CN214502177U - 具双相单向流的超薄型均温板元件 - Google Patents

Abstract

一种具双相单向流的超薄型均温板元件，具有吸热区及远端冷凝区。该超薄型均温板元件包含有两个金属片材和毛细结构，第一金属片材具有一第一凹陷表面和M条长条型支撑墙结构。M条长条型支撑墙结构分隔出M+1个沟槽。第二金属片材迭合于第一金属片材上，与M+1个沟槽形成M+1个容置空间，各容置空间透过吸热区及远端冷凝区相互连通。毛细结构形成于均温板元件内部。P个容置空间的第一区段中填满毛细结构，Q个容置空间的第二区段中无毛细结构。由此，本实用新型能有效提升超薄型大尺寸均温板元件的热传导效率，以降低吸热区与远端冷凝区之间的温差值。

Description

具双相单向流的超薄型均温板元件

技术领域

本实用新型关于一种新式的薄型均温板元件，尤其是指一种与一般工作流体具有双相逆向流的薄型均温板元件不同，而是其工作流体具有双相单向流功能的一种超薄型较大尺寸的具双向单向流的超薄型均温板元件。

背景技术

习知微处理器是电子及通讯产品的核心元件，在高速运算下容易产生热而成为电子装置的主要发热元件。如果没能即时将热散去，将产生局部性的热点。倘若没有良好热管理方案及散热系统，往往造成微处理器过热而无法发挥出应有的功能，甚至影响到整个电子装置系统的寿命及可靠度。目前，电子及通讯产品处理热点的解热及导热的有效方式，是将均温板的吸热端接触该电子装置的微处理器。微处理器所产生的高热被传导并分布至机壳，将热辐射至空气中。

均温板元件是一种扁平状的真空密闭腔体。密闭腔体内壁上铺设有毛细结构并容置有工作流体。均温板的工作原理系当均温板吸热区与热源接触时，在吸热区毛细结构中的液相工作流体吸收热能，从液相转变为气相。由于元件内压力差，气相工作流体由腔体中的气道向远端冷凝区快速流动。当气相工作流体流至远离热源的冷凝区时释放潜热，从气相工作流体转变为液相工作流体而进入毛细结构中。接着，液相工作流体由腔体中连续性毛细结构的毛细力，输送回流至吸热区，形成液气相的流动循环。均温板元件由上述的工作流体的相变及循环达到快速传导热能的目的，并使微处理器降温及散热。此种工作流体的双相逆向流循环模式在元件厚度大于0.3mm且元件内部容置空间及气道较为充足的一般型均温板元件，可以运作得很好。

随着5G移动通讯设备的普及，追求产品轻薄的设计已成为一种趋势，对于均温板元件的厚度要求亦趋严格。一般元件厚度小于1mm通称为超薄均温板，而目前市场上能够量产的超薄均温板元件厚度都在0.3mm以上。一旦元件厚度低于0.3mm，尺寸长度超过60mm，且元件面积大于2000mm²后，由于元件内部容置空间狭窄，大大限制了毛细结构厚度，也压缩了由吸热区通往远端冷凝区的气道空间。

超薄均温板的设计在结构上一般为平均地在其腔体内表面铺置并形成毛细结构，让液相工作流体依赖毛细结构的毛细力来输送。同时在毛细结构的上方留有一定间隙空间让气相工作流体在其间流动。当均温板元件厚度小于1mm时，由于内部容置空间有限，毛细结构的厚度要求亦相对的要薄，因此毛细结构的铺置成型就很难用烧结金属粉末的工艺来制作。铺置铜网或泡沫铜片成为制作毛细结构的主流方式。但是，一旦超薄均温板元件厚度小于0.3mm时，毛细结构的厚度设计仅仅能有几十微米，铺置铜网或泡沫铜片来制作毛细结构亦面临了制作工艺上的瓶颈。因此，印刷浆料烧结微细粉末形成超薄毛细厚度的多孔隙毛细结构，成了新的工艺选择。

一般超薄均温板内的工作流体循环为双相逆向流，也就是液相工作流体在毛细结构内流动的方向与气相工作流体在气道空间内的流动方向是相反的。气相工作流体由吸热区流向冷凝区，液相工作流体则由冷凝区逆向流回吸热区以完成循环，两者流动方向恰好相反。随着气道空间的变窄、气道长度的变长、气体与毛细结构表面的液相流产生的逆向摩擦力增大，均温板的携带极限值就变得更小，液相工作流体回流吸热区的量将会受到携带极限的限制。另外，气相工作流体因为摩擦力增大，而提前冷凝成液相工作流体而进入毛细结构，又逆向回流至吸热区，导致吸热区的热量较难传导至远离吸热区的冷凝区域，造成均温板元件吸热区及远端冷凝区之间的温差值过大。

就目前而言，双相逆向流是被实际应用于超薄均温板元件的技术，而且目前业界能正式量产的超薄均温板元件厚度皆不低于0.3mm。然而，在5G时代的趋势下，移动电子产品热源功率加大，升温速度更快，电子元件更轻薄，既有的超薄均温板元件的结构及设计概念，已经无法符合未来应用上的各种需求。超薄均温板元件厚度越薄，毛细结构厚度及气道空间高度就越薄，若面对相同的热源，所需的元件的面积就会越大；元件的面积越大，吸热区与冷凝区的距离就越长。为了解决厚度在0.3mm以下且面积又大的超薄均温板元件中液相气相的循环问题，除了要克服超薄毛细结构的毛细极限外，同时还需克服因双相逆向流在狭窄空间的携带极限问题。

请参见图1的习知技术中的习知均温板元件结构P。热源H在左端，当习知均温板元件结构P非常轻薄狭长时，气相工作流体PG在狭窄的气道P2中流动会不断与毛细结构P1摩擦，而冷凝成液相工作流体PL，进而被滞留。因此，潜热也只被带到均温板元件中段区，就被液相工作流体PL带回到吸热端。毛细结构表面液相工作流体流向吸热端时与气相工作流体方向相反，产生摩擦而降低了液相工流体往吸热区的携带极限。利用实验举例说明，若吸热区均温板表面的温度T1为55度，中段区的温度T2为50度，右端的温度T3仅为40度，温差ΔT13相差15度。而一般均温板元件要求温差ΔT13要控制在5度以内。这表示热能累积在左端到中间，并没有被输送到右端，而均温板并没有达到均温的功能。这种问题在超薄均温板元件厚度越薄，元件面积越大，T1-T3距离越远时将越加的明显。这会使得移动电子装置系统商在对整个系统做热管理设计时，对于厚度小于0.3mm的超薄均温板元件的尺寸大小、形状设计存在着一些限制条件。

如果热能只在习知均温板结构P的吸热端和中段区间循环，而不能到达右端，右端的工作流体也缺乏对流。工作流体没有足够长的循环距离，也就没办法发挥习知均温板结构P最大的解热及导热效益。

因此，如何让工作流体在超薄均温板元件，尤其是厚度小于0.3mm，尺寸长度大于60mm，面积大于2000mm²的超薄均温板元件中快速且完整循环，达到理想的导热与解热功能，是5G时代制作超薄均温板急需要解决的课题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种具双相单向流的超薄型均温板元件，其能有效解决大尺寸超薄型均温板中，由于工作流体双相逆向流的携带极限值过低造成元件吸热区和远端冷凝区之间温差过大的问题，以使得高功率超薄大尺寸的均温板元件的制作及应用得以实现。本实用新型利用大面积超薄均温板元件内部毛细结构的配置形成方式以及液气两相工作流体的流道设计，来改变目前一般均温板元件内工作流体的双相逆向流循环模式，而形成工作流体的双相单向流的循环型态。进而，使工作流体在超薄均温板中在吸热区及远端冷凝区之间呈现良好的气液双相循环，以解决携带极限造成元件温差过大的问题，并解决单一个吸热区多个远端冷凝区以及多个吸热区多个远端冷凝区的元件均温性问题。

为实现上述目的，本实用新型公开了一种具双相单向流的超薄型均温板元件，其特征在于包含有：

一第一金属片材，具有一第一凹陷表面、M个第一长条型支撑墙和M+1个第一沟槽结构，该第一凹陷表面分为一吸热区、至少一远端冷凝区和一中段区，该M个第一长条型支撑墙设置于该中段区且分隔出该M+1个第一沟槽结构；

一第二金属片材，具有一第二表面，迭合于该第一金属片材的该第一凹陷表面上，该M+1个第一沟槽结构和该第二表面之间形成M+1个容置空间，该M+1个容置空间由该吸热区和该远端冷凝区相互连通，该M+1个容置空间进一步包含有：

P个第一容置空间，具有一第一区段；以及

Q个第二容置空间，具有一第二区段；

其中，P、Q、M皆为自然数，P和Q皆≧1，M≧2；

一毛细结构，连续性地形成于该吸热区、该远端冷凝区和该第一容置空间，该毛细结构占据该第一区段的空间，且该毛细结构不形成于该第二区段；以及

一工作流体，设置于该超薄型均温板元件内且根据环境不同在一气相工作流体和一液相工作流体之间相变转换从而当吸热区被加热时气相工作流体自该吸热区沿着该些第二容置空间朝向该远端冷凝区流动而该液相工作流体自该远端冷凝区沿着该些第一容置空间朝向该吸热区流动。

其中，该第一区段位于该第一容置空间中贴近该吸热区之处，该第二区段位于该第二容置空间中贴近该吸热区之处，且P+Q≦M+1。

其中，该超薄型均温板元件的最远两点的距离不小于60mm，该超薄型均温板元件的总厚度不大于0.3mm，该超薄型均温板元件的面积不小于2000mm²。

其中，该第二容置空间的该第二区段的长度不小于1.0mm。

其中，该毛细结构进一步分为一第一毛细结构和一第二毛细结构，该第一毛细结构设置于该吸热区，且该第一毛细结构的孔隙率大于该第二毛细结构。

其中，该第二表面进一步为一第二凹陷表面，其具有M个第二长条型支撑墙和M+1个第二沟槽结构，该些第二长条型支撑墙对应于该些第一长条型支撑墙，并分隔出该些第二沟槽结构，该些第一沟槽结构和该些第二沟槽结构迭合形成该M+1个容置空间。

其中，该第二区段覆有一疏水性涂层。

其中，该毛细结构的占据空间比例自该第二区段经该远端冷凝区至该第一区段呈梯度上升。

其中，该毛细结构为粉末烧结的一金属多孔隙毛细结构，该金属多孔隙毛细结构包含有多个链状铜构件和多个类球状铜构件，该些链状铜构件相互连结，该些类球状铜构件散布于该些链状铜构件之间，且该些类球状铜构件的平均直径大于该些链状铜构件的平均直径。

由此，本实用新型能提升超薄型较大尺寸均温板元件的热传导效率以降低该元件吸热区与远端冷凝区之间的温差值。尤其是适用于元件厚度不大于0.3mm且尺寸长度不小于60mm、面积不小于2000mm²、形状不规则的超薄型均温板元件。这种类型的超薄型均温板元件由于元件内部容置空间及气道过于狭窄，且吸热区至远端冷凝区之间距离过长；又因毛细极限及携带极限的限制，而造成工作流体传导效率不足。两者限制共同造成吸热区与冷凝区之间的温差值过大，热能无法有效传导。

而本实用新型的设计提供的双相单向流的薄型均温板元件，在中段区由M条长条型支撑墙隔出M+1条长条型容置空间。由填满第一容置空间中第一区段的毛细结构来阻挡气相工作流体经第一容置空间向远端冷凝区流动，气相工作流体集中通往第二容置空间流动而流向远端的冷凝区。由没有铺置及形成毛细结构的第二区段断开了吸热区的毛细结构与冷凝区毛细结构在第二容置空间中的连通，阻止了冷凝后的液相工作流体由第二容置空间中的毛细结构逆向回流至吸热区，而只能与气相工作流体一样顺向的由远端冷凝区及第一容置空间的连续性毛细结构流向吸热区，以完成整个液气相的循环。

附图说明

图1习知技术中的均温板元件结构及工作流体循环模式；

图2绘示本实用新型一具体实施例中第一金属片材和第二金属片材的示意图；

图3A绘示本实用新型一具体实施例中超薄型均温板元件的俯瞰示意图；

图3B绘示图3A的实施例中气相工作流体和液相工作流体的流动示意图；

图4A绘示图3B的实施例中沿AA切线的第一容置空间的剖面图；

图4B绘示图3B的实施例中沿BB切线的第二容置空间的剖面图；

图5绘示本实用新型另一具体实施例中超薄型均温板元件的俯瞰示意图；

图6A绘示本实用新型另一具体实施例的第一容置空间的剖面图；

图6B绘示图6A实施例的第二容置空间的剖面图；

图7绘示本实用新型一具体实施例中毛细结构的示意图；

图8绘示本实用新型一具体实施例中第一毛细结构和第二毛细结构的示意图；

图9A绘示本实用新型另一具体实施例的第一容置空间的剖面图；

图9B绘示图9A实施例的第二容置空间的剖面图。

具体实施方式

为了让本实用新型的优点，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。需注意的是，这些具体实施例仅为本实用新型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实用新型或对应的具体实施例。又，图中垂直方向、水准方向和各元件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。

请参阅图2至图4。图2绘示本实用新型一具体实施例中第一金属片材和第二金属片材的示意图；图3A绘示超薄型均温板元件的俯瞰示意图；图3B绘示图3A的实施例中气相工作流体和液相工作流体的流动示意图；图4A绘示图3B的实施例中沿AA切线的剖面图；图4B绘示图3B的实施例中沿BB切线的剖面图。图4A和图4B中绘示的虚线代表容置空间的范围。

一种具双相单向流的超薄型均温板元件S，包含有一第一金属片材1、一第二金属片材2、一毛细结构3和一工作流体(图未示)。第一金属片材1具有一第一凹陷表面10、M个第一长条型支撑墙15、M+1个第一沟槽结构11，M≧2。第一凹陷表面分为吸热区101、至少一远端冷凝区102和中段区105，M个第一长条型支撑墙15设置于中段区105且分隔出M+1个第一沟槽结构11。第二金属片材2具有一第二表面20，迭合于第一金属片材1的第一凹陷表面10上。M+1个第一沟槽结构11和第二表面20之间形成M+1个容置空间5。M+1个容置空间5由吸热区101和远端冷凝区102相互连通。M+1个容置空间5进一步包含有具有一第一区段510的P个第一容置空间51以及具有一第二区段520的Q个第二容置空间52。其中，P、Q、M皆为自然数，P和Q皆≧1。

毛细结构3连续性地形成于吸热区101、远端冷凝区102和第一容置空间51。毛细结构3占据第一区段510的空间，且毛细结构3不形成于第二区段520。工作流体设置于超薄型均温板元件S内，根据环境不同在一气相工作流体SG和一液相工作流体SL之间相变转换；基本上是温度高时相变成气相工作流体SG，温度低时相变成液相工作流体SL。其中，当吸热区101被加热时，气相工作流体SG自吸热区101沿着第二容置空间52朝向远端冷凝区102流动，液相工作流体SL自远端冷凝区102沿着第一容置空间51朝向吸热区101流动。

吸热区101为热源H所对应的区段，通常吸热区101较热源H更略大，也就是吸热区101的俯瞰面积大于热源H的俯瞰面积。所谓毛细结构3的占据空间，系指将毛细结构3内部的孔隙也视作为毛细结构3的一部份，因此毛细结构3外表面的长宽高相乘即为毛细结构3占据空间。本说明书中，除了图7及图8，毛细结构3在图中以点状区域呈现。第一沟槽结构11中无点的空白区域为第二容置空间52的第二区段520，较密的点区为第一容置空间51的第一区段510。

第一容置空间51和第二容置空间52原则上是被第二表面20、第一凹陷表面10(或/和其上的毛细结构3)、第一长条型支撑墙15所包围成长条型的空间。第一容置空间51和第二容置空间两端连通吸热区101和远端冷凝区102，而第一区段510和第二区段520则是长条型空间中的横切段落。在若干实施例中，第一容置空间51和第二容置空间分别约略等于其所在的第一沟槽结构11所占空间。

第一长条型支撑墙15可以是蚀刻第一金属片材1而形成，或可为含有金属的浆料经高温烧结而成的致密性墙体。第一长条型支撑墙15可限制工作流体在相邻两容置空间之间穿越。被毛细结构3占满的第一区段510，其毛细结构3的孔隙中会大致充满液相工作流体SL，因此也会限制吸热区气相工作流体SG的穿越；不铺设毛细结构3的第二区段520，因为没有毛细结构3带动液相工作流体SL流动，远端冷凝区102的液相工作流体SL不会经第二区段520回流到吸热区101。

第一长条型支撑墙15设置的位置定义了中段区105至少一边的界线。第一长条型支撑墙15也隔绝了不同第一容置空间51和第二容置空间52的直接连通，使第一容置空间51和第二容置空间52必须仰赖吸热区101和远端冷凝区102连通。在图4及之后的剖面图视角中，会看到第一长条型支撑墙15位置落在毛细结构3的后方，长条型支撑墙在图中以白色区域呈现。

M个第一长条型支撑墙15隔出M+1个第一沟槽结构11，而吸热区101、M+1个第一沟槽结构11、远端冷凝区102形成一个多重环绕路线的腔体。由几乎填满第一区段510的毛细结构3，阻挡吸热区101毛细结构3中液相工作流体SL沸腾时产生的气相工作流体SG通过第一容置空间51，而集中地通往第二容置空间52朝远端冷凝区102流动。由几乎没有毛细结构3的第二区段520，吸热区101的气相工作流体SG较无阻碍的从第二容置空间52通往远端冷凝区102。在远端冷凝区102凝结的液相工作流体SL，则因为第二区段520几乎没有毛细结构3，缺乏毛细途径而难以流通过第二容置空间52至吸热区101，而是集中从第一容置空间51的毛细结构3中回流至吸热区101。液相工作流体SL从远端冷凝区102经过第一容置空间51到达吸热区101；而气相工作流体SG从吸热区101，依序经过第二容置空间52和远端冷凝区102到达第一容置空间51，逐渐冷凝。因此，液相工作流体SL和气相工作流体SG的流动起始点不同，但流动方向相同。此外，吸热区101到远端冷凝区102的对流方向形成后，有助于带动工作流体对流速度，进一步减少紊流，再次提升导热效率。

在具体实施例中，由于P个第一容置空间51及Q个第二容置空间52在多个远端冷凝区102是相互连通的，毛细结构3中的液相工作流体SL会因毛细压差而自行选择回流至吸热区101的第一容置空间51通道。

另外，由改变第二容置空间52中没有形成毛细结构3的第二区段520的长度D1，来调节气相工作流体SG的冷凝位置，以达到优化元件各区的均温目的。

本实用新型中，第一区段510的目的是为了阻挡气相工作流体SG流通，能够一定程度阻挡路径的区域即可称为第一区段510，通常是第一容置空间51中最靠近吸热区101的区域。第二区段520的目的是为了截断毛细结构，使液相工作流体SL无法从第二容置空间52流向吸热区101，第二容置空间52与吸热区101中间间隔的区域即可称为第二区段520，通常是第二容置空间52中最靠近吸热区101的区域。第一区段510位于第一容置空间51中贴近吸热101区之处，第二区段520位于第二容置空间52中贴近吸热区101之处。第一区段510和第二区段520的边缘越接近吸热区，越可以将单向循环最大化。

于具体实施例中，毛细结构3填满第一区段510的空间，或大致填满第一区段510的空间。第一区段510中毛细结构3的占据空间比例越高，形成单向流工作流体的效果越好。第二区段520中没有任何毛细结构3，或仅形成非常薄的一层毛细结构。第二区段520中毛细结构3的占据空间比例越低，形成单向流工作流体的效果越好。在最理想的状况下，第一容置空间51的第一区段510中，毛细结构3的占据空间比例为100％；第二容置空间52的第二区段520中，毛细结构3的占据空间比例为0％。此时，形成单向流工作流体的效果最佳。基于实务上毛细结构3的占据空间比例不易达到0％或100％，在一较佳的实施例中，第一容置空间51的第一区段510中，毛细结构3的占据空间比例大于90％，称为填满毛细结构3；第二容置空间52的第二区段520中，毛细结构3的占据空间比例小于10％，称为不形成毛细结构3。

为了使第二容置空间52内的液相工作流体不要流回吸热区101，第二容置空间52的第二区段520的长度D1大于1.0mm，更能有效截断或降低毛细现象。不同的第二容置空间52中的第二区段520的长度D1可以有不同长度，用以调节不同容置空间52中气相工作流体冷凝为液相工作流体进入毛细结构3中的位置，进而调节均温板上不同点位置的温度。且当第二区段520中覆有一疏水性涂层时，可使气相工作流体SG更不易在第二区段520的金属片材表面凝结，而降低液相工作流体SL流动，或减少液相工作流体进入毛细结构3中进行循环。

于图3A的实施例中，M＝4，P＝2，Q＝3。也就是超薄型均温板元件S具有4个第一长条型支撑墙15，5个第一沟槽结构11，两个第一容置空间51和3个第二容置空间52。P和Q数量可以不同，形成多重流道路线使超薄型均温板元件S的形状设计上具有更多的弹性。原则上P+Q≦M+1，也就是第一长条型支撑墙15的数量决定了P+Q的上限数量。

请参阅图5。图5绘示本实用新型另一具体实施例中超薄型均温板元件的俯瞰示意图。未特别绘出或描述的元件，其功能与结构与前述实施例大致相同，并依据本实施例做合理的调整。图5实施例中，M＝10，P＝5，Q＝6。图5中有两个远端冷凝区102，连通同一个吸热区101。较密布的第一长条型支撑墙15使得超薄型均温板元件S有较好的支撑力，并且较有效的限制了毛细方向。11个第一沟槽结构11依序排列，其中最左边四个和最右边两个第一沟槽结构11含有第二区段520，中间五个第一沟槽结构11含有第一区段510。此方式可以使吸热区101的气相工作流体平均的自两侧的第二容置空间52导向两个远端冷凝区102，液相工作流体再由中间的第一容置空间51流回吸热区101。此结构设计使超薄型均温板元件作用时，形成两个大范围的工作流体循环路线。

于其他实施例中，在吸热区与冷凝区之间，还可以有R个一般性的第一沟槽结构11，铺设20％～80％的毛细结构3厚度。此时P+Q<M+1。R个一般性的第一沟槽结构11与第二金属片材2形成R个容置空间，其液相工作流体与气相工作流体是以双相逆向流的模式循环。当吸热区与冷凝区之间距离较短时，毛细极限及携带极限影响循环的程度不大，对温差影响也不大。

在一具体实施例中，对于超大面积不规则状的超薄均温板元件而言，本实用新型的毛细结构3及工作流体的气相及液相的流道设计能具有非常弹性的设计。可以是双相单向流的工作流体循环模式，亦可以是同时具有双相单向流及双相逆向流的工作流体循环模式。

请参阅图6。图6A绘示本实用新型另一具体实施例的第一容置空间的剖面图；图6B绘示图6A实施例的第二容置空间的剖面图。除了第一区段510和第二区段520，第一凹陷表面10的吸热区101、远端冷凝区102、第一容置空间51的其余部分和第二容置空间52的其余部分，毛细结构3的占据空间比例介于20％～80之间。且这些区域中毛细结构3的占据空间比例自第二区段520经远端冷凝区102至第一区段510呈梯度上升，例如0.01％、20％、50％、80％、99.99。气相工作流体顺向遇到梯度上升的毛细结构3，可以逐渐的提升毛细结构3对气相工作流体的捕捉程度，增加冷凝效果，并且逐渐提升了蓄水量和液体传递能力。

请再参阅图4B。超薄型均温板元件S厚度D2原则上不大于0.3mm，厚度D2起算自第一金属片材1的外表面至第二金属片材2的外表面。超薄型均温板元件S的最远两点的距离长度D3大于60mm，严格来说最远距离长度D3应接近连接超薄型均温板元件S的吸热区101与远端冷凝区102的最远两端直线距离，图4B仅为示意。在上述的长度与厚度比尺寸限制下，既有技术与结构尚无法做出良好运作的薄型均温板，唯有本实用新型提供的超薄型均温板元件S可以达成全元件的流体循环。以实验举例来说，吸热区101的温度T4为52度C，中段区的温度T5为50度C，右端的温度T6为48度C，温差ΔT46相差4度C。吸热区与远端冷凝区之间的温差仅为4度C，达到一般应用上温差小于5度C的要求。这表示热能有效被传导至另一端，自然能有效解热散热。

请参阅图7和图8。图7绘示本实用新型一具体实施例中毛细结构的示意图；图8绘示本实用新型一具体实施例中第一毛细结构和第二毛细结构的示意图。毛细结构3系为粉末烧结的一金属多孔隙毛细结构，金属多孔隙毛细结构包含有多个链状铜构件37和多个类球状铜构件38，链状铜构件37相互连结，类球状铜构件38散布于链状铜构件37之间，且类球状铜构件38的平均直径大于链状铜构件37的平均直径。于一具体实施例中，金属多孔隙毛细结构为一浆料经印刷工艺、烘干工艺、裂解工艺和烧结工艺所制成，浆料包含有一聚合物胶体、多个金属铜颗粒和多个铜氧化物颗粒。

于一实施例中，金属铜粉末的平均粒径D50约为10um～15um，铜氧化物粉末的平均例径约为0.5um～5um，尤其可以是八角形晶体的氧化亚铜粉末。浆料经烘干后去除溶剂形成一固化物，聚合物附着于金属铜粉末和铜氧化物粉末之间。固化物经裂解后聚合物气化，在金属铜粉末和铜氧化物粉末之间留下孔洞。再于氮氢混合气氛下烧结后，金属铜粉末形成球状铜构件38，铜氧化物粉末则拉伸并还原成链状铜构件37，由于铜氧化物粉末较小，还原后比金属铜粉末更易烧结，并由球状铜构件38之间的间隙流动，使链状铜构件37和球状铜构件38彼此交错的烧结。

请参阅图5、图7和图8。毛细结构3进一步分为第一毛细结构31和第二毛细结构32，两者为连续性结构。第一毛细结构31设置于吸热区101，第二毛细结构32设置于远端冷凝区102及中段区105，或称吸热区101以外的位置。第一毛细结构31的孔隙率大于第二毛细结构32；第一毛细结构31的孔径大于第二毛细结构32的孔径；第一毛细结构31中的球状铜构件38的平均粒径大于第二毛细结构32中的球状铜构件38的平均粒径。

第一毛细结构31的平均粒径大有利于液相工作流体沸腾时受到较少热阻，蒸发成气相工作流体的速度较快；相对来说，第二毛细结构32的平均粒径小则有利于提升毛细力，使液相工作流体的流动速度加快。因此，第一毛细结构31设置于吸热区较有助于液相转成气相工作流体，第二毛细结构32设置于其他部分有助于液相工作流体流动，尤其设置在第一区段510处时可阻挡气相工作流体通过。

请参阅图9A和图9B。图9A和图9B绘示本实用新型另一具体实施例的第一容置空间和第二容置空间的剖面图。为清楚示意，第一金属片材1和第二金属片材2并未完全接合。第二表面20进一步是一第二凹陷表面，具有M个第二长条型支撑墙25和M+1个第二沟槽结构22，该些第二长条型支撑墙25对应于该些第一长条型支撑墙15，并分隔出该些第二沟槽结构22，该些第一沟槽结构11和该些第二沟槽结构22迭合形成该M+1个容置空间。

于一具体实施例中，图4A的第一金属片材1需经过两次的浆料铺置才能形成突起的毛细结构3，亦可直接贴合一片厚度与容置空间厚度D2大约一致的毛细结构3形成气相工作流体的阻绝。图9A或图9B的结构中，对应的做法是第一金属片材1或第二金属片材1各进行一次浆料铺置再烧结，就能形成具有阻挡性的第一区段510的毛细结构3，可改变工序作法，节省第一次铺置浆料后等待固化的时间。

此外，本实用新型中除了第一长条型支撑墙15作为主结构墙体，还可以有次级支撑墙(图未示)作为辅助结构墙体，以及可以有支撑柱17作为不影响流体方向的局部补强。于一具体实施例中，第一长条型支撑墙15为一连续性的长条型结构，亦可为中间具有狭小缝隙的多个结构所组成的状似长条型结构。此处所述的缝隙狭小，是以可忽略工作流体在相邻容置空间中的渗透效应为基准。

本实用新型主要的目的是提升超薄型较大尺寸均温板元件的热传导效率以降低该元件吸热区与远端冷凝区之间的温差值。尤其是适用于元件厚度不大于0.3mm且尺寸长度不小于60mm、面积不小于2000mm²、形状不规则的超薄型均温板元件。由于元件内部容置空间及气道过于狭窄，且吸热区至远端冷凝区之间距离过长；又因毛细极限及携带极限的限制，而造成工作流体传导效率不足。两者限制共同造成吸热区与冷凝区之间的温差值过大，热能无法有效传导。

而本实用新型的设计提供的具有双相单向流的薄型均温板元件，在中段区由M条长条型支撑墙隔出M+1条长条型容置空间。由填满P个第一容置空间中第一区段的毛细结构来阻挡气相工作流体经P个第一容置空间向远端冷凝区流动，气相工作流体集中通往Q个第二容置空间流动而流向远端的冷凝区。由没有铺置及形成毛细结构的第二区段断开了吸热区的毛细结构与冷凝区毛细结构在Q个第二容置空间中的连通，阻止了冷凝后的液相工作流体由Q个第二容置空间中的毛细结构逆向回流至吸热区，而只能与气相工作流体一样顺向的由远端冷凝区及P个第一容置空间的连续性毛细结构流向吸热区，以完成整个液气相的循环。

同时，可由在Q个第二容置空间中的第二区段长度的不同设计来调节气相工作流体冷凝进入毛细结构的位置，进一步调节均温板的温度分布。另外，由于远端冷凝区、P个第一容置空间与Q个第二容置空间相互连通，由Q个第二容置空间汇流过来在远端冷凝区的液相工作流体可依毛细压力差选择P个第一容置空间中任一流道由毛细结构输送回吸热区而形成液气相循环。

由此，相较于习知超薄均温板技术中皆使用双相逆向流的工作流体循环模式，应用本实用新型的设计在厚度不大于1.0mm、长度超过50mm、面积大于1000mm²的均温板元件时，即可出现一定程度的导热及均热效率的提升。当习知技术和本实用新型都应用于厚度不大于0.3mm、长度超过60mm、面积大于2000mm²的超薄型均温板元件时，本实用新型的导热及均热效率更能显著地增加，进一步大幅减少了吸热区及远端冷凝区两端的温差。是以，本实用新型有着极佳的导热及均温功效，极具创新性能。

由以上较佳具体实施例的详述，系希望能更加清楚描述本实用新型的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本实用新型的范畴加以限制。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实用新型所欲申请的专利范围的范畴内。因此，本实用新型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 (9)

1.一种具双相单向流的超薄型均温板元件，其特征在于包含有：

一第一金属片材，具有一第一凹陷表面、M个第一长条型支撑墙和M+1个第一沟槽结构，该第一凹陷表面分为一吸热区、至少一远端冷凝区和一中段区，该M个第一长条型支撑墙设置于该中段区且分隔出该M+1个第一沟槽结构；

一第二金属片材，具有一第二表面，迭合于该第一金属片材的该第一凹陷表面上，该M+1个第一沟槽结构和该第二表面之间形成M+1个容置空间，该M+1个容置空间由该吸热区和该远端冷凝区相互连通，该M+1个容置空间进一步包含有：

P个第一容置空间，具有一第一区段；以及

Q个第二容置空间，具有一第二区段；

其中，P、Q、M皆为自然数，P和Q皆≧1，M≧2；

一毛细结构，连续性地形成于该吸热区、该远端冷凝区和该第一容置空间，该毛细结构占据该第一区段的空间，且该毛细结构不形成于该第二区段；以及

一工作流体，设置于该超薄型均温板元件内且根据环境不同在一气相工作流体和一液相工作流体之间相变转换从而当吸热区被加热时气相工作流体自该吸热区沿着该些第二容置空间朝向该远端冷凝区流动而该液相工作流体自该远端冷凝区沿着该些第一容置空间朝向该吸热区流动。

2.如权利要求1所述的具双相单向流的超薄型均温板元件，其特征在于，该第一区段位于该第一容置空间中贴近该吸热区之处，该第二区段位于该第二容置空间中贴近该吸热区之处，且P+Q≦M+1。

3.如权利要求1所述的具双相单向流的超薄型均温板元件，其特征在于，该超薄型均温板元件的最远两点的距离不小于60mm，该超薄型均温板元件的总厚度不大于0.3mm，该超薄型均温板元件的面积不小于2000mm²。

4.如权利要求1所述的具双相单向流的超薄型均温板元件，其特征在于，该第二容置空间的该第二区段的长度不小于1.0mm。

5.如权利要求1所述的具双相单向流的超薄型均温板元件，其特征在于，该毛细结构进一步分为一第一毛细结构和一第二毛细结构，该第一毛细结构设置于该吸热区，且该第一毛细结构的孔隙率大于该第二毛细结构。

6.如权利要求1所述的具双相单向流的超薄型均温板元件，其特征在于，该第二表面进一步为一第二凹陷表面，其具有M个第二长条型支撑墙和M+1个第二沟槽结构，该些第二长条型支撑墙对应于该些第一长条型支撑墙，并分隔出该些第二沟槽结构，该些第一沟槽结构和该些第二沟槽结构迭合形成该M+1个容置空间。

7.如权利要求1所述的具双相单向流的超薄型均温板元件，其特征在于，该第二区段覆有一疏水性涂层。

8.如权利要求1所述的具双相单向流的超薄型均温板元件，其特征在于，该毛细结构的占据空间比例自该第二区段经该远端冷凝区至该第一区段呈梯度上升。

9.如权利要求1所述的具双相单向流的超薄型均温板元件，其特征在于，该毛细结构为粉末烧结的一金属多孔隙毛细结构，该金属多孔隙毛细结构包含有多个链状铜构件和多个类球状铜构件，该些链状铜构件相互连结，该些类球状铜构件散布于该些链状铜构件之间，且该些类球状铜构件的平均直径大于该些链状铜构件的平均直径。

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