CN213783952U - 一种散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种散热装置。散热装置具有接触热源的热端和远离热源的冷端、自热端指向冷端的第一方向和垂直于第一方向的第二方向，散热装置包括具有封闭内腔的板体、填充于封闭内腔的冷却介质和通过蚀刻形成于板体内表面的毛细结构，毛细结构包括多个沿第一方向间隔设置的第一毛细单元和设置于相邻两个第一毛细单元之间的第二毛细单元；每一个第一毛细单元包括多个沿第二方向间隔设置的第一毛细单体，相邻两个第一毛细单体之间形成通道，相邻的第一毛细单元中的多个第一毛细单体呈矩阵排布；每一个第二毛细单元包括多个沿第二方向间隔设置的第二毛细单体，每一个第二毛细单体部分收容于通道内。本实用新型可以简化散热装置的加工工序。

Description

一种散热装置

技术领域

本实用新型涉及散热技术领域，特别涉及一种散热装置。

背景技术

随着电子电气技术的发展和用户需求的提高，日常生活、科研科教中的各种电子产品的功率越来越大，电子产品的发热越来越严重，均温板(Vapor Chamber，VC)是目前解决各类电子产品散热问题的理想方案。但是现有技术中，均温板通常包括两个相盖合的盖板和设置在二者中间作为毛细结构的网线，网线的使用使均温板的加工工艺较为复杂，导致均温板的加工比较麻烦。

因此，有必要提供一种新的散热装置以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种加工工艺简洁的散热装置。

本实用新型提供一种散热装置，所述散热装置具有与热源接触的热端和远离所述热源的冷端，所述散热装置包括具有封闭内腔的板体、填充于所述封闭内腔内的冷却介质和收容于所述封闭内腔内的毛细结构，所述散热装置具有自所述热端指向所述冷端的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向，其特征在于：

所述毛细结构通过蚀刻形成于所述板体的内表面，所述毛细结构包括多个沿所述第一方向间隔设置的第一毛细单元和设置于相邻两个所述第一毛细单元之间的第二毛细单元；每一个所述第一毛细单元包括多个沿所述第二方向间隔设置的第一毛细单体，相邻两个所述第一毛细单体之间形成通道，相邻的所述第一毛细单元中的多个所述第一毛细单体呈矩阵排布；每一个所述第二毛细单元包括多个沿所述第二方向间隔设置的第二毛细单体，每一个所述第二毛细单体部分收容于所述通道内。

优选的，每一个所述第一毛细单体与相邻的所述第一毛细单元中的一个所述第一毛细单体沿所述第一方向相对设置，每一个所述通道与相邻的所述第二毛细单元中的一个所述第二毛细单体沿所述第一方向相对设置，每一个所述第二毛细单体部分收容于与其相对设置的所述通道内。

优选的，所述散热装置还具有垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向，所述第三方向为所述板体的厚度方向；所述第一毛细单体沿所述第三方向的正投影为多边形，所述多边形包括沿所述第一方向相对设置的两个第一部分，每一个所述第一部分包括两条呈夹角设置的第一边，所述通道包括设置于相邻两个所述第一毛细单体的所述第一边之间的第一子通道，每一个所述第二毛细单体部分收容于与其相对设置的所述通道的所述第一子通道内。

优选的，所述两个第一部分沿所述第一方向间隔设置，所述多边形还包括连接所述两个第一部分的第二部分，所述第二部分包括两条相互平行且沿所述第二方向间隔设置的第二边，所述通道还包括设置于相邻两个所述第一毛细单体的所述第二边之间的第二子通道，所述第二子通道与所述第一子通道相连通。

优选的，所述第一毛细单体中的两条所述第二边之间的距离大于等于0.02毫米且小于等于1.00毫米。

优选的，所述第二子通道的宽度大于等于0.02毫米且小于等于0.50毫米。

优选的，每一个所述第二毛细单体将与其相对设置的所述通道的所述第一子通道分隔成位于所述第二毛细单体两侧并分别与所述第二子通道连通的第一段和第二段。

优选的，所述第一段的宽度大于等于0.02毫米且小于等于0.50毫米，所述第二段的宽度大于等于0.02毫米且小于等于0.50毫米。

优选的，所述第二毛细单体沿所述第三方向的正投影为菱形，所述菱形包括沿所述第一方向相对设置的第三部分与第四部分，每一个所述第二毛细单体的所述第三部分和所述第四部分均至少部分收容于与所述第二毛细单体相对设置的所述通道的所述第一子通道内。

优选的，所述第二毛细单体沿所述第三方向的正投影为所述多边形，每一个所述第二毛细单体的所述第一部分均至少部分收容于与所述第二毛细单体相对设置的所述通道的所述第一子通道内。

优选的，所述第二毛细单体的所述第二边沿所述第一方向的长度小于等于所述第一毛细单体的所述第二边沿所述第一方向的长度。

优选的，相邻两个所述第二毛细单体沿所述第二方向的最小距离大于等于0.02毫米且小于等于0.50毫米。

优选的，所述板体包括第一子板和第二子板，所述第一子板与所述第二子板相对设置且固定连接；所述毛细结构设置于所述第一子板朝向所述第二子板一侧的表面且所述毛细结构与所述第二子板抵接，或者所述毛细结构设置于所述第一子板朝向所述第二子板一侧的表面和所述第二子板朝向所述第一子板一侧的表面。

本实用新型的有益效果在于：直接在散热装置的板体内表面蚀刻形成毛细结构，不需要设置传统的网线作为毛细结构，减少了散热装置的加工工序，使散热装置的加工工艺更简洁；同时，由于避免了网线的使用，有利于制备厚度小于0.3毫米的超薄均温板；此外，第一毛细单体和第二毛细单体之间的位置排布有利于提升封闭内腔内冷却介质的填充均匀性，每一个第二毛细单体部分收容于相邻两个第一毛细单体之间形成的通道内，使得在封闭内腔中形成冷却介质流动的Y型沟槽，有利于冷却介质从热端到冷端的上升，提升均温板的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的散热装置的结构示意图。

图2为图1所示散热装置的爆炸结构图。

图3为图1所示散热装置沿P-P方向的剖视图。

图4为图2所示散热装置中第一子板的第一种局部示意图。

图5为图4中A部分的局部放大图。

图6为图2所示散热装置中第一子板的第二种局部示意图。

图7为图6中B部分的局部放大图。

图8为图7中一个第一毛细单体的结构示意图。

图9为图7中一个第二毛细单体的结构示意图。

图10为图2所示散热装置中第一子板的第三种局部示意图。

图11为图10中C部分的局部放大图。

图12为图11中一个第二毛细单体的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1和图2，图1为本实用新型提供的散热装置的结构示意图，图2为图1所示散热装置的爆炸结构图。散热装置100可以包括板体1、毛细结构2和冷却介质3，其中，板体1具有封闭内腔10，毛细结构2通过蚀刻形成于板体1的内表面，冷却介质3填充于板体1的封闭内腔10内。需要说明的是，板体1的内表面为板体1中从外界不可见的表面。

优选的，板体1可以为矩形结构，板体1也可以为圆角矩形结构。也即是说，板体1的正面和背面可以为矩形，板体1的正面和背面也可以为圆角矩形。其中，板体1的正面和背面为从平行于板体1的厚度方向所看到的两面。在具体的应用场景下，板体1也可以具有其他不同的形状结构，本实用新型对板体1的具体形状不做限制。

板体1的一端101可以作为散热装置100的热端，板体1的另一端102可以作为散热装置100的冷端。板体1的热端101与热源接触，板体1的封闭内腔10内可以设置冷却介质3，当热源发热时，液态的冷却介质3在板体1的热端101受热升温，发生相变成为气体，气态的冷却介质3由板体1的热端101扩散至板体1的冷端102并将热量传递至板体1的冷端102，气态的冷却介质3在板体1的冷端102受冷降温，发生相变重新成为液体，液态的冷却介质3在毛细结构2发生毛细现象，回流至板体1的热端101。板体1可以为金属材质，比如铜或铜合金。铜和铜合金材料具有较高的导热率，可以将热源的热量迅速传递给冷却介质3，也可以将冷却介质3相变产生的热量迅速传递到冷端102。其中，冷却介质3可以为水，冷却介质3也可以为乙醇或丙酮等。

板体1可以包括第一子板11和第二子板12，第一子板11与第二子板12相对设置且固定连接形成板体1。也即是说，第一子板11与第二子板12相盖合后固定连接形成板体1。第一子板11与第二子板12固定连接的方式可以为焊接，第一子板11与第二子板12固定连接的方式也可以为粘接，第一子板11与第二子板12固定连接的方式还可以为螺接，第一子板11与第二子板12还可以通过多种连接方式相组合的方式实现固定连接。本实用新型对第一子板11与第二子板12之间具体的连接方式不做限制。

毛细结构2设置在第一子板11与第二子板12之间。具体地，板体1可以通过蚀刻的方式在第一子板11和/或第二子板12上形成毛细结构2。通过直接在板体1内表面蚀刻形成毛细结构2，不需要设置传统的网线作为毛细结构，可以减少散热装置100的加工工序，使散热装置100的加工工艺更简洁，从而节约散热装置100的加工成本；同时，由于避免了网线的使用，可以减小散热装置100的厚度，有利于制备厚度小于0.3毫米的超薄散热装置100。需要说明的是，板体1也可以通过其他方式形成毛细结构2，比如板体1可以通过浇铸的方式形成具有毛细结构2的第一子板11和/或具有毛细结构2的第二子板12。本实用新型对毛细结构2形成于板体1内表面的具体方式不做限制。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

请一并参阅图3、图4和图5，图3为图1所示散热装置沿P-P方向的剖视图，图4为图2所示散热装置中第一子板的第一种局部示意图，图5为图4中A部分的局部放大图。毛细结构2通过蚀刻形成于第一子板11朝向第二子板12一侧的表面，且毛细结构2与第二子板12抵接。需要说明的是，毛细结构2与第二子板12抵接，表示毛细结构2朝向第二子板12一侧的表面与第二子板12朝向第一子板11一侧的表面之间没有空隙。在这种情况下，毛细结构2可以同时充当第一子板11与第二子板12之间的支撑结构。作为一种实施方式，毛细结构2也可以同时设置于第一子板11朝向第二子板12一侧的表面和第二子板12朝向第一子板11一侧的表面。

板体1具有从热端101指向冷端102的第一方向F1、垂直于第一方向F1的第二方向F2以及沿板体1厚度方向的第三方向F3，其中，第三方向F3同时垂直于第一方向F1和第二方向F2。毛细结构2包括多个沿第一方向F1间隔设置的第一毛细单元21和设置在相邻两个第一毛细单元21之间的第二毛细单元22，每一个第一毛细单元21均包括多个沿第二方向F2间隔设置的第一毛细单体210，每一个第二毛细单元22均包括多个沿第二方向F2间隔设置的第二毛细单体220。

其中，相邻的第一毛细单元21中的多个第一毛细单体210呈矩阵排列，具体地，一个第一毛细单元21中的每一个第一毛细单体210均与相邻的第一毛细单元21中的一个第一毛细单体210沿第一方向F1相对设置。相邻两个第一毛细单体210之间形成一个通道23，每一个第二毛细单体220均部分收容于通道23内，具体地，每一个通道23均与相邻的第二毛细单元22中的一个第二毛细单体220沿第一方向F1相对设置，每一个第二毛细单体220均部分收容于与其相对设置的通道23内。通过第一毛细单体210和第二毛细单体220之间的位置排布，可以形成多个通道23，冷却介质3通过多个通道23流动，有利于提升冷却介质3在封闭内腔10内的填充均匀性，从而提升散热装置100的性能。

请继续参阅图5。第一毛细单体210沿第三方向F3的正投影可以为多边形，该多边形包括两个第一部分211，两个第一部分211沿第一方向F1相对设置，每一个第一部分211均包括两条呈夹角设置的第一边2111。其中，两个第一部分211沿第一方向F1相互邻接设置，以使该多边形成为菱形。两条第一边2111中相远离的两个端点之间的距离D1大于等于0.02毫米且小于等于1.00毫米，也即0.02mm≤D1≤1.00mm。第二毛细单体220沿第三方向F3的正投影可以为菱形，该菱形包括沿第一方向F1相对设置的第三部分223与第四部分224。相邻两个第一毛细单体210的第一边2111之间形成通道23的第一子通道231，每一个第二毛细单体220的第三部分223和第四部分224均部分收容于与其相对设置的通道23的第一子通道231内。

请参阅图6、图7和图8，图6为图2所示散热装置中第一子板的第二种局部示意图，图7为图6中B部分的局部放大图，图8为图7中一个第一毛细单体的结构示意图。第一毛细单体210沿第三方向F3的正投影可以为多边形，该多边形包括两个第一部分211和一个第二部分212，两个第一部分211沿第一方向F1相对设置，每一个第一部分211均包括两条呈夹角设置的第一边2111、第二部分212包括两条相互平行且沿第二方向F2间隔设置的第二边2121。其中，两个第一部分211沿第一方向F1相互间隔设置，一个第二部分212连接于两个第一部分211之间，以使该多边形成为六边形。两条第二边2121之间的距离D2与两条第一边2111中相远离的两个端点之间的距离D1相等，也即0.02mm≤D1＝D2≤1.00mm。优选的，同一条第一边2111的两个端点之间沿第一方向F1的距离H大于等于0.02毫米且小于等于2.00毫米，也即0.02mm≤H≤2.00mm。相邻两个第一毛细单体210的第二边2121之间形成通道23的第二子通道232，第二子通道232与第一子通道231相连通。第二子通道232的宽度L1大于等于0.02毫米且小于等于0.50毫米，也即0.02mm≤L1≤0.50mm。优选的，相邻两个第二毛细单体220沿第二方向F2的最小距离L2大于等于0.02毫米且小于等于0.50毫米，也即0.02mm≤L2≤0.50mm。

请一并参阅图9，图9为图7中一个第二毛细单体的结构示意图。第二毛细单体220沿第三方向F3的正投影可以为多边形，该多边形包括两个第一部分221和一个第二部分222，两个第一部分221沿第一方向F1相对设置，每一个第一部分221均包括两条呈夹角设置的第一边2211、第二部分222包括两条相互平行且沿第二方向F2间隔设置的第二边2221。其中，两个第一部分221沿第一方向F1相互间隔设置，一个第二部分222连接于两个第一部分221之间，以使该多边形成为六边形。每一个第二毛细单体220的两个第一部分221均部分收容于与该第二毛细单体220相对设置的通道23的第一子通道231内，并将该第一子通道231分隔成分别位于该第二毛细单体220两侧的第一段2311和第二段2312，第一段2311和第二段2312分别与第二子通道232连通。作为一种实施方式，第一段2311的宽度L3和第二段2312的宽度L4可以均小于等于第二子通道232的宽度。优选的，第一段2311的宽度L3和第二段2312的宽度L4均大于等于0.02毫米且小于等于0.50毫米，也即0.02mm≤L3≤L1≤0.50mm且0.02mm≤L4≤L1≤0.50mm。

通过使第二毛细单体220的两个第一部分221部分收容于与该第二毛细单体220相对设置的通道23的第一子通道231内，第二毛细单体220将该第一子通道231分隔成分别位于该第二毛细单体220两侧并分别与第二子通道232连通的第一段2311和第二段2312，以使通道23最终形成Y型结构的沟槽。该结构的沟槽间距变化较小，在Y型结构中，分叉沟槽(第一段2311和第二段2312)的间距(L3和L4)略小于垂直沟槽(第二子通道232)的间距(L1)的情况下，使得分叉沟槽处冷却介质3的毛细作用力更大，有利于冷却介质3的上升。同时，分叉沟槽处虽然槽道间距减小，但分叉沟槽的槽道数量多于垂直沟槽的槽道数量，从而保证了毛细结构2的渗透率不受较大影响。

需要说明的是，在该种实施例中，第二毛细单体220的第二边2221沿第一方向F1的长度小于第一毛细单体210的第二边2121沿第一方向F1的长度。也即在第一方向F1上，第二毛细单体220的第二边2221的长度小于第一毛细单体210的第二边2121的长度。

请参阅图10、图11和图12，图10为图2所示散热装置中第一子板的第三种局部示意图，图11为图10中C部分的局部放大图，图12为图11中一个第二毛细单体的结构示意图。第二毛细单体220沿第三方向F3的正投影可以为多边形，该多边形包括两个第一部分221和一个第二部分222，两个第一部分221沿第一方向F1相对设置，每一个第一部分221均包括两条呈夹角设置的第一边2211、第二部分222包括两条相互平行且沿第二方向F2间隔设置的第二边2221。其中，两个第一部分221沿第一方向F1相互间隔设置，一个第二部分222连接于两个第一部分221之间，以使该多边形成为六边形。每一个第二毛细单体220的两个第一部分221均部分收容于与该第二毛细单体220相对设置的通道23的第一子通道231内，并将该第一子通道231分隔成分别位于该第二毛细单体220两侧的第一段2311和第二段2312。

需要说明的是，在该种实施例中，第二毛细单体220的第二边2221沿第一方向F1的长度等于第一毛细单体210的第二边2121沿第一方向F1的长度。也即在第一方向F1上，第二毛细单体220的第二边2221的长度等于第一毛细单体210的第二边2121的长度。

综上所述，本实用新型直接在散热装置的板体内表面蚀刻形成毛细结构，不需要设置传统的网线作为毛细结构，减少了散热装置的加工工序，使散热装置的加工工艺更简洁，从而节约散热装置的加工成本；同时，避免了网线的使用，有利于制备厚度小于0.3mm的超薄均温板；并且第一毛细单体和第二毛细单体之间的位置排布有利于提升封闭内腔内冷却介质的填充均匀性，每一个第二毛细单体部分收容于相邻两个第一毛细单体之间形成的通道内，使得在封闭内腔中形成冷却介质流动的Y型沟槽，有利于冷却介质从热端扩散到冷端，提高均温板的性能。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。

以上对本实用新型提供的散热装置及毛细结构进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。同时，对于本领域的技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (13)

1.一种散热装置，所述散热装置具有与热源接触的热端和远离所述热源的冷端，所述散热装置包括具有封闭内腔的板体、填充于所述封闭内腔内的冷却介质和收容于所述封闭内腔内的毛细结构，所述散热装置具有自所述热端指向所述冷端的第一方向和垂直于所述第一方向的第二方向，其特征在于：

所述毛细结构通过蚀刻形成于所述板体的内表面，所述毛细结构包括多个沿所述第一方向间隔设置的第一毛细单元和设置于相邻两个所述第一毛细单元之间的第二毛细单元；每一个所述第一毛细单元包括多个沿所述第二方向间隔设置的第一毛细单体，相邻两个所述第一毛细单体之间形成通道，相邻的所述第一毛细单元中的多个所述第一毛细单体呈矩阵排布；每一个所述第二毛细单元包括多个沿所述第二方向间隔设置的第二毛细单体，每一个所述第二毛细单体部分收容于所述通道内。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，每一个所述第一毛细单体与相邻的所述第一毛细单元中的一个所述第一毛细单体沿所述第一方向相对设置，每一个所述通道与相邻的所述第二毛细单元中的一个所述第二毛细单体沿所述第一方向相对设置，每一个所述第二毛细单体部分收容于与其相对设置的所述通道内。

3.根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置还具有垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向，所述第三方向为所述板体的厚度方向；所述第一毛细单体沿所述第三方向的正投影为多边形，所述多边形包括沿所述第一方向相对设置的两个第一部分，每一个所述第一部分包括两条呈夹角设置的第一边，所述通道包括设置于相邻两个所述第一毛细单体的所述第一边之间的第一子通道，每一个所述第二毛细单体部分收容于与其相对设置的所述通道的所述第一子通道内。

4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于，所述两个第一部分沿所述第一方向间隔设置，所述多边形还包括连接所述两个第一部分的第二部分，所述第二部分包括两条相互平行且沿所述第二方向间隔设置的第二边，所述通道还包括设置于相邻两个所述第一毛细单体的所述第二边之间的第二子通道，所述第二子通道与所述第一子通道相连通。

5.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述第一毛细单体中的两条所述第二边之间的距离大于等于0.02毫米且小于等于1.00毫米。

6.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述第二子通道的宽度大于等于0.02毫米且小于等于0.50毫米。

7.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，每一个所述第二毛细单体将与其相对设置的所述通道的所述第一子通道分隔成位于所述第二毛细单体两侧并分别与所述第二子通道连通的第一段和第二段。

8.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，所述第一段的宽度大于等于0.02毫米且小于等于0.50毫米，所述第二段的宽度大于等于0.02毫米且小于等于0.50毫米。

9.根据权利要求3或4所述的散热装置，其特征在于，所述第二毛细单体沿所述第三方向的正投影为菱形，所述菱形包括沿所述第一方向相对设置的第三部分与第四部分，每一个所述第二毛细单体的所述第三部分和所述第四部分均至少部分收容于与所述第二毛细单体相对设置的所述通道的所述第一子通道内。

10.根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述第二毛细单体沿所述第三方向的正投影为所述多边形，每一个所述第二毛细单体的所述第一部分均至少部分收容于与所述第二毛细单体相对设置的所述通道的所述第一子通道内。

11.根据权利要求10所述的散热装置，其特征在于，所述第二毛细单体的所述第二边沿所述第一方向的长度小于等于所述第一毛细单体的所述第二边沿所述第一方向的长度。

12.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，相邻两个所述第二毛细单体沿所述第二方向的最小距离大于等于0.02毫米且小于等于0.50毫米。

13.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述板体包括第一子板和第二子板，所述第一子板与所述第二子板相对设置且固定连接；所述毛细结构设置于所述第一子板朝向所述第二子板一侧的表面且所述毛细结构与所述第二子板抵接，或者所述毛细结构设置于所述第一子板朝向所述第二子板一侧的表面和所述第二子板朝向所述第一子板一侧的表面。

Images