TW201804127A - 均溫板和熱管組合結構及其組合方法 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種均溫板和熱管組合結構及其組合方法，其中均溫板和熱管組合結構包括熱管、均溫板及工作流體。熱管包括一管體、一固定段及一第一毛細組織。均溫板包括一上金屬殼、一下金屬殼、一容腔及設置在容腔內的一第二毛細組織。工作流體填注在容腔內，其中熱管的固定段連接上金屬殼，使第一毛細組織與第二毛細組織連接。藉此，利於熱管的穿設連接和固定，並且能夠提昇液態工作流體的回流速度。

Description

均溫板和熱管組合結構及其組合方法

本發明係有關一種導熱技術，尤指一種均溫板和熱管組合結構及其組合方法。

隨著電子元件的運算速度不斷提昇，其所產生的熱量亦越來越高，為了有效地解決此高發熱量的問題，業界已將具有良好導熱特性的熱管(Heat Pipe)和均溫板(Vapor Chamber)進行廣泛性的使用，其中熱管雖然具有讓內部的氣態工作流體的流向性一致，但因為體積的拘限導致其所能傳導的熱量相當有限，另均溫板雖具有寬敞的受熱面積來提供給發熱源直接貼附傳導，但其氣態工作流體的流向相當的紊亂，如此皆將限制其傳導散熱的效能。

業界為了解決前述所存在的問題點，已將熱管和均溫板加以組接而形成一組合結構，其中熱管是穿接在均溫板的一側邊，並且讓熱管的內部空間和均溫板的內部空間相互連通。

然而，習知的均溫板和熱管組合結構，雖然具有傳導散熱的效能，但卻存在有以下的問題點:由於其熱管內部的毛細組織未能均溫板內部的毛細組織相互貼接，因而導致液態工作流體來回流的過程中產生中斷或不連續的情況，皆將大幅度地降低其傳導散熱的效能。另外，均溫板的壁厚一般皆相當的薄，為了讓熱管能夠穩定的固持在均溫板上，勢必又要在均溫板的壁板成形凸環來提供熱管的支承，如此皆將造成工序的繁瑣和製作成本的增加，是亟需加以改善者。

本發明之一目的，在於提供一種均溫板和熱管組合結構及其組合方法，其不僅利於熱管的穿設連接和固定，並且能夠提昇液態工作流體的回流速度。

為了達成上述之目的，本發明係提供一種均溫板和熱管組合結構，包括熱管、均溫板及工作流體。熱管包括一管體、從管體一端延伸的一固定段及設置在管體內的一第一毛細組織。均溫板包括一上金屬殼及對應上金屬殼密接封合的一下金屬殼，在上金屬殼和下金屬殼之間形成有一容腔及設置在容腔內的一第二毛細組織。下金屬殼則具有一立板，在立板開設有連通容腔的一穿入部，其中熱管穿接穿入部且固定段連接上金屬殼，從而使第一毛細組織與第二毛細組織連接。工作流體填注在容腔內。

為達成上述目的，本發明還提供一種均溫板和熱管的組合方法，其步驟包括: a)提供一管體的一端延伸形成有一固定段且該管體內設有一第一毛細組織；b)將具有該固定段的該管體連接一上金屬殼內壁，塗佈金屬粉末在該上金屬殼內壁，燒結以形成一第二毛細組織並與該第一毛細組織連接；c)將該上金屬殼對應一下金屬殼密接封合，在該上金屬殼與該下金屬殼之間形成有一容腔，且該下金屬殼的至少一立板還開設有供該管體穿接的一穿入部；以及d)將一工作流體填入該容腔內並施以除氣後封口。

本發明還具有以下功效，利用第一毛細組織和第二毛細組織貼附接觸進而提昇工作流體的回流速度。藉由不同結構的固定段緊貼相應的上金屬殼的貼接部，除使第一毛細組織與第二毛細組織容易貼附接觸外，亦能夠使液態的工作流體迅速回流至均溫板的容腔內，有效提升本發明的導熱效能。此外，本發明的上金屬殼能夠因應各種不同結構變化的固定段，對應設置成貼接部，再以焊接密封貼合，以達到傳導熱量且固定熱管的效果。

有關本發明之詳細說明及技術內容，配合圖式說明如下，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本發明加以限制者。

請參閱圖1至圖3所示，為本發明第一較佳具體實施例的相關圖示。如圖所示，本發明提供一種均溫板和熱管組合結構，其主要包括一熱管10、一均溫板30及一工作流體60。所述均溫板和熱管組合結構可應用在例如電腦主機、伺服器或工業用主機等散熱技術中。

熱管10包括一管體12、從管體12一端延伸的一固定段14及設置在管體12內並沿固定段14設置的一第一毛細組織16。管體10可為銅、鋁或其它適合的合金等導熱性良好的材料所製成，其具有一封閉端18和一開口端20，固定段14是從開口端20延伸出管體12外部而形成。

管體12還包含例如以刀具或切割工具切割而成的一切割邊22，切割邊22一側延伸連接固定段14，使固定段14形狀形成一平板狀。如圖3所示，切割邊22一端垂直管體12，另一端則傾斜地連接固定段14，以便於將固定段14形成所述平板狀。第一毛細組織16可為金屬編織網、纖維束、金屬粉末燒結物或其他適合的材料所製成。第一毛細組織16設置在管體12的內壁並且沿固定段14內壁面設置。

均溫板30包括一上金屬殼32、對應上金屬殼32密接封合的一下金屬殼34及多數支撐體36。在上金屬殼32和下金屬殼34之間形成有一容腔46及設置在容腔46內的一第二毛細組織50。上金屬殼32具有一貼接部322，下金屬殼34則具有多數立板38，例如4個而使均溫板30成矩形殼體，在至少一立板38開設有連通容腔46的一穿入部40。上金屬殼32、下金屬殼34及多數支撐體36可為銅、鋁或其合金等導電材料所製成。第二毛細組織50則可為金屬編織網、纖維束、金屬粉末燒結物或其他適合的材料所製成。

各支撐體36分別立設在上金屬殼32和下金屬殼34之間，一端更與第二毛細組織50緊密貼附接觸，進而防止均溫板30於常溫或高溫狀態下變形。各支撐體36較佳從下金屬殼34的一底板42直立延伸至上金屬殼32的第二毛細組織50，各支撐體36的表面還佈設第二毛細組織50。各支撐體36的形狀包含但不限於圓柱狀、三角形、橢圓形或其他適合的形狀，並不限定。

在此第一具體實施例中，固定段14較佳從切割邊22兩側直接延伸而成，且平行貼接部322設置。也就是說，固定段14的形狀為一平板狀，貼接部322則為一平面，使固定段14緊貼於貼接部322，如此使熱管10以開口端20對應於立板38的穿入部40穿接，並藉由固定段14例如以焊接緊貼貼接部322以固定於均溫板30中。

本實施例中的穿入部40較佳為一穿槽；然而在其他不同的實施例中，穿入部40亦可為一穿孔或上/下金屬殼32、34共同形成的孔洞。此外，本實施例還包含將第一毛細組織16和第二毛細組織50連接的一第三毛細組織(圖略)。

請一併參考圖4至圖8所示，為本發明第二較佳具體實施例的相關圖示。本實施例與前述實施例的差異在於，本實施例中的固定段14亦可從切割邊22二側分別延伸的一翼板24及二翼板24之間的一弧形管部26，上金屬殼32的貼接部322則為一弧形凹槽322，以與弧形管部26密貼。

工作流體60填注在容腔46內，其中熱管10穿接穿入部40且固定段14連接貼接部322，從而使第一毛細組織16與第二毛細組織50連接。如此可使回流的液態工作流體60從第一毛細組織16順利流經第二毛細組織50，進而提昇液態工作流體60的回流速度。

本實施例的工作流體60較佳為水或其混和物，透過一入液除氣管(圖未示出)與容腔46相互連通，將工作流體40填入上金屬殼11和下金屬殼12所形成的容腔46中，並藉助入液除氣管進行除氣加工和對入液除氣管施以封口作業，進而完成本實施例之均溫板和熱管組合結構。

請進一步參考圖9所示，係為本發明均溫板和熱管的組合方法的流程方塊圖。前述均溫板和熱管組合結構，能夠以下製法得到，其步驟包括:

a)提供一管體12的一端延伸形成有一固定段14且管體12沿著固定段14設有一第一毛細組織16。在此步驟中的管體10可為銅、鋁或其合金等導電材料所製成。在此步驟之前，更包括將管體14切割一切割邊22，使固定段14形成一平板狀或由一弧形管部26兩側連接而成的二翼板24。

b)將具有固定段14的管體14連接一上金屬殼32內壁，塗佈金屬粉末(圖略)在上金屬殼32內壁，燒結以形成一第二毛細組織50並與第一毛細組織16連接。在此步驟中，固定段14較佳是以點焊、電漿焊接或其他適合的焊接方式與上金屬殼32內壁焊接固定。此外，更包括同時將下金屬殼34內壁塗佈金屬粉末後，與上金屬殼32一併進行燒結以形成第二毛細組織50。

c)將上金屬殼32對應一下金屬殼34密接封合，在上金屬殼32與下金屬殼34之間形成有一容腔46，且下金屬殼34的至少一立板38還開設有供管體14穿接的一穿入部40。在此步驟中，上金屬殼34及下金屬殼34可為銅、鋁或其合金等導電材料所製成，將上金屬殼32和下金屬殼34上下對應疊接並且對其各周邊進行焊接而封合。下金屬殼34的一底板42更一體成型且直立延伸有多數支撐體36，各支撐體36表面還塗佈金屬粉末並進行燒結而形成第二毛細組織50。

d)將一工作流體60填入容腔46內並施以除氣後封口。在此步驟中的工作流體60可為水或其混合物，透過一入液除氣管(圖略)與容腔46相互連通，將工作流體40填入上金屬殼11和下金屬殼12所形成的容腔46中，並藉助入液除氣管進行除氣加工和對入液除氣管施以封口作業，進而完成本實施例之均溫板和熱管組合結構。

在步驟a)的一較佳實施例中，切割邊22例如以刀具或切割工具切割而成，再彎折展平成所述固定段14。然而在另一較佳實施例中，當弧形管部26兩側連接而成的各翼板24與上金屬殼32內壁連接時，還包括將上金屬殼32製成成一弧形凹槽(即貼接部322)以與弧形管部26對應焊接。

在步驟b)中，第二毛細組織50亦可由金屬編織網、纖維束或其它複合材料所佈設而成，並不限定。此外，有關第二毛細組織50和第一毛細組織16的連接還包含以一第三毛細組織(圖略)將兩者連接。也就是說，將管體12內已成形的第一毛細組織16和在上金屬殼32已成形的第二毛細組織50相應設置，在兩者之間塗佈金屬粉末後進行燒結，如此形成將第二毛細組織50和第一毛細組織16連接的第三毛細組織。本實施例中，還包括在靠近封閉端18的管體12上組裝多數散熱鰭片70，以增加散熱效果。

綜上所述，本發明之均溫板和熱管組合結構及其組合方法，確可達到預期之使用目的，而解決習知之缺失，又因極具新穎性及進步性，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請，敬請詳查並賜准本案專利，以保障發明人之權利。

10‧‧‧熱管

12‧‧‧管體

14‧‧‧固定段

16‧‧‧第一毛細組織

18‧‧‧封閉端

20‧‧‧開口端

22‧‧‧切割邊

24‧‧‧翼板

26‧‧‧弧形管部

30‧‧‧均溫板

32‧‧‧上金屬殼

322‧‧‧貼接部

34‧‧‧下金屬殼

36‧‧‧支撐體

38‧‧‧立板

40‧‧‧穿入部

42‧‧‧底板

46‧‧‧容腔

50‧‧‧第二毛細組織

60‧‧‧工作流體

70‧‧‧散熱鰭片

a、b、c、d‧‧‧步驟

圖1係本發明第一較佳具體實施例的立體分解圖。

圖2係本發明第一較佳具體實施例的組合圖。

圖3係本發明第一較佳具體實施例的組合剖視圖。

圖4係本發明第二較佳具體實施例的立體分解圖。

圖5係本發明第二較佳具體實施例的組合圖。

圖6係本發明第二較佳具體實施例的組合剖視圖。

圖7係本發明第二較佳具體實施例的另一組合剖視圖。

圖8係本發明第二較佳具體實施例的使用參考圖。

圖9係本發明均溫板和熱管組合方法的流程方塊圖。

10‧‧‧熱管

12‧‧‧管體

14‧‧‧固定段

16‧‧‧第一毛細組織

20‧‧‧開口端

22‧‧‧切割邊

30‧‧‧均溫板

32‧‧‧上金屬殼

34‧‧‧下金屬殼

36‧‧‧支撐體

38‧‧‧立板

40‧‧‧穿入部

42‧‧‧底板

46‧‧‧容腔

50‧‧‧第二毛細組織

60‧‧‧工作流體

Claims (18)

1. 一種均溫板和熱管組合結構，包括: 一熱管，包括一管體、從該管體一端延伸的一固定段及設置在該管體內設置的一第一毛細組織； 一均溫板，包括一上金屬殼及對應該上金屬殼密接封合的一下金屬殼，在該上金屬殼和該下金屬殼之間形成有一容腔及設置在該容腔內的一第二毛細組織，該下金屬殼則具有一立板，在該立板開設有連通該容腔的一穿入部，其中該熱管穿接該穿入部且該固定段連接該上金屬殼，從而使該第一毛細組織與該第二毛細組織連接；以及 一工作流體，填注在該容腔內。
2. 如請求項1所述之均溫板和熱管組合結構，其中該管體具有一封閉端和一開口端，該固定段是從該開口端延伸出該管體外部而形成，該上金屬殼相對該固定段則具有一貼接部。
3. 如請求項2所述之均溫板和熱管組合結構，其中該管體還包含一切割邊，該切割邊兩側延伸連接該固定段，且平行該貼接部。
4. 如請求項2所述之均溫板和熱管組合結構，其中該固定段的形狀為一平板狀，該貼接部則為一平面。
5. 如請求項3所述之均溫板和熱管組合結構，其中該固定段為從該切割邊二側分別延伸的一翼板及該二翼板之間的一弧形管部，該貼接部則為一弧形凹槽。
6. 如請求項1所述之均溫板和熱管組合結構，其中該第一毛細組織從該管體延伸至該固定段並與該第二毛細組織連接。
7. 如請求項1所述之均溫板和熱管組合結構，其中該均溫板還包括多數支撐體，各該支撐體分別立設在該上金屬殼和該下金屬殼之間。
8. 如請求項7所述之均溫板和熱管組合結構，其中各該支撐體從該下金屬殼的一底板直立延伸至該上金屬殼的該第二毛細組織，各該支撐體的表面還佈設該第二毛細組織。
9. 如請求項1所述之均溫板和熱管組合結構，其中該管體一端還設置有複數散熱鰭片。
10. 如請求項1所述之均溫板和熱管組合結構，其中該穿入部為一穿孔或一穿槽。
11. 如請求項1所述之均溫板和熱管組合結構，還包含將該第一毛細組織和該第二毛細組織連接的一第三毛細組織。
12. 一種均溫板和熱管的組合方法，其步驟包括: a)提供一管體的一端延伸形成有一固定段且該管體內設有一第一毛細組織； b)將具有該固定段的該管體連接一上金屬殼內壁，塗佈金屬粉末在該上金屬殼內壁，燒結以形成一第二毛細組織並與該第一毛細組織連接； c)將該上金屬殼對應一下金屬殼密接封合，在該上金屬殼與該下金屬殼之間形成有一容腔，且該下金屬殼的至少一立板還開設有供該管體穿接的一穿入部；以及 d)將一工作流體填入該容腔內並施以除氣後封口。
13. 如請求項12所述之均溫板和熱管的組合方法，其中在步驟a)之前更包括將該管體切割一切割邊，使該固定段形成一平板狀或由一弧形管部兩側連接而成的二翼板。
14. 如請求項13所述之均溫板和熱管的組合方法，其中當該弧形管部兩側連接而成的各該翼板與該上金屬殼內壁連接時，還包括將該上金屬殼製成成一弧形凹槽以與該弧形管部對應連接。
15. 如請求項12所述之均溫板和熱管的組合方法，其中在步驟b)中，該固定段是以點焊或電漿焊接的方式與該上金屬殼內壁固接。
16. 如請求項12所述之均溫板和熱管的組合方法，其中在步驟b)中更包括同時將該下金屬殼內壁塗佈金屬粉末後，與該上金屬殼一併進行燒結以形成該第二毛細組織。
17. 如請求項16所述之均溫板和熱管的組合方法，其中在步驟c)中，該下金屬殼的一底板更一體成型且直立延伸有多數支撐體，各該支撐體表面還塗佈金屬粉末並進行燒結而形成該第二毛細組織。
18. 如請求項12所述之均溫板和熱管的組合方法，其中在步驟b)中之後更包含以一第三毛細組織將該第二毛細組織與該第一毛細組織連接。