CN114568003A - 一种均温板上下盖板的柔性连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及散热技术领域。目的在于提供一种均温板上下盖板的柔性连接结构，包括均热板本体，所述本体包括边沿相互连接的柔性上盖板和柔性下盖板，所述柔性上盖板和柔性下盖板之间通过支撑机构支撑，且二者之间形成有工作腔；所述支撑机构包括设置在柔性上盖板和柔性下盖板内表面的若干柔性的、中空的支撑凸台，所述支撑凸台在柔性上盖板和柔性下盖板上呈矩阵状分布，所述支撑凸台的内腔中设置有液态的支撑蒸发工质，支撑凸台内的支撑蒸发工质在受热蒸发后，能够使支撑凸台膨胀以形成形态塑造；并通过支撑凸台对工作腔形成支撑。本发明能够有效的对均热板的工作腔形成支撑，保证了均热板的正常散热，同时使得均热板具备极好的柔性和折叠性。

Description

一种均温板上下盖板的柔性连接结构

技术领域

本发明涉及散热技术领域，具体涉及均温板上下盖板的柔性连接结构。

背景技术

均热板是一个内壁具有微细结构的真空腔体，通常由铜制成。当热由热源传导至蒸发区时，腔体里的冷却液在低真空度的环境中受热后开始产生冷却液的气化现象，此时吸收热能并且体积迅速膨胀，气相的冷却介质迅速充满整个腔体，当气相工质接触到一个比较冷的区域时便会产生凝结的现象。借由凝结的现象释放出在蒸发时累积的热，凝结后的冷却液会借由微结构的毛细管道再回到蒸发热源处，此运作将在腔体内周而复始进行。目前，均热板技术已经较为成熟且广泛的应用在各种智能设备的处理器芯片散热、显卡散热中。

近年来，随着电子信息技术相关产业的快速发展，各种智能设备的突破性产品问世频繁，在此基础上，针对对应产品核心电子器件的散热要求也越来越高。柔性折叠屏显示设备就是近年来热度极高的一种产品，其特点就是屏幕具备柔性、可折叠的特性，目前已较为普遍的出现在各品牌智能手机的高端机型当中。由于传统均热板是质地较硬的刚性结构，为了避免对折叠产生影响，一般情况下，这些柔性折叠显示设备配套的均热板会选择设计在设备的非折叠区域，但这无疑会挤占更多的其他电路、电子器件的布局空间，降低设备整体的设计裕度。为此，若能开发出能够适应设备折叠需求的柔性均热板，将能够极大的拓宽柔性折叠显示设备的设计裕度，降低该类设备的设计难度，使其具有更为广阔的市场前景。而在柔性可折叠均热板的设计和使用过程中，以下几大技术难点是尤其需要进行考虑的。

1、柔性均热板与热源和散热背板的热传导速率问题：目前，传统的均热板采用铜基材料制成，其具备可靠的热传导性能，能够稳定快速的实现均热板与热源之间、均热板与散热背板(一般为设备外壳背板)之间的热传导。在均热板设计为柔性的情况下，虽然可以以柔性的导热硅胶片等作为均热板的上下盖板，但受限于材料特性，其热传导性相较于铜基材料而言还是有所下降，因此为了保证散热的可靠性，对热源与均热板之间、均热板与散热背板之间的热传导节点(接触面)的要求就更高。若采用传统的单一面结合的方式进行热传导，由于热传导面积有限，将会使得均热板整体的散热效率降低。

2、由于柔性均热板需要采用柔性材料制成，为了满足折叠的需要，其上盖板和下盖板之间不适合采用刚性的支撑结构，因此其一般会选用夹设在上下盖板之间的带孔的柔性波纹板，或成形在上/下盖板上的具备弹性的凸柱等作为支撑结构，以保证上下盖板之间具备充分的工质蒸发空间；但这些类型的支撑结构在应用过程中，其支撑性主要来源于其材料自身的弹性；在设备反复折叠使用过程中，随着材料弾性疲劳的加剧，其支撑性会明显的下降，进而导致均热板内腔塌陷，影响均热板内工质的循环，最终影响散热效率。

3、传统均热板的上下盖板采用铜基材料制成，在进行封口时，直接采用焊接的方式对上下盖板的边沿进行焊合即可形成内腔，再配合预留在上下盖板上的注水口进行后续的抽真空、注入工质、封孔等工序即可。而柔性可折叠均热板采用导热硅胶片作为上下盖板，其无法采用传统铜基材料的焊接工艺进行上下盖板的封口；因此，如何保证柔性可折叠均热板上下盖板的稳定结合，避免工质泄露，也是一个极为关键的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够对均热板内腔进行有效支撑的均温板上下盖板的柔性连接结构。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种均温板上下盖板的柔性连接结构，包括均热板本体，所述本体包括边沿相互连接的柔性上盖板和柔性下盖板，所述柔性上盖板和柔性下盖板之间通过支撑机构支撑，且二者之间形成有工作腔；所述柔性下盖板的内表面设置有毛细吸液芯，工作腔内充注有液态的散热蒸发工质；

所述支撑机构包括设置在柔性上盖板和柔性下盖板内表面的若干柔性的、中空的支撑凸台，所述支撑凸台在柔性上盖板和柔性下盖板上呈矩阵状分布，所述支撑凸台的内腔中设置有液态的支撑蒸发工质，支撑凸台内的支撑蒸发工质在受热蒸发后，能够使支撑凸台膨胀以形成形态塑造；并通过支撑凸台对工作腔形成支撑。

优选的，所述柔性上盖板和柔性下盖板上的支撑凸台两两成对设置，且膨胀后均能够延伸至相互抵接的位置。

优选的，所述支撑凸台呈圆锥台状。

优选的，所述柔性上盖板和柔性下盖板均由内衬薄膜和封闭薄膜复合构成，所述内衬薄膜位于柔性上盖板和柔性下盖板的内表面，所述封闭薄膜位于柔性上盖板和柔性下盖板的外表面；所述内衬薄膜上设置有若干朝内凸出的内凹区，所述支撑凸台由封闭薄膜对内衬薄膜上的内凹区进行封闭形成。

优选的，所述毛细吸液芯与支撑凸台相对的位置设置有让位孔。

优选的，所述柔性上盖板的内衬薄膜内表面还设置有若干沿柔性上盖板长度方向延伸的细棱。

优选的，所述内衬薄膜和封闭薄膜通过胶黏方式复合。

优选的，所述柔性上盖板及柔性下盖板上的封闭薄膜的内表面均设置有导热铜箔层。

优选的，所述柔性上盖板和柔性下盖板的边沿之间设置有柔性封口框，所述柔性上盖板和柔性下盖板分别与柔性封口框连接；所述柔性封口框的厚度沿由外至内的方向逐渐变厚，且在内侧形成横截面呈三角状的封边部。

本发明的有益效果集中体现在：能够有效的对均热板的工作腔形成支撑，保证了均热板的正常散热，同时使得均热板具备极好的柔性和折叠性。具体来说，本发明采用柔性上盖板和柔性下盖板，同时柔性上盖板和柔性下盖板之间通过柔性的、中空的支撑凸台进行支撑，在低热密度的工作状态下，如低功率的待机状态下，支撑凸台自身也是柔性的，因此其并不会影响其正常的折叠，使得均热板整体上具备优异的可变形、可折叠性能；但在高热密度的工作状态下，伴随着均热板整体温度的升高，支撑凸台内的支撑蒸发工质气化膨胀，实现了支撑凸台的“硬化”和形态塑造，使得支撑凸台的支撑性得到极大的提升，满足对均热板内部的工作腔的支撑需求，确保均热板能够正常的工作。

附图说明

图1为本发明中热源、均热板、散热背板的安装示意图；

图2为导热铜片的结构示意图；

图3为第一接触薄翼片和第二接触薄翼片的安装示意图；

图4为均热板的结构示意图；

图5为图4中所示结构的A-A向视图；

图6为柔性上盖板内表面的结构示意图；

图7为图5中B部放大图；

图8为图7中支撑凸台在非膨胀状态下的结构示意图；

图9为柔性封口框的结构示意图；

图10为图5中C部放大图；

图11为图10中所示结构一种优选实施方式的结构示意图。

具体实施方式

如图1-11所示的均热板，其主要应用在采用柔性、可折叠屏的手机、平板电脑、笔记本电脑等设备中，用于对高发热密度的核心电子器件进行散热降温，其特别适用在柔性屏中进行使用。本发明包括均热板本体0，本体0分别与热源6和柔性散热背板5接触，将热源6产生的热量从柔性散热背板5导出。

本发明与传统的均热板本体0相比，其相同之处在于，所述本体0包括边沿相互连接的柔性上盖板1和柔性下盖板2，所述柔性上盖板1和柔性下盖板2之间通过支撑机构支撑，且二者之间形成有工作腔。所述柔性下盖板2的内表面设置有毛细吸液芯3，工作腔内充注有液态的散热蒸发工质。工作时，与热源6接触的柔性下盖板2吸收热源6的热量，使得散热蒸发工质被蒸发气化，带走大量的热量；气态的散热蒸发工质流动至均热板本体0的冷凝段，并冷凝后；被毛细吸液芯3重新带回至蒸发区4，形成一个散热循环。

本发明相较于传统的均热板本体0，其主要从以下多个方面进行改良，以使得均热板能够更加高效、稳定的应用在可折叠的柔性屏设备中。

首先，如图4中所示，本发明所述柔性下盖板2的外表面设置有蒸发区4，所述蒸发区4与热源6相接触以形成热传导。所述柔性上盖板1的外表面与柔性散热背板5相接触以形成热传导。也就是说，本体0的上下两面分别用于与热源6和柔性散热背板5接触以进行散热。

在与热源6进行接触的过程中，所述蒸发区4与热源6之间通过导热铜片7相接触。所述热源6贴附在导热铜片7的一面上，实现稳定的固定安装，当然，为了进一步提高热源6的稳定性，还可以在所述导热铜片7与热源6对应的一面设置有定位槽，所述定位槽与热源6相适配，所述热源6设置在定位槽内。导热铜片7的另一面均匀设置有若干如图2中所示的，沿导热铜片7宽度方向延伸的接触棱8，所述柔性下盖板2与导热铜片7相对的区域设置有与接触棱8相配合的接触槽，所述接触棱8嵌设在接触槽内。所述接触槽的形状和大小均根据接触棱8进行设计，由于其结构本身较为简单，在本发明中未示出，其与图2中所示的接触棱8结构相当。本发明所述接触棱8的形状较多，例如：如图2中所示，其为横截面呈朝柔性上盖板1方向凸出的半圆形，当然也可以是横截面呈方形、三角形等等。

本发明通过导热铜片7作为热源6的安装基础，改善了热源6在均热板本体0柔性下盖板2上的安装稳定性，降低了热源6所在位置变形的风险；同时，在导热铜片7上设置接触棱8，接触棱8嵌设在均热板本体0的柔性下盖板2的接触槽内，一方面使得导热铜片7与均热板本体0之间的连接更加的稳定，另一方面也增大了导热铜片7与均热板本体0之间的接触面积，保证了二者之间热传导的稳定性；为柔性的、可折叠式的均热板本体0与热源6之间的连接提供了安装基础，保证了均热板本体0的正常工作。

在此基础上，为了进一步提高导热性能，在本体0与柔性散热背板5接触的过程中，如图3中所示，所述柔性上盖板1和柔性散热背板5二者相接触的表面分别设置有若干第一接触薄翼片9和第二接触薄翼片10，所述第一接触薄翼片9和第二接触薄翼片10分别与柔性上盖板1和柔性散热背板5为一体结构，所述柔性上盖板1和柔性散热背板5压合时，第一接触薄翼片9和第二接触薄翼片10相互交叠。理论上，第一接触薄翼片9和第二接触薄翼片10的数量越多，厚度越薄，其热传导性能越好。但在实际的设计生产过程中，工作人员可根据散热设计参数进行具体设计。另外，备了进一步保证第一接触薄翼片9和第二接触薄翼片10的接触良率，减少接触缝隙，所述第一接触薄翼片9和第二接触薄翼片10的接触缝隙内也填充有导热脂，导热脂通常预先涂覆在第一接触薄翼片9和第二接触薄翼片10上，在压合后，多余的导热脂自然挤出即可。当然，所述接触棱8与接触槽的接触缝隙内也可以填充有导热脂。

其次，本发明在柔性上盖板1和柔性下盖板2的支撑结构上也就行了改良，保证了工作腔的稳定性。具体来看，结合图4-8中所示，所述支撑机构包括设置在柔性上盖板1和柔性下盖板2内表面的若干柔性的、中空的支撑凸台11，以所述支撑凸台11作为柔性上盖板1和柔性下盖板2中部区域的支撑柱，支撑凸台11既要保证自身的柔性，以使本体0具备良好的折叠性，又要在设备高功率运行时，起到支撑工作腔，保证本体0工作性能的作用。如图6和7中所示，所述支撑凸台11在柔性上盖板1和柔性下盖板2上呈矩阵状分布，在图6中，柔性上盖板1上的支撑凸台11设置有15个，当然根据本体0的尺寸大小及实际需求可设置更多过更少。所述支撑凸台11的内腔中设置有液态的支撑蒸发工质12，所述支撑蒸发工质12也就是在蒸发后，能够对支撑凸台11的内腔起到支撑作用的液态工作介质。支撑凸台11内的支撑蒸发工质12在受热蒸发后，能够使支撑凸台11膨胀以形成形态塑造。并通过支撑凸台11对工作腔形成支撑。

本发明采用柔性上盖板1和柔性下盖板2，同时柔性上盖板1和柔性下盖板2之间通过柔性的、中空的支撑凸台11进行支撑，在低热密度的工作状态下，如低功率的待机状态下，支撑凸台11自身也是柔性的，因此其并不会影响本体0正常的折叠，使得均热板整体上具备优异的可变形、可折叠性能；但在高热密度的工作状态下，伴随着均热板整体温度的升高，支撑凸台11内的支撑蒸发工质12气化膨胀，实现了支撑凸台11的“硬化”和形态塑造，使得支撑凸台11的支撑性得到极大的提升，满足对均热板内部的工作腔的支撑需求，确保均热板能够正常的工作。如图7中所示既是“硬化”状态下的结构示意图，图8中所示皆为“非膨胀”状态下的结构示意图。为了避免支撑凸台11对毛细吸液芯3造成干扰，所述毛细吸液芯3与支撑凸台11相对的位置设置有让位孔。

当然，这种可变的支撑性主要用于解决传统柔性均热板由于反复折叠导致的弹性降低，即使在复位后支撑性也不足的问题。在均热板本体0处于角度较大的折叠状态下，即使采用本发明亦不能完全实现支撑，但手机、平板等设备在折叠状态下，其基本处于低功率的运行状态，其相对的散热需求不高，已经能够满足基本的使用需求。

本发明所述的支撑凸台11可分别设置在柔性上盖板1和柔性下盖板2上，直接利用其台顶对柔性上盖板1或柔性下盖板2进行支撑，但这种方式由于支撑凸台11自身的长度较长，其自身的可压缩性有限，会对均热板本体0的可折叠性造成一定的不良影响。为此，本发明所述柔性上盖板1和柔性下盖板2上的支撑凸台11两两成对设置，且膨胀后均能够延伸至相互抵接的位置，且抵接位置最好是位于工作腔的中心位置，也就是柔性上盖板1和柔性下盖板2上的支撑凸台11分别暂工作腔厚度的一半。所述支撑凸台11的形状较多，如圆柱状、圆锥台状等均可。

本发明支撑凸台11由于采用中空的设计，为了便于加工，如图7和8中所示，所述柔性上盖板1和柔性下盖板2均由内衬薄膜13和封闭薄膜14复合构成，所述内衬薄膜13位于柔性上盖板1和柔性下盖板2的内表面，所述封闭薄膜14位于柔性上盖板1和柔性下盖板2的外表面。所述内衬薄膜13上设置有若干朝内凸出的内凹区，所述支撑凸台11由封闭薄膜14对内衬薄膜13上的内凹区进行封闭形成。一般所述内衬薄膜13和封闭薄膜14通过胶黏方式复合。当然，在部分对热传导有更高需求的应用中，所述柔性上盖板1及柔性下盖板2上的封闭薄膜14的内表面均设置有导热铜箔层16。通过导热铜箔层16的加入，能够进一步提升柔性上盖板1及柔性下盖板2自身的导热效率，进而保证均热板本体0的散热效果。

在此基础上，为了使得冷凝的散热蒸发工质能够快速的沿着柔性上盖板1流动汇聚，所述柔性上盖板1的内衬薄膜13内表面还设置有若干沿柔性上盖板1长度方向延伸的细棱15。

最后，由于本发明的柔性上盖板1和柔性下盖板2均采用柔性材料制成，其不适合传统的金属焊接方式进行封闭。为此，本发明还提出了一种新的封口结构和封口方法，所述柔性上盖板1和柔性下盖板2的边沿之间设置有柔性封口框17，所述柔性上盖板1和柔性下盖板2分别与柔性封口框17连接。所述柔性封口框17的厚度沿由外至内的方向逐渐变厚，且在内侧形成横截面呈三角状的封边部18。

本发明柔性封口框17采用内厚外薄的形式后，在散热蒸发工质蒸发膨胀时，实际上是将一部分对连接复合位置的撕扯力转变为对柔性封口框17内侧的挤推力，从而通过柔性连接框17将部分应力均匀的传导至整个连接位置，能够在一定程度上避免应力集中，从而降低了连接损坏的风险，避免由此导致的散热蒸发工质泄露，延长了均热板的使用寿命，提高了柔性的均热板对高温、高压工况的适应能力。当然，为了进一步改善拐角部位的应力集中状况，所述柔性上盖板1、柔性下盖板2和柔性封口框17的四个角部均设置有45°的直倒角30。本发明为了便于将散热蒸发工质注入均热板本体0内，如图9中所示，还包括注液口19，所述注液口19设置在直倒角30处。

结合图10和11中所示，为了进一步提高柔性封口框17与上下盖板结合的紧密度，所述柔性封口框17靠近外侧的边沿设置有L形的翻边20，所述柔性上盖板1和柔性下盖板2卡设在翻边20与柔性封口框17之间，所述柔性上盖板1和柔性下盖板2与柔性封口框17和翻边20之间通过胶黏方式连接。为了进一步提高胶黏的强度，所述柔性封口框17的表面设置有若干浮点，通过浮点可增加柔性封口框17表面的粗糙度，进而提高胶黏强度。

本发明均热板本体0的封口方法，包括以下步骤：

A、在真空环境下完成柔性上盖板1、柔性下盖板2和柔性封口框17的连接。

B、通过热辐射的方式对均热板进行加热，使支撑凸台11内的支撑蒸发工质12蒸发，以使支撑凸台11膨胀，并完成支撑凸台11的形态塑造，实现对工作腔的支撑。

C、从注液口19朝均热板的工作腔内注入散热蒸发工质，并完成对注液口19的封闭和多余部分的切除。

Claims (8)

1.一种均温板上下盖板的柔性连接结构，包括均热板本体(0)，所述本体(0)包括边沿相互连接的柔性上盖板(1)和柔性下盖板(2)，所述柔性上盖板(1)和柔性下盖板(2)之间通过支撑机构支撑，且二者之间形成有工作腔；所述柔性下盖板(2)的内表面设置有毛细吸液芯(3)，工作腔内充注有液态的散热蒸发工质；

其特征在于：所述支撑机构包括设置在柔性上盖板(1)和柔性下盖板(2)内表面的若干柔性的、中空的支撑凸台(11)，所述支撑凸台(11)在柔性上盖板(1)和柔性下盖板(2)上呈矩阵状分布，所述支撑凸台(11)的内腔中设置有液态的支撑蒸发工质(12)，支撑凸台(11)内的支撑蒸发工质(12)在受热蒸发后，能够使支撑凸台(11)膨胀以形成形态塑造；并通过支撑凸台(11)对工作腔形成支撑。

2.根据权利要求1所述的均温板上下盖板的柔性连接结构，其特征在于：所述柔性上盖板(1)和柔性下盖板(2)上的支撑凸台(11)两两成对设置，且膨胀后均能够延伸至相互抵接的位置。

3.根据权利要求2所述的均温板上下盖板的柔性连接结构，其特征在于：所述支撑凸台(11)呈圆锥台状。

4.根据权利要求3所述的均温板上下盖板的柔性连接结构，其特征在于：所述柔性上盖板(1)和柔性下盖板(2)均由内衬薄膜(13)和封闭薄膜(14)复合构成，所述内衬薄膜(13)位于柔性上盖板(1)和柔性下盖板(2)的内表面，所述封闭薄膜(14)位于柔性上盖板(1)和柔性下盖板(2)的外表面；所述内衬薄膜(13)上设置有若干朝内凸出的内凹区，所述支撑凸台(11)由封闭薄膜(14)对内衬薄膜(13)上的内凹区进行封闭形成。

5.根据权利要求4所述的均温板上下盖板的柔性连接结构，其特征在于：所述毛细吸液芯(3)与支撑凸台(11)相对的位置设置有让位孔。

6.根据权利要求5所述的均温板上下盖板的柔性连接结构，其特征在于：所述柔性上盖板(1)的内衬薄膜(13)内表面还设置有若干沿柔性上盖板(1)长度方向延伸的细棱(15)。

7.根据权利要求6所述的均温板上下盖板的柔性连接结构，其特征在于：所述内衬薄膜(13)和封闭薄膜(14)通过胶黏方式复合。

8.根据权利要求7所述的均温板上下盖板的柔性连接结构，其特征在于：所述柔性上盖板(1)及柔性下盖板(2)上的封闭薄膜(14)的内表面均设置有导热铜箔层(16)。

Images