一金属片材1具有第一表面10，且第一表面10具有第一沟槽结构11。第一毛细结构层12设置于第一沟槽结构11内。第二金属片材2的周边与第一金属片材1的第一表面10的周边气密封合以形成真空腔体41。工作流体容置于真空腔体41中。至少二个孔道封口结构50设置于真空腔体41的两端，系由相对应数目的孔道经密合而制成，用以阻绝孔道连通真空腔体41与外界环境。其中，大面积超薄型均温板元件E的面积不小于10,000平方毫米，且其厚度不大于1毫米。
孔道系用以连通腔体40与外界环境，用以自外界环境注入工作流体至腔体。孔道还用以将腔体抽真空以形成真空腔体。于实际应用中，二个孔道间彼此距离超过50毫米；或者，二个孔道封口结构50彼此距离超过50毫米。请参阅图4A及图4B，图4A系绘示本发明的大面积超薄型均温板元件E的另一具体实施例的外观示意图，图4B系绘示本发明的大面积超薄型均温板元件E的再一具体实施例的外观示意图。如图4A及图4B所示，除了如图3A的实施例的孔道封口结构50设置位置之外，更可包含有如图4A的对边的斜对角的设置和如图4B的侧边的斜对角的设置。彼此距离超过50毫米的用意是为了提高抽真空的效率，因为若彼此距离太近则无法降低腔体内部的气体分子与孔道间的距离。需要了解的是，本领域通常知识者可以根据相同的原理自行调整孔道51的设置位置以及孔道51的数目，并不以此为限。
请参阅图5A至图5C，图5A系绘示本发明的大面积超薄型均温板元件E的一具体实施例的注入工作流体7过程示意图，图5B系绘示本发明的大面积超薄型均温板元件E的另一具体实施例的注入工作流体7过程示意图，图5C系绘示本发明的大面积超薄型均温板元件E的再一具体实施例的注入工作流体7过程示意图。如图5A至图5C所示，因为本发明的大面积超薄型均温板元件E具有两个孔道51，于注入工作流体7的过程中，自其中的一个孔道51注入工作流体7，而原本占据腔体40空间的空气8将会被相等体积的工作流体7挤出，而自另一个孔道51输出。为了更清楚说明，注入工作流体7的孔道51称作注入孔道510，而气体8输出的孔道51称作输出孔道511。当原本占据腔体40空间的空气8自输出孔道511输出时，亦会协助提供吸引力，让工作流体7藉由毛细作用力以及吸引力能更顺利以及快速地经由注入孔道510进入到腔体40中。图5A至图5C分别绘示了不同腔体40内部结构的实施例，皆可藉由至少两个以上的孔道51设置注入工作流体7。
其中，需要说明的是，如图5B的第一沟槽结构11中具有多个支撑结构3，且这些支撑结构3的设置方向最好是与工作流体7的注入方向(实线箭头)以及空气输出的方向(虚线箭头)平行。如此一来，才能提高工作流体7的注入速率以及空气8的输出速率，而不被第一沟槽结构11所阻挡。
请参阅图6A及图6B，图6A系绘示本发明的大面积超薄型均温板元件E的一具体实施例的抽真空过程的俯瞰示意图，图6B系绘示本发明的大面积超薄型均温板元件E的一具体实施例的抽真空过程的剖面示意图。如图6A及图6B所示，当工作流体7被注入至腔体40中，并低温冷冻工作流体之后，经由两个孔道51自腔体40将气体分子80抽出。由于本发明的大面积超薄型均温板元件E具有至少两个孔道51，因此于抽真空过程中，腔体40内的气体分子80可分别自两个孔道51输出，进而减短气体分子80的移动路径，而提高了抽真空的效率以及真空度。
如图7A至图7C所示，图7A系绘示本发明的大面积超薄型均温板元件E的一具体实施例的另一视角的结构示意图，图7B系绘示本发明的大面积超薄型均温板元件E的另一具体实施例的另一视角的结构示意图，图7C系绘示本发明的大面积超薄型均温板元件E的再一具体实施例的另一视角的结构示意图。图7A至图7C分别为不同结构设计的大面积超薄型均温板元件E。前述的大面积超薄型均温板元件E如图7A所示。
于一具体实施例中，如图7B所示，第二金属片材2进一步具有第二表面20，且第二表面20具有第二沟槽结构21。第二表面20周边与第一金属片材1的第一表面10的周边气密封合并形成真空腔体41。
于另一具体实施例中，如图7C所示，大面积超薄型均温板元件E进一步包含有第二毛细结构层22，设置于第二沟槽结构21内。图7A为单边毛细结构，图7B为单边毛细结构并且具有较大的气道44空间，可以提供气态的工作流体7足够的移动空间。而图7C为双边毛细结构，可以吸附更多的液态的工作流体7，以提高散热效率。于实际应用中，第一金属片材1、第二金属片材2、第一毛细结构层12以及第二毛细结构层22的材质包含铜和铜合金的至少一者，而第一毛细结构层12与第二毛细结构层22可为编织的铜网结构层和烧结的铜粉结构层中的至少一者。
请参阅图8至图9C，图8系绘示本发明的大面积超薄型均温板元件E的第一次级沟槽结构13的一具体实施例的结构示意图，图9A系绘示本发明的大面积超薄型均温板元件E的次级腔体43的一具体实施例的结构示意图，图9B系绘示本发明的大面积超薄型均温板元件E的次级腔体43的另一具体实施例的另一视角的结构示意图，图9C系绘示本发明的大面积超薄型均温板元件E的次级腔体43的再一具体实施例的另一视角的结构示意图。于实际应用中，第一金属片材1的周边可藉由接合材料与第二金属片材2的周边耦接，并形成接合层6。其中，接合材料可为硬焊膏，亦可为激光焊接后的第一金属片材及第一金属片材的融合层。
然而，在硬焊(Brazing)的密封接合的过程中，接合的硬焊浆料可能会溢流至腔体40中。而污染腔体40中的第一毛细结构层12进而影响大面积超薄型均温板元件E的散热效果。
因此，如图8至图9C所示，本发明的大面积超薄型均温板元件E可进一步具有第一次级沟槽结构13，形成于第一金属片材1的周边与第一沟槽结构11之间。其中，第一沟槽结构11与第二金属片材2之间形成主要腔体42，而第一次级沟槽结构13与第二金属片材2之间形成次级腔体43。于实际应用中，孔道51将连通主要腔体42与外界环境。
第一毛细结构层12与工作流体7主要容置于主要腔体42中。如此一来，当第一金属片材1藉由接合材料密封接合第二金属片材2时，即使接合材料向内溢入形成接合层6时，向内溢入的接合层6会被容置于次级腔体43中，而不影响主要腔体42内部的第一毛细结构层12以及工作流体7。图9A至图9C为不同结构的具有次级腔体43的大面积超薄型均温板元件E的实施例。
请参阅图10及图11，图10系绘示本发明的大面积超薄型均温板元件E的制作方法的一具体实施例的步骤流程图，图11系绘示本发明的大面积超薄型均温板元件E的制作方法的一具体实施例的流程示意图。如图10及图11所示，本发明的大面积超薄型均温板元件E的制作方法包含以下步骤：步骤S11：提供第一金属片材1，其具有第一表面10，且第一表面10具有第一沟槽结构11；步骤S12：于第一沟槽结构11中形成具有多个孔隙的第一毛细结构层12；步骤S2：提供第二金属片材2；步骤S3：耦合第一金属片材1的第一表面10的周边与第二金属片材2以形成腔体40，其中腔体40具有至少两个孔道51，各自位于腔体40的两端，且这些孔道51连通腔体40与外界环境；步骤S4：藉由这些孔道51注入工作流体7于腔体40中；步骤S5：藉由这些孔道51将腔体40抽真空；步骤S6：密封这些孔道51，以形成具有相对应数目的孔道封口结构50的真空腔体41。需要说明的是，此步骤系用以制作前述的大面积超薄型均温板元件E，因此相关原理、结构等与前述相同，在此将不再赘述。
请参阅图12，图12系绘示根据图9的一具体实施例的衍生步骤流程图。如图12所示，于步骤S2中，更包含以下步骤：步骤S21：提供第二金属片材2，其具有第二表面20，且第二表面20具有第二沟槽结构21；步骤S22：于第二沟槽结构21中形成具有多个孔隙的第二毛细结构层22。
请参阅图13，图13系绘示根据图12的一具体实施例的衍生步骤流程图。于实际应用中，于步骤S12中，进一步包含有以下步骤：步骤S121：铺设第一浆料于第一沟槽结构11中；步骤S122：对第一浆料进行加热、烘烤及烧结过程，以使烧结的第一浆料形成具有多个孔隙的第一毛细结构层12。而于步骤S22中，亦进一步包含有以下步骤：步骤S221：铺设第二浆料于第二沟槽结构21中；步骤S222：对第二浆料进行加热、烘烤及烧结过程，以使烧结的第二浆料形成具有多个孔隙的第二毛细结构层22。于实际应用中，第一浆料及第二浆料为相同的金属粉末调制的浆料。
相较于现有技术，本发明的大面积超薄型均温板元件E及其制作方法克服了现有的工作流体7注入作业困难以及腔体40抽真空作业困难两大问题。如此一来本发明所提供的制作方法可以提高工作流体7注入作业以及腔体40抽真空作业的工作效率，亦确保大面积超薄型均温板元件E中毛细结构层中工作流体7的覆盖率以及真空腔体41的真空度，而具有良好的散热效果。再加上，本发明的次级腔体43设计亦解决了接合材料内溢而污染了毛细结构层的问题。本发明的大面积超薄型均温板元件E的面积不小于10,000平方毫米且厚度不大于1毫米，已具有足够与动力电池模组的大面积单体电池所匹配的散热面积及体积，因此可有效缩减动力电池模组的体积，在相同组装体积下可有效提升动力电池模组的能量密度。
藉由以上较佳具体实施例的详述，系希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。因此，本发明所申请的专利范围的范畴应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。

Claims (10)

1.一种大面积超薄型均温板元件，其特征在于包含：
一第一金属片材，具有一第一表面，且该第一表面具有一第一沟槽结构；
一第一毛细结构层，设置于该第一沟槽结构内；
一第二金属片材，该第二金属片材的周边与该第一金属片材的该第一表面的周边气密封合以形成一真空腔体；
一工作流体，容置于该真空腔体中；以及
至少二个孔道封口结构，设置于该真空腔体的两端，由对应数目的孔道密合而成，用以阻绝该些孔道连通该真空腔体与外界环境；
其中，该大面积超薄型均温板元件的面积不小于10,000平方毫米，且其厚度不大于1毫米。
2.如权利要求1所述的大面积超薄型均温板元件，其特征在于，该些孔道用以连通一主要腔体与外界环境，用以自外界环境注入该工作流体至该主要腔体，及将该腔体抽真空以形成该真空腔体，至少二个孔道彼此距离超过50毫米。
3.如权利要求1所述的大面积超薄型均温板元件，其特征在于，进一步包含一第一次级沟槽结构，形成于该第一金属片材的周边与该第一沟槽结构之间，其中该第一沟槽结构与该第二金属片材之间形成一主要腔体，而该第一次级沟槽结构与该第二金属片材之间形成一次级腔体。
4.如权利要求1所述的大面积超薄型均温板元件，其特征在于，该第一金属片材、该第二金属片材以及该第一毛细结构层的材质包含铜和铜合金的至少一者。
5.如权利要求1所述的大面积超薄型均温板元件，其特征在于，该第二金属片材进一步具有一第二表面，且该第二表面具有一第二沟槽结构，该第二表面周边与该第一金属片材的该第一表面的周边气密封合并形成该真空腔体。
6.如权利要求5所述的大面积超薄型均温板元件，其特征在于，进一步包含有一第二毛细结构层，设置于该第二沟槽结构内。
7.如权利要求6所述的大面积超薄型均温板元件，其特征在于，该第一毛细结构层与该第二毛细结构层为编织的铜网结构层和烧结的铜粉结构层中的至少一者。
8.一种大面积超薄型均温板元件的制作方法，其特征在于包含以下步骤：
提供一第一金属片材，其具有一第一表面，且该第一表面具有一第一沟槽结构；
于该第一沟槽结构中形成具有多个孔隙的一第一毛细结构层；
提供一第二金属片材；
耦合该第一金属片材的该第一表面的周边与该第二金属片材以形成一腔体，其中该腔体具有至少两个孔道，各自位于该腔体的两端，且该些孔道连通该腔体与外界环境；
藉由该些孔道注入一工作流体于该腔体中；
藉由该些孔道将该腔体抽真空；以及
密封该些孔道，以形成具有对应数目的孔道封口结构的一真空腔体。
9.如权利要求8所述的大面积超薄型均温板元件的制作方法，其特征在于，于提供该第二金属片材的步骤中，更包含以下步骤：
提供该第二金属片材，其具有一第二表面，且该第二表面具有一第二沟槽结构；以及
于该第二沟槽结构中形成具有多个孔隙的一第二毛细结构层。
10.如权利要求8所述的大面积超薄型均温板元件的制作方法，其特征在于，于形成具有多个孔隙的该第一毛细结构层的步骤中，进一步包含有以下步骤：
铺设一第一浆料于该第一沟槽结构中；
对该第一浆料进行加热、烘烤及烧结过程，以使烧结的该第一浆料形成具有多个孔隙的该第一毛细结构层。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005103753A (ja) * 2003-09-24 2005-04-21 Sintokogio Ltd プリント基板の製造方法および真空パックの製造装置。
TWI257474B (en) * 2005-07-22 2006-07-01 Foxconn Prec Components Co Ltd Heat dissipation device with vacuumed chamber defined therein and method for producing the same
CN205488103U (zh) * 2016-03-28 2016-08-17 深圳市智通电子有限公司 一种运用蚀刻工艺超薄导热元件和弯折的超薄导热元件
CN106376214A (zh) * 2015-07-20 2017-02-01 台达电子工业股份有限公司 薄型均温板

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005103753A (ja) * 2003-09-24 2005-04-21 Sintokogio Ltd プリント基板の製造方法および真空パックの製造装置。
TWI257474B (en) * 2005-07-22 2006-07-01 Foxconn Prec Components Co Ltd Heat dissipation device with vacuumed chamber defined therein and method for producing the same
CN106376214A (zh) * 2015-07-20 2017-02-01 台达电子工业股份有限公司 薄型均温板
CN205488103U (zh) * 2016-03-28 2016-08-17 深圳市智通电子有限公司 一种运用蚀刻工艺超薄导热元件和弯折的超薄导热元件

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