CN113340138A - 一种基于蒸发-沸腾转变的均热板及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于蒸发‑沸腾转变的均热板。本发明实施例中的一种基于蒸发‑沸腾转变的均热板包括上壳板、下壳板、注液管、多孔吸液芯单元、支撑柱和储液单元；上壳板与下壳板相互盖合，并在内部形成一空腔；多孔吸液芯单元设置于空腔内，并将该空腔分隔为第一容置腔室和第二容置腔室；支撑柱设置于第一容置腔室内并与多孔吸液芯单元的一端连接，储液单元设置于第二容置腔室内，并分别与下壳板和多孔吸液芯单元连接；第二容置腔室与多孔吸液芯单元容置有液体工质。本发明所述的一种基于蒸发‑沸腾转变的均热板实现了电子元件高温散热，低温隔热的效果，提高了电子元件的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及集成电子器件散热技术领域，特别涉及一种基于蒸发-沸腾转变的均热板及制备方法。
背景技术
随着微电子技术的迅速发展，电子产品正不断向着高性能和高集成化方向发展，这导致了电子器件热流密度急剧增大，进而工作温度急剧升高。而工作温度的急剧上升会导致电子产品内部器件性能大幅度下降、损坏甚至引发严重的安全问题。与此同时，在寒冷的条件下，电子产品内部元器件，尤其是电池电容和半导体器件等由于活性较低也会影响电子产品的运行性能，造成效率低下、能量损耗巨大等问题。相变材料具有较高的储热容量，在低温下可以对电子器件释放一定热量，保证电子产品运行性能提高效率，但是随着电子设备的运行，热量逐渐增加，超过相变材料最大储热量时会导致电子器件温度急剧升高，带来过热的危险。均热板，一种高效二维传热元件，具有冷却面积大，温度均匀性好等优点，被广泛应用于电子器件散热领域。均热板能够将热量快速传递出去，有效控制电子产品运行温度。然而，在低温环境下，仍然会面临着热量被环境快速带走，电子产品运行温度降低，从而降低其运行效率，增大能量损耗。
因此，针对电子设备对低温(低功率)隔热，高温(高功率)高效散热的需求，需提出新型低功率保温高功率散热的均热板，以实现电子产品在低温环境下能高效率运行，同时运行过程中产生的大量热量被快速带走，保证电子设备安全运行。
发明内容
基于此，本发明为克服现有技术的不足，提供一种基于蒸发-沸腾转变的均热板，本发明所述的基于蒸发-沸腾转变的均热板解决了现有高效传热均热板无法在低温下阻隔电子器件热量散失的问题。
第一方面，本发明所述的一种基于蒸发-沸腾转变的均热板包括上壳板、下壳板、注液管、多孔吸液芯单元、支撑柱和储液单元；所述上壳板与所述下壳板相互盖合，并在内部形成一空腔；所述空腔与一注液口连通，所述注液管穿设于所述注液口内；
所述多孔吸液芯单元设置于所述空腔内，所述多孔吸液芯单元与所述上壳板的内侧壁之间形成第一容置腔室，所述多孔吸液芯单元与所述下壳板的内侧壁之间形成第二容置腔室；
所述支撑柱设置于所述第一容置腔室内并与所述多孔吸液芯单元的一端连接，所述储液单元设置于所述第二容置腔室内，所述储液单元的一端与所述下壳板连接，另一端与所述多孔吸液芯单元的另一端连接；
所述第二容置腔室与所述多孔吸液芯单元容置有液体工质。
进一步地，所述上壳板与所述下壳板为正方形板状结构，所述上壳板与所述下壳板的板厚为1-3mm，边长为40×40mm-120×120mm。
进一步地，所述第一容置腔室与所述第二容置腔室的边长为36×36mm-108×108mm，深度为0.6-2.5mm。
进一步地，所述第一容置腔室内阵列设置有至少四个所述支撑柱，所述支撑柱直径为0.5-5mm，分布间隔为1-10mm。
进一步地，所述储液单元为阵列设置的多个微柱结构或微槽结构，所述储液单元间的空隙用于容置液体工质。
进一步地，所述多孔吸液芯单元为丝网、粉末烧结层、泡沫金属层结构中的任意一种，所述多孔吸收单元为进行亲水处理或者不进行亲水处理的单层或多层结构。
进一步地，所述注液管位于所述空腔内的一端与所述第二容置腔室连通。
另一方面，本发明公开了一种基于蒸发-沸腾转变的均热板的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
步骤S1：提供一上壳板，并在所述上壳板上加工出第一容置腔室和第一注液槽，所述加工方法为铣削加工、蚀刻加工或者激光加工中的任意一种，所述第一注液槽与所述第一容置腔室连通；
步骤S2：提供一下壳板，并在所述下壳板上加工出第二容置腔室、第二注液槽和储液单元，所述加工方法为铣削加工、蚀刻加工或者激光加工中的任意一种，所述第二注液槽与所述第二容置腔室连通；
步骤S3：提供一多孔吸液芯单元，所述多孔吸液芯单元的加工方法为高温烧结和脱合金加工中的任意一种；
步骤S4：提供多个支撑柱，所述支撑柱的加工方法为铣削和车削加工中的任意一种；
步骤S5：依次将所述支撑柱、所述多孔吸液芯单元和所述下壳板的储液单元烧结成一体，并使得所述支撑柱与所述多孔吸液芯单元的一端连接，所述储液单元与所述多孔吸液芯单元的另一端连接；
步骤S6：将所述上壳板和所述下壳板密封连接，所述第一注液槽与所述第二注液槽盖合形成注液口，将注液管插设于所述注液口内并与所述注液口密封连接，对所述上壳板和所述下壳板之间的空腔抽真空至所述空腔的压力降为10Pa以下，将液体工质通过所述注液管注射至所述空腔内，当液体工质充满所述多孔吸液芯单元与所述储液单元后，焊接密封所述注液管。
进一步地，所述步骤S5中，利用夹具通过均匀压力压紧所述支撑柱、所述多孔吸液芯单元和所述下壳板，并放入烧结炉中，在还原保护气氛下升温至600-960℃，随后停止加热并冷却成型。
进一步地，所述步骤S6中，所述上壳板和所述下壳板的四周边沿点涂有焊料，所述注液管与所述注液口之间设置一层焊料圈，通过夹具使所述上壳板和所述下壳板紧密盖合，并使得所述注液管与所述注液口紧密贴合，随后放入高温烧结炉中，充入还原保护气体并升温至550-650℃，待焊料完全熔化，停止加热并冷却固定。
本发明所述的基于蒸发-沸腾转变的均热板在元件温度较高时，可以通过容置腔室内的液体工质的蒸发效果，将热量传导至上壳板进行散热，但当元件温度处于正常范畴时，液体工质不会沸腾，且避免了热量的流失，避免由于低温导致元件运转受到影响。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明的技术方案。
附图说明
图1为本发明一个实施例中基于蒸发-沸腾转变的均热板的示意图。
图中，1、上壳板；2、第一注液槽；3、支撑柱；4、注液管；5、多孔吸液芯单元；6、储液单元；7、下壳板；8、第二注液槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
下面给出几个具体的实施例，用于详细介绍本申请的技术方案。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。
请参阅图1，其为本发明一个实施例中基于蒸发-沸腾转变的均热板的示意图，本发明中的基于蒸发-沸腾转变的均热板包括上壳板1、下壳板7、注液管4、多孔吸液芯单元5、支撑柱3和储液单元6，上壳板1的内部开设有第一容置腔室，第一容置腔室匹配上壳板1的形状呈正方形结构，且在上壳板1的一端面形成开口，使得第一容置腔室形成半封闭的容置空间，上壳板1的一侧边上设置有一方形凸块，该凸块与上壳板1的高度相同，且一端与上壳板1的边缘连接，在该凸块上开设有第一注液槽2，第一注液槽2连通第一容置腔室内部与上壳板1的外部，下壳板7与上壳板1的结构相同，下壳板7内部开设有一开口朝上的第二容置腔室，且连接在下壳板7边缘的凸块上开设有第二注液槽8，当上壳板1与下壳板7盖合时，上壳板1与下壳板7边缘密封连接，第一容置腔室与第二容置腔室的开口相对设置，第一容置腔室与第二容置腔室配合形成一空腔，第一注液槽2与第二注液槽8相互盖合后形成注液口，注液口连通该空腔与外部空间。
多孔吸液芯单元5水平设置于上壳板1与下壳板7所围成的空腔内，并分隔第一容置腔室与第二容置腔室，支撑柱3设置于第一容置腔室内并与多孔吸液芯单元5的顶端连接，储液单元6设置于第二容置腔室内，储液单元6的一端与下壳板7连接，另一端与多孔吸液芯单元5的底端连接，注液管4一端通过注液口插入上壳板1与下壳板7所围成的空腔内部，并将液体工质注入第二容置腔室内部，并使得液体工质满部与多孔吸液芯单元5与储液单元6。
优选的，多孔吸液芯单元5可以是经过亲水处理或者不亲水处理的单层或多层丝网、粉末烧结层、泡沫金属层等多孔结构。
优选的，支撑柱3阵列设置于第一容置腔室内，支撑柱3用于将在上壳板1冷凝后的液体工质导流会第二容置腔室内，在本实施例中，第一容置腔室内至少设置4个支撑柱3。
优选的，储液单元6为阵列设置的多个微柱结构或微槽结构，由于阵列微柱结构、微沟槽结构等具有较大孔隙，可以容纳较多液体工质的结构。
实施例1
在本实施例中，上壳板1具体为板厚1.2mm，边长60×60mm的正方形板状结构，上壳板1内的第一容置腔室为深度0.8mm，边长54×54mm的正方体结构，支撑柱3为铣削成形，支撑柱3的数量优选为77个，支撑柱3直径为2mm，且以6mm的分布间隔阵列排布在第一容置腔室内。
下壳板7具体为板厚为1.2mm，边长60×60mm的正方形板状结构，下壳板7内的第二容置腔室为深度0.8mm，边长54×54mm的正方体结构，多孔吸液芯单元5优选为一层丝径为0.1mm的100目丝网，其厚度为0.2mm，储液单元6优选为阵列微柱结构，微柱边长为1×1mm，高度为0.6mm，并以1mm间隔阵列排布在第二容置腔室内。优选的，注液管4是直径为2mm的铜管，注液管4经由注液口插入上壳板1与下壳板7所围成的空腔内部，并向其中注入液体工质。
实施例2
在本实施例中，上壳板1具体为板厚1mm，边长40×40mm的正方形板状结构，上壳板1内的第一容置腔室为深度0.6mm，边长36×36mm的正方体结构，支撑柱3为铣削成形，支撑柱3的数量优选为31个，支撑柱3直径为2mm，且以6mm的分布间隔阵列排布在第一容置腔室内。
下壳板7具体为板厚为1mm，边长40×40mm的正方形板状结构，下壳板7内的第二容置腔室为深度0.6mm，边长36×36mm的正方体结构，多孔吸液芯单元5优选为一层丝径为0.05mm的250目丝网，其厚度为0.1mm，储液单元6优选为阵列微柱结构，微柱边长为0.5×0.5mm，高度为0.3mm，并以1mm间隔阵列排布在第二容置腔室内。优选的，注液管4是直径为2mm的铜管，注液管4经由注液口插入上壳板1与下壳板7所围成的空腔内部，并向其中注入液体工质。
实施例3
在本实施例中，上壳板1具体为板厚3mm，边长120×120mm的正方形板状结构，上壳板1内的第一容置腔室为深度2.5mm，边长108×108mm的正方体结构，支撑柱3为铣削成形，支撑柱3的数量优选为55个，支撑柱3直径为5mm，且以10mm的分布间隔阵列排布在第一容置腔室内。
下壳板7具体为板厚为3mm，边长120×120mm的正方形板状结构，下壳板7内的第二容置腔室为深度2.5mm，边长108×108mm的正方体结构，多孔吸液芯单元5优选为多层300目的枝状铜粉烧结层，其厚度为0.8mm，储液单元6优选为阵列微柱结构，微柱边长为5×5mm，高度为2mm，并以10mm间隔阵列排布在第二容置腔室内。优选的，注液管4是直径为3mm的铜管，注液管4经由注液口插入上壳板1与下壳板7所围成的空腔内部，并向其中注入液体工质。
本发明还提供了一种基于蒸发-沸腾转变的均热板的制备方法，具体步骤如下：
步骤S1：提供一上壳板1，并在上壳板1表面通过蚀刻加工方法加工出第一容置腔室和第一注液槽2；
步骤S2：提供一下壳板7，并在下壳板7表面通过蚀刻加工方法加工出第二容置腔室、第二注液槽8和储液单元6；
步骤S3：提供一多孔吸液芯单元5；
步骤S4：通过铣削加工得到多个支撑柱3；
步骤S5：依次将支撑柱3、多孔吸液芯单元5和下壳板7的储液单元6烧结成一体，并使得支撑柱3与多孔吸液芯单元5的一端连接，储液单元6与多孔吸液芯单元5的另一端连接；
步骤S6：将上壳板1和下壳板7密封连接，第一注液槽2与第二注液槽8盖合形成注液口，将注液管4插设于注液口内并与注液口密封连接，对上壳板1和下壳板7之间的空腔抽真空并使得空腔的压力降为10Pa以下，将液体工质通过注液管4注射至空腔内，当液体工质充满多孔吸液芯单元5与储液单元6后，焊接密封注液管4。
优选的，步骤S1及步骤S2中的上壳板1与下壳板7加工方式可以是铣削加工、蚀刻加工或者激光加工中的任意一种。
优选的，步骤S4中，支撑柱3的加工方式还可以是类似车削的其他加工方式。
优选的，步骤S5中，加工方法具体为利用夹具通过均匀压力压紧支撑柱3、多孔吸液芯单元5和下壳板7，并放入烧结炉中，在还原保护气氛下烧结炉将升温至600-960℃，完成烧结后停止加热并冷却成型。
优选的，步骤S6中，上壳板1和下壳板7可并采用650℃钎焊进行密封连接，注液管4与所述注液口可通过高频感应进行密封连接。
步骤S6中的加工方式也可在上壳板1和下壳板7的四周边沿点涂有焊料，在注液管4与所述注液口之间设置一层焊料圈，再通过夹具使上壳板1和下壳板7紧密盖合，并使得注液管4与注液口紧密贴合，随后放入高温烧结炉中，充入还原保护气体并升温至550-650℃，待焊料完全熔化，停止加热并冷却固定，随后将液体工质通过注液管4注射至第二容置腔室内，使得液体工质充满多孔吸液芯单元5与储液单元6，注射完毕，通过冷焊并氩弧焊接密封注液管4。
本发明所述的基于蒸发-沸腾转变的均热板工作原理如下：
下壳板7作为蒸发端与外部热源接触，上壳板1作为冷凝端与外部冷源接触，热量通过下壳板7传递至储液单元6与多孔吸液芯单元5。储液单元6孔隙大，容纳的工质液体层较厚，形成液体池。当输入热功率较低时，热量通过下壳板7以及较厚液体层传递至多孔吸液芯单元5较少，多孔吸液芯单元5表面液体沸腾核心几乎没有激活，多孔吸液芯单元5表面仅通过轻微的蒸发相变传热，传热效率低，热量无法快速有效从下壳板7传递至上壳板1，实现低功率下具有隔热功能。
当热源功率高时，热量通过下壳板7以及较厚液体层虽然有损耗，依然能够大量激活多孔吸液芯单元5表面的沸腾成核位点，使得均热板内部液体工质发生剧烈核状沸腾，工质蒸汽快速扩散至上壳板1，蒸汽接触上壳板1后，被冷源带走热量，冷凝成液体工质，通过支撑柱3回流至吸液芯结构层中，实现气液沸腾循环，进而大大提高均热板传热效率，实现高功率下快速传热功能。
本发明所述基于蒸发-沸腾传热转变的均热板，具有低功率下隔绝热量，高功率下高效传递热量的功能，相比常规均热板在不同功率下均具有高传热性能，本发明能够适应当前电子设备对低功率隔热，高功率高效散热的需求，实现电子产品内部元器件，尤其是电池电容和半导体器件等在低功率下需要隔热，防止热量散热保持器件运行活性，降低能耗，同时高功率运行下能够快速将元器件热量传导至外界，实现高效散热，保证元器件运行性能、寿命以及安全。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于蒸发-沸腾转变的均热板，其特征在于，包括：
上壳板、下壳板、注液管、多孔吸液芯单元、支撑柱和储液单元；所述上壳板与所述下壳板相互盖合，并在内部形成一空腔；所述空腔与一注液口连通，所述注液管穿设于所述注液口内；
所述多孔吸液芯单元设置于所述空腔内，所述多孔吸液芯单元与所述上壳板的内侧壁之间形成第一容置腔室，所述多孔吸液芯单元与所述下壳板的内侧壁之间形成第二容置腔室；
所述支撑柱设置于所述第一容置腔室内并与所述多孔吸液芯单元的一端连接，所述储液单元设置于所述第二容置腔室内，所述储液单元的一端与所述下壳板连接，另一端与所述多孔吸液芯单元的另一端连接；
所述第二容置腔室与所述多孔吸液芯单元容置有液体工质。
2.根据权利要求1所述的基于蒸发-沸腾转变的均热板，其特征在于：
所述上壳板与所述下壳板为正方形板状结构，所述上壳板与所述下壳板的板厚为1-3mm，边长为40×40mm-120×120mm。
3.根据权利要求2所述的基于蒸发-沸腾转变的均热板，其特征在于：
所述第一容置腔室与所述第二容置腔室的边长为36×36mm-108×108mm，深度为0.6-2.5mm。
4.根据权利要求3所述的基于蒸发-沸腾转变的均热板，其特征在于：
所述第一容置腔室内阵列设置有至少四个所述支撑柱，所述支撑柱直径为0.5-5mm，分布间隔为1-10mm。
5.根据权利要求1所述的基于蒸发-沸腾转变的均热板，其特征在于：
所述储液单元为阵列设置的多个微柱结构或微槽结构，所述储液单元间的空隙用于容置液体工质。
6.根据权利要求1所述的基于蒸发-沸腾转变的均热板，其特征在于：
所述多孔吸液芯单元为丝网、粉末烧结层、泡沫金属层结构中的任意一种，所述多孔吸收单元为进行亲水处理或者不进行亲水处理的单层或多层结构。
7.根据权利要求1所述的基于蒸发-沸腾转变的均热板，其特征在于：
所述注液管位于所述空腔内的一端与所述第二容置腔室连通。
8.一种基于蒸发-沸腾转变的均热板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：提供一上壳板，并在所述上壳板上加工出第一容置腔室和第一注液槽，所述加工方法为铣削加工、蚀刻加工或者激光加工中的任意一种，所述第一注液槽与所述第一容置腔室连通；
步骤S2：提供一下壳板，并在所述下壳板上加工出第二容置腔室、第二注液槽和储液单元，所述加工方法为铣削加工、蚀刻加工或者激光加工中的任意一种，所述第二注液槽与所述第二容置腔室连通；
步骤S3：提供一多孔吸液芯单元，所述多孔吸液芯单元的加工方法为高温烧结和脱合金加工中的任意一种；
步骤S4：提供多个支撑柱，所述支撑柱的加工方法为铣削和车削加工中的任意一种；
步骤S5：依次将所述支撑柱、所述多孔吸液芯单元和所述下壳板的储液单元烧结成一体，并使得所述支撑柱与所述多孔吸液芯单元的一端连接，所述储液单元与所述多孔吸液芯单元的另一端连接；
步骤S6：将所述上壳板和所述下壳板密封连接，所述第一注液槽与所述第二注液槽盖合形成注液口，将注液管插设于所述注液口内并与所述注液口密封连接，对所述上壳板和所述下壳板之间的空腔抽真空至所述空腔的压力降为10Pa以下，将液体工质通过所述注液管注射至所述空腔内，当液体工质充满所述多孔吸液芯单元与所述储液单元后，焊接密封所述注液管。
9.根据权利要求8所述的基于蒸发-沸腾转变的均热板的制备方法，其特征在于：
所述步骤S5中，利用夹具通过均匀压力压紧所述支撑柱、所述多孔吸液芯单元和所述下壳板，并放入烧结炉中，在还原保护气氛下升温至600-960℃，随后停止加热并冷却成型。
10.根据权利要求8所述的基于蒸发-沸腾转变的均热板的制备方法，其特征在于：
所述步骤S6中，所述上壳板和所述下壳板的四周边沿点涂有焊料，所述注液管与所述注液口之间设置一层焊料圈，通过夹具使所述上壳板和所述下壳板紧密盖合，并使得所述注液管与所述注液口紧密贴合，随后放入高温烧结炉中，充入还原保护气体并升温至550-650℃，待焊料完全熔化，停止加热并冷却固定。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115625484A (zh) * | 2022-10-14 | 2023-01-20 | 广东畅能达科技发展有限公司 | 一种折弯异型超薄均热板及其制造工艺和应用 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1725946A (zh) * | 2005-07-18 | 2006-01-25 | 华中科技大学 | 一种用于cpl的平面式毛细芯蒸发器 |
| CN101052290A (zh) * | 2007-05-11 | 2007-10-10 | 华南理工大学 | 电子器件高效散热冷板 |
| CN202514230U (zh) * | 2012-03-12 | 2012-10-31 | 华南理工大学 | 一种带内烧结结构支撑柱的均热板 |
| CN205585516U (zh) * | 2015-12-22 | 2016-09-21 | 华南理工大学 | 寒冷地区使用的手机套 |
| CN107949238A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-04-20 | 中国船舶重工集团公司第七六研究所 | 一种带支撑柱结构的均热板散热装置及其制备方法 |
| CN209230377U (zh) * | 2018-11-01 | 2019-08-09 | 南京艾科美热能科技有限公司 | 一种新型均热板结构 |
| CN110149784A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-08-20 | Oppo广东移动通信有限公司 | 散热组件及电子设备 |
| CN111829380A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-10-27 | 北京中石伟业科技无锡有限公司 | 一种高强轻质的超薄均热板 |
| CN112325683A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-05 | 广东思泉新材料股份有限公司 | 一种均热板及其制造方法 |
| CN112325686A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-02-05 | 上海利正卫星应用技术有限公司 | 储能式均热板装置 |
| CN213028997U (zh) * | 2020-08-12 | 2021-04-20 | 东莞领杰金属精密制造科技有限公司 | 半冲压超薄均热板 |
-
2021
- 2021-07-02 CN CN202110753378.9A patent/CN113340138A/zh active Pending
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1725946A (zh) * | 2005-07-18 | 2006-01-25 | 华中科技大学 | 一种用于cpl的平面式毛细芯蒸发器 |
| CN101052290A (zh) * | 2007-05-11 | 2007-10-10 | 华南理工大学 | 电子器件高效散热冷板 |
| CN202514230U (zh) * | 2012-03-12 | 2012-10-31 | 华南理工大学 | 一种带内烧结结构支撑柱的均热板 |
| CN205585516U (zh) * | 2015-12-22 | 2016-09-21 | 华南理工大学 | 寒冷地区使用的手机套 |
| CN107949238A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-04-20 | 中国船舶重工集团公司第七六研究所 | 一种带支撑柱结构的均热板散热装置及其制备方法 |
| CN209230377U (zh) * | 2018-11-01 | 2019-08-09 | 南京艾科美热能科技有限公司 | 一种新型均热板结构 |
| CN110149784A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-08-20 | Oppo广东移动通信有限公司 | 散热组件及电子设备 |
| CN213028997U (zh) * | 2020-08-12 | 2021-04-20 | 东莞领杰金属精密制造科技有限公司 | 半冲压超薄均热板 |
| CN111829380A (zh) * | 2020-08-21 | 2020-10-27 | 北京中石伟业科技无锡有限公司 | 一种高强轻质的超薄均热板 |
| CN112325686A (zh) * | 2020-11-04 | 2021-02-05 | 上海利正卫星应用技术有限公司 | 储能式均热板装置 |
| CN112325683A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-02-05 | 广东思泉新材料股份有限公司 | 一种均热板及其制造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115625484A (zh) * | 2022-10-14 | 2023-01-20 | 广东畅能达科技发展有限公司 | 一种折弯异型超薄均热板及其制造工艺和应用 |
| CN115625484B (zh) * | 2022-10-14 | 2023-09-01 | 广东畅能达科技发展有限公司 | 一种折弯异型超薄均热板及其制造工艺和应用 |
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