CN200966197Y - 具有复合式微结构的均热板 - Google Patents
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Abstract
一种具有复合式微结构的均热板，包括一中空壳体，其界定一封闭腔室；一微结构层，其附着于该壳体的该腔室的表面上；一加强装置，其位于该腔室内以支撑该壳体；及一工作流体，其充填于该腔室之中，其中，该微结构层至少包含第一结构层及第二结构层，该第一结构层及第二结构层之中至少有一结构层是由金属网所形成的微结构层，且该第一结构层及第二结构层具有不相同的平均孔隙尺寸。本实用新型可兼顾提升毛细吸力及降低流阻，而可提高散热效率。
Description
【技术领域】
本实用新型是关于一种均热板，特别是关于一种具有复合式微结构的均热板。
【背景技术】
在现今的各种电子设备(如个人电脑、通讯设备、薄膜电晶体液晶显示器等)中采用了许多在操作时会发热的电子装置，尤其在日渐要求高速运算的情况下，这些电子装置不可避免会产生比已往的装置更多的热。因此，如何防止电子装置过热使效能下降在今天更显得重要，各种电子装置的冷却装置与方法也因应而生。
例如，业界曾提出一种在铜片上附加热管的冷却器。但此种管状热管因无法单独使用，因此又发展出另一种可单独使用的平板型热管。此种平板型热管又称为均热板，因其可单独使用且散热效果亦佳，故现已被大量应用于业界。
均热板一般是由铜片构成一密闭中空壳体，其中空部分被抽成真空并填入工作流体，壳体内壁则附有毛细结构。因在真空状况下，工作流体只要由热源区吸收外来的热即会急速汽化，而此热经由散热区排出后，汽化的工作流体即冷凝回复至液体状态，再经由毛细结构将其导回热源区以反复进行此吸-排热循环。
设计上，若增加毛细结构对工作流体的毛细吸力，将可有效提升均热板的热传导能力。但习知上毛细吸力及流阻却为两个相互冲突的设计因素：若仅考量提升毛细吸力，需提供孔隙较小的毛细结构，但此小孔隙却提供较大流阻而阻碍了工作流体的回流作用；若仅考量降低流阻，则需提供孔隙较大的毛细结构以利于工作流体回流，但此大孔隙却不利于增加毛细吸力。
先前技术已利用微沟槽加工、贴附铜网或铜粉烧结等方式来形成均热板的毛细结构。但这些习知方式所形成的毛细结构只具有一种孔隙平均尺寸，根据上述原因，此对于提升毛细吸力及降低流阻仅能择一而无法兼顾。
【实用新型内容】
针对上述缺失，本实用新型的目的是提出一种具有复合式微结构的均热板，其可兼顾提升毛细吸力及降低流阻，而不会如习知均热板需牺牲其中之一。
依据本实用新型的一种具有复合式微结构的均热板，其特征在于：包含：
一中空壳体，其界定一封闭腔室；
一微结构层，其附着于该壳体的该腔室的表面上；
一加强装置，其位于该腔室内以支撑该壳体；及
一工作流体，其充填于该腔室之中，
其中，该微结构层至少包含第一结构层及第二结构层，该第一结构层及第二结构层之中至少有一结构层是由金属网所形成的微结构层，且该第一结构层及第二结构层具有不相同的平均孔隙尺寸。
上述微结构的第一结构层与第二结构层可配置为二者皆为金属网，或配置为二者之一为金属网，另一者为烧结金属粉所形成的层或粗化制程所形成的层。较佳者，该金属为铜或铝。第一结构层与第二结构层可以彼此重叠或不重叠方式配置。本实用新型的具有复合式微结构的均热板，可兼顾提升毛细吸力及降低流阻，而可提高散热效率。
【附图说明】
图1为依据本实用新型的均热板外观立体图。
图2A为图1沿A-A剖面的本实用新型第一实施例剖面图。
图2B为图2A的均热板的立体分解图。
图3A为图1沿A-A剖面的本实用新型第二实施例剖面图。
图3B为图3A的均热板的立体分解图。
图4为铜网19’的立体图。
图5为图4铜网立体分解图。
【具体实施方式】
图1显示依据本实用新型一实施例的均热板10外观。均热板10大致为扁平状，包含上盖12、下盖14及充填管16。它们的材质通常为铜，但亦可使用其它散热性佳的金属(例如以铝为材料)。上盖12与下盖14可用各种习知制程(例如焊接、扩散接合等)加以接合以形成真空密闭的腔室13(参图2)，供填充适量工作流体(例如纯水，图未示)于其中。用来注入工作流体到腔室13内的充填管16之一端与腔室13连通，另一端在流体注入后被封闭。
图2A及2B显示依据本实用新型均热板10内部的微结构层的第一实施例。在以下实施例中，凡微结构层采用铜网为材料的场合，皆可以其他合适金属网材料(如铝网)来取代铜网，而无须变化结构，以下以铜网为例说明。
铜网18(或称作如第一结构层)是附着于腔室13的大致所有表面上，以形成毛细结构。铜网18附着的方式可利用各种习知制程(例如焊接、扩散接合等)来达成。依据本实用新型之一特点，在下盖14的铜网18上又附着一层面积较小的铜网19(或称作如第二结构层)且铜网19具有尺寸较铜网18的孔隙为小的孔隙，二者联合形成均热板10的复合式毛细结构。可利用各种习知制程(例如焊接、扩散接合等)将铜网19附着于铜网18的上。此处及所有下文提及的铜网“孔隙”是指铜网的‘平均孔隙“而言。
铜网18上形成一些开口18a，铜网19上亦形成一些对应的开口19a，以便让铜柱20的两端穿过铜网18与19上的开口18a与19a而与上盖12与下盖14分别接合。这些铜柱20构成均热板的壳体加强结构，以避免壳体在吸热时受工作流体的汽化压力而变形。开口18a与19a并非绝对需要设置，但在此实施例中以设置较佳。另，为增进工作流体回流，铜柱20的表面亦可进行机械或化学粗化加工(图未示)，例如刻槽或喷沙及化学蚀刻等。
铜网19与被其所覆盖的铜网18的部分共同形成均热板微结构的热源区(蒸发区)，而铜网18未被铜网19覆盖的其他部分则形成均热板微结构的散热区(冷凝区)。该热源区的位置一般是对应于热源(例如中央处理器CPU)的位置。工作流体在热源区吸收热源(例如CPU)所发出的热量后蒸发为气态，而在散热区将热量发散冷凝回液态，然后液态工作流体再回流至热源区，如此反复循环。
因铜网19(即热源区上层)具有较铜网18的孔隙为小的孔隙，故具有较佳的毛细吸力，使得工作流体可被吸附于热源区较长的时间而提升工作流体蒸发量；另一方面，铜网18被铜网19所覆盖的部分(即热源区的下层)及铜网18的其它部分(即散热区)，因具有相同尺寸的较大孔隙(与铜网19孔隙比较)且互为流体连通，故有利工作流体从散热区回流至热源区。如此，可使均热板的整体导热能力显著提升。
熟悉此艺者当可了解，铜网19亦可另外制作一片烧结金属层，例如铜烧结层予以代替。
图3A及3B显示依据本实用新型的第二实施例。
在第一实施例中，铜网18与铜网19是以重叠的方式配置，但在第二实施例中，铜网18与铜网19则以不重叠的方式配置。除此配置方式不同外，其余有关铜网孔隙尺寸、工作原理与上述第一实施例中所述者相同。
在此实施例中，在铜网18上需先形成与面积较小的铜网19的外形尺寸配合的开口18b，以便铜网19可嵌入开口18b内，使铜网18与铜网19彼此的周边接触，并使铜网18与铜网19皆附着于下盖14的内表面上，即位于同一表面上，以确保流体连通(参图3A)。
在上述图2及图3所显示的实施例中，是使用单片铜网19，然亦可使用如图4及图5所显示者，即使用两片铜网19’a及19’b叠合成铜网19’以取代铜网19。在此，铜网19’a及19’b可具有不同或相同的孔隙尺寸，若二者以不同网目方向相叠合，可得到具有较小最终孔隙尺寸的铜网19’。如有需要，尚可继续叠合多片铜网以得到更小孔隙尺寸(图未示)。
在以上实施例中，均热板微结构包含具有不同平均孔隙尺寸的铜网18结构层与铜网19结构层，但实施上并非仅限于此。例如，若保持结构层之一为铜网所形成的结构层，另一结构层可改采烧结金属粉所形成的结构层、粗化制程所形成的结构层等(图未示)。金属粉可为例如铜粉或铝粉等，粗化制程可为任何习知的机械或化学粗化制程，例如刻槽或喷沙及化学蚀刻等。
而无论采用以上何种配置，只要使得均热板微结构包含不同平均孔隙尺寸的结构，则皆可构成本实用新型的复合式结构而可兼顾提升毛细吸力及降低流阻，可提高散热效率。
本实用新型的各个实施例已显示及描述如上，但其并非用以限制本实用新型的保护范围。明显地，熟悉此项技术的人士在不悖离本实用新型且依本实用新型最广观点的情况下所作的任何改变或修改，均应视为仍落于本实用新型的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种具有复合式微结构的均热板，其特征在于：包含：
一中空壳体，其界定一封闭腔室；
一微结构层，其附着于该壳体的该腔室的表面上；
一加强装置，其位于该腔室内以支撑该壳体；及
一工作流体，其充填于该腔室之中，
其中，该微结构层至少包含第一结构层及第二结构层，该第一结构层及第二结构层之中至少有一结构层是由金属网所形成的微结构层，且该第一结构层及第二结构层具有不相同的平均孔隙尺寸。
2.如权利要求1所述的具有复合式微结构的均热板，其特征在于：
该第一结构层与该第二结构层中有一结构层是附着于该壳体的该腔室的所有表面上，另一结构层再重叠于前者上，且二者之间是保持流体连通。
3.如权利要求1所述的具有复合式微结构的均热板，其特征在于：
该第一结构层与该第二结构层之一嵌入另一者之一对应开口内，且该第一结构层与该第二结构层位于该腔室的同一表面上。
4.如权利要求2或3所述的具有复合式微结构的均热板，其特征在于：该微结构层是以扩散接合方式附着于该壳体的该腔室的表面上。
5.如权利要求2或3所述的具有复合式微结构的均热板，其特征在于：该第一结构层与该第二结构层皆由金属网形成。
6.如权利要求2或3所述的具有复合式微结构的均热板，其特征在于：该第一结构层与该第二结构层中有一结构层由金属网形成，另一结构层由烧结金属粉形成。
7.如权利要求2或3所述的具有复合式微结构的均热板，其特征在于：该中空壳体的材料是铜或铝。
8.如权利要求2或3所述的具有复合式微结构的均热板，其特征在于：该金属网的材料是铜或铝。
9.如权利要求2或3所述的具有复合式微结构的均热板，其特征在于：该第一结构层与该第二结构层中，其中的一结构层为金属网层，另一结构层为粗化的层。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C35 | Partial or whole invalidation of patent or utility model | ||
| IP01 | Partial invalidation of patent right |
Commission number: 5W100204 Conclusion of examination: Declare a No. 200620115140.4 utility model patent claim 1, 2 and 4, 5, 6 claims, 7 cited claims 2 of the technical scheme is invalid, 3, 8, 9, 4, 5, 6 claims, 7 cited in claim 3 of the patent rights to maintain effective. Decision date of declaring invalidation: 20101231 Decision number of declaring invalidation: 15899 Denomination of utility model: A soaking plate with the composite miniature structure Granted publication date: 20071024 Patentee: Maike Science and Technology Co., Ltd. |
|
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20071024 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |