TW202024552A - 內部具有液管之均溫板(Vapor Chamber) - Google Patents

Abstract

本發明內部具有液管之均溫板(Vapor  Chamber)，包含：殼體於內部形成一腔室，該殼體具有上殼部與下殼部；第一毛細材具有上毛細材與下毛細材，該上毛細材設於該上殼部的下表面，該下毛細材設於該下殼部的上表面，該上、下毛細材皆位於該腔室內；液管部分水平延伸於該腔室內，該液管具有入口與出口皆伸出於該殼體外，供液體由該入口進入從該出口排出；第二毛細材設於該液管的外管壁，且位於該腔室內，該第二毛細材的頂部與該上毛細材接觸，該第二毛細材的底部與該下毛細材接觸；以及一作動液。

Description

內部具有液管之均溫板(Vapor　Chamber)

本發明係與散熱裝置有關，特別是指結合了均溫板與液冷結構的一種內部具有液管之均溫板(Vapor  Chamber)。

台灣第M500919號專利，揭露一種水冷散熱裝置及其水冷頭，其包含一均溫板、一導熱柱以及一罩殼。導熱柱自均溫板的表面延伸，罩殼罩設在均溫板形成一水冷腔，導熱柱位於水冷腔內，於罩殼的二端分別設一入水孔與一排水孔，再以液體(一般為水)加入水冷腔，利用均溫板本身的均溫效果，以及水冷腔內的液體帶走該均溫板的熱能，藉以達到均溫以及液冷的雙重效果。

惟，前述之先前技術僅藉由水冷腔的液冷效果來達到散熱效果，而該水冷腔係設於均溫板的上板體上方，因此均溫板的上板體已無法再設置散熱鰭片，就整體架構而言只有水冷腔這一個散熱源而已。此外，如果想要再增設散熱鰭片，就只能設置在水冷腔的外殼表面，無法直接設置在均溫板。這兩個缺點使得前述之先前技術的散熱效果不佳。

本發明之主要目的在於提供一種內部具有液管之均溫板(Vapor  Chamber)，其於均溫板內設置液冷用的液管，而可以在均溫板內部對作動液直接進行熱交換，提昇均溫板的散熱效果。

本發明之另一目的在於提供一種內部具有液管之均溫板(Vapor  Chamber)，其在有液冷的效果下，還能在均溫板的上部提供空間來讓散熱鰭片設置，進而增加散熱的效果。

為了達成上述目的，本發明提供一種內部具有液管之均溫板(Vapor  Chamber)，包含： 一殼體，於內部形成一腔室，該殼體具有一上殼部與一下殼部；一第一毛細材，具有一上毛細材與一下毛細材，該上毛細材設於該上殼部的下表面，且位於該腔室內，該下毛細材設於該下殼部的上表面，且位於該腔室內；一液管，部分水平延伸於該腔室內，該液管具有二端，定義其一端為入口，另一端為出口，該入口與該出口伸出該殼體的外部，用以供一液體由該入口進入而從該出口排出；一第二毛細材，設於該液管的外管壁，且位於該腔室內，該第二毛細材的頂部與該上毛細材接觸，該第二毛細材的底部與該下毛細材接觸；以及一作動液，注填入該腔室內，該作動液吸附於該第一毛細材與該第二毛細材中。

藉此，本發明之一種內部具有液管之均溫板(Vapor  Chamber)，藉由該液管來直接對均溫板內部的作動液進行冷卻，而且還能在有液冷的效果下，進一步的在均溫板的上部提供空間來讓散熱鰭片設置，可在設置散熱鰭片後更加的提升散熱效果。

為了詳細說明本發明之技術特點所在，茲舉以下之較佳實施例並配合圖式說明如後，其中：

請配合參閱第1至第4圖，本發明第一較佳實施例之內部具有液管之均溫板(Vapor  Chamber)10，包含：一殼體11、一第一毛細材13、一液管15以及一第二毛細材17，其中：

該殼體11係以銅製成，具有一上殼部111、一下殼部112以及位於該上殼部111與該下殼部112兩側之二弧形側壁113,114，該上殼部111、該下殼部112以及該二弧形側壁113,114一體成形而呈一扁管狀結構，於該扁管狀結構的二端再分別設置再配合二端蓋18,19密合而構成一腔室12，其中一該端蓋19具有二穿孔191,192。

該第一毛細材13由銅粉燒結而成，具有一上毛細材131與一下毛細材132，該上毛細材131設於該上殼部111的下表面，該下毛細材132設於該下殼部112的上表面，該第一毛細材13的該上毛細材131與該下毛細材132為銅粉燒結。於本說明書實施例中於該二弧形側壁113,114的內壁面各設有一弧形毛細材133,134，且該二弧形毛細材133,134皆連接該上毛細材131與該下毛細材132，在實際製造時，該二弧形毛細材133,134可與該上毛細材131及該下毛細材一體燒結成形。

該液管15為銅管，定義其一端為一入口151、另一端為一出口152，該入口151與該出口152穿過該端蓋19之該二穿孔191,192伸出該殼體11的外部，該液管15連接該入口151的部分長度定義為一連接段153，該液管15連接該出口152的部分長度定義為一連接段154，該二連接段153,154皆具有預定長度，該二連接段153,154係位於該腔室12內，一液體L可由該入口151進入而從該出口152排出；此外，該液管15係複數彎曲段155以及複數直段156的組合，並在二該直段156之間連接一該彎曲段155，而在該腔室12內構成S形往復蜿蜒的形態，該複數彎曲段155不與該二端蓋18,19接觸，且相隔預定距離，當然，該液管15並不限定為S形往復蜿蜒的形態，亦可以是其他不同形式的彎曲的形態(如第5圖所示)，更可以不呈彎曲蜿蜒而是呈直線狀的形態(如第6圖所示)，仍屬於本發明的技術範疇，相信熟悉本技術領域者皆可以理解，不再以圖式表示，只是，液管以前述之其他的型態設置，所提供的散熱效果將不一定較呈S形往復蜿蜒的形態來得好。

此外，對於該液管15而言，連接於一該彎曲段155的二該直段156之間，係呈愈遠離該彎曲段155則彼此愈為靠近的狀態，這樣的設置方式可以將該腔室12內的空間以及該液管15本身所佔據的空間進行一個較為平均的分配，如第3圖所示。而再如第4圖示，該液管15延伸方向的橫斷面呈左右兩側窄而上下寬的狀態。另外，再如第3圖所示，該二連接段153,154的橫斷面皆為圓形。

該第二毛細材17亦由銅粉燒結而成，該第二毛細材17設於該液管15的外管壁，且位於該腔室12內，該第二毛細材17的頂部與該上毛細材131接觸，該第二毛細材17的底部與該下毛細材132接觸，該二連接段153,154的外管壁不設置該第二毛細材17，又，因該液管15的該複數彎曲段155不與該二端蓋18,19接觸，且相隔預定距離，該第二毛細材17不與該二端蓋18,19接觸，如此一來，該液管15就不會將該腔室12分隔成太多小空間，而仍保留空間之間的流通性，可供後面所述之汽態作動液通過。

一作動液(圖中未示)係填入該腔室12內，該作動液係以純水為例，吸附於該第一毛細材13與該第二毛細材17中，由於此種吸附狀態在圖式上難以表示，且作動液亦屬習知元件，因此容不於圖式中表示之。

以上說明了本發明之結構，接下來說明本發明之操作狀態。

請參閱第7圖，於操作前需先進行組裝，組裝時係以該下殼部112的下表面接觸一熱源H，該熱源H可以是微處理器、積體電路、射頻元件或其他會產生熱能的元件或模組。該上殼部111的上表面則設置一散熱鰭片14來提供散熱效果。此外，該液管15於該入口151與該出口152分別連接一管體來該入口151通入液體L，再由該出口152導出，這個液體L可以是水或油或其他液體，於本說明書實施例中為水。

本發明在使用時，該熱源H的熱能係經由該下殼部112傳遞至該腔室12，吸附於該下毛細材132內的液態作動液即受熱蒸發而變為汽態作動液並進入該腔室12，其中有一部分的汽態作動液接觸該上毛細材131，另一部分的汽態作動液則接觸該第二毛細材17。

當汽態作動液接觸該上毛細材131時，因為該上毛細材131所設置的該上殼部111是直接接觸該複數散熱鰭片14，所以該上毛細材131的溫度即較低，汽態作動液接觸該上毛細材131後冷凝為液態作動液並被吸附。而由於該第二毛細材17與該上毛細材131及該下毛細材132接觸，因此液態作動液可以藉由毛細作用快速地流回該下毛細材132，再準備受熱蒸發。另外，吸附於該上毛細材131的液態作動液，亦可以透過二該弧形毛細材133,134流回至該下毛細材132。

當汽態作動液接觸該第二毛細材17時，因為該第二毛細材17設於該液管15的外管壁，且該液管15內有該液體L流過而提供散熱效果，所以該第二毛細材17的溫度較低，汽態作動液接觸該第二毛細材17後降溫冷凝為液態作動液並吸附於內，並藉由毛細作用使液態作動液快速的流回至該下毛細材132。

由上可知，本發明於該殼體11內設置該液管15，且該液管15內有該液體L流通，該液管15可視為第一個散熱源；而本發明可於該殼體11外部加裝散熱鰭片14，該散熱鰭片14即可視為第二個散熱源。由於前述習知先前技術僅有水冷腔一個散熱源，因此相較前述習知技術，本發明可以有二個散熱源，確實較先前技術有更好的散熱功效。

再者，本發明提供水冷作用的該液管15係直接蜿蜒於該腔室12內，並且散熱鰭片14可以設置在該殼體11上，散熱鰭片14可直接與本發明均溫板接觸，較前述習知技術中散熱鰭片只能設於水冷腔外殼而言，本發明可讓散熱鰭片14提供直接的散熱效果。因此，本發明藉由該液管15來直接對均溫板10內部的作動液進行冷卻，而且還能在有液冷的效果下，進一步的在均溫板10的上部提供空間來讓該散熱鰭片14設置，可在設置該散熱鰭片14後更加的提升散熱效果。

此外，該液管15可以藉由該第一毛細材13與該第二毛細材17相接觸的結構來對該殼體11的上殼部111與下殼部112之間提供支撐效果。

請配合參閱第8圖與第9圖，本發明第二較佳實施例所提供之內部具有液管之均溫板(Vapor  Chamber)20，主要概同於前揭第一實施例，不同之處在於：

該上殼部211為一板體，該下殼部212亦為一板體，該上殼部211與該下殼部212為兩個獨立的元件，該上殼部211的四周分別往下往外延伸設有四側壁213，該下殼部212蓋合該上殼部211的該四側壁213而於內部形成該腔室22，一該側壁213具有二穿孔214,215。該液管25係穿出該二穿孔214,215，且該入口251與該出口252係位於該側壁213外。

該第二毛細材27與該四側壁213不接觸且相隔預定距離。

本第二實施例的其餘結構及所能達成的功效均概同於前揭第一實施例，容不再予贅述。

以上所述有關殼體、毛細材係以銅、銅粉製成的說明，均為舉例而已，以其他材質例如鋁、不鏽鋼或其他已知可做為均溫板殼體以及毛細材的材質製成者亦屬本發明的技術範疇。

10:內部具有液管之均溫板 11:殼體 111:上殼部 112:下殼部 113,114:弧形側壁 12:腔室 13:第一毛細材 131:上毛細材 132:下毛細材 133,134:弧形毛細材 14:散熱鰭片 15:液管 151:入口 152:出口 153,154:連接段 155:彎曲段 156:直段 17:第二毛細材 18,19:端蓋 191,192:穿孔 L:液體 H:熱源 20:內部具有液管之均溫板 211:上殼部 212:下殼部 213:側壁 214,215:穿孔 22:腔室 25:液管 251:入口 252:出口 27:第二毛細材

第1圖係本發明第一較佳實施例之立體組合外觀示意圖。 第2圖係本發明第一較佳實施例之立體分解外觀示意圖。 第3圖係第1圖於3-3方向之剖視示意圖。 第4圖係第1圖於4-4方向之剖視示意圖。 第5圖係本發明第一較佳實施例之液管以不同形式的彎曲形態設置的示意圖。 第6圖係本發明第一較佳實施例之液管以呈直線狀的形態設置的示意圖。 第7圖係本發明第一較佳實施例之使用狀態示意圖。 第8圖係本發明第二較佳實施例之立體組合外觀示意圖。 第9圖係本發明第二較佳實施例之剖視示意圖。

10:內部具有液管之均溫板

11:殼體

111:上殼部

112:下殼部

113,114:弧形側壁

13:第一毛細材

15:液管

151:入口

152:出口

153,154:連接段

155:彎曲段

156:直段

18,19:端蓋

191,192:穿孔

Claims (10)

1. 一種內部具有液管之均溫板(Vapor  Chamber)，包含： 一殼體，於內部形成一腔室，該殼體具有一上殼部與一下殼部； 一第一毛細材，具有一上毛細材與一下毛細材，該上毛細材設於該上殼部的下表面，且位於該腔室內，該下毛細材設於該下殼部的上表面，且位於該腔室內； 一液管，部分水平延伸於該腔室內，該液管具有二端，定義其一端為入口，另一端為出口，該入口與該出口伸出該殼體的外部，用以供一液體由該入口進入而從該出口排出； 一第二毛細材，設於該液管的外管壁，且位於該腔室內，該第二毛細材的頂部與該上毛細材接觸，該第二毛細材的底部與該下毛細材接觸；以及 一作動液，注填入該腔室內，該作動液吸附於該第一毛細材與該第二毛細材中。
2. 依據申請專利範圍第1項所述之內部具有液管之均溫板(Vapor  Chamber)，其中：該液管係彎曲蜿蜒於該腔室內。
3. 依據申請專利範圍第2項所述之內部具有液管之均溫板(Vapor  Chamber)，其中：該液管係呈S形往復蜿蜒於該腔室內。
4. 依據申請專利範圍第3項所述之內部具有液管之均溫板(Vapor  Chamber)，其中：該液管於該腔室內係以複數彎曲段以及複數直段的組合來構成S形往復蜿蜒的形態，並且在二該直段之間係連接一該彎曲段；此外，連接於一該彎曲段的二該直段之間，係呈愈遠離該彎曲段則彼此愈為靠近的狀態。
5. 依據申請專利範圍第1項所述之內部具有液管之均溫板(Vapor  Chamber)，其中：該液管延伸方向的橫斷面呈左右兩側窄而上下寬的狀態。
6. 依據申請專利範圍第1項所述之內部具有液管之均溫板(Vapor  Chamber)，其中：該液管連接該入口的部分長度係定義為一連接段，該液管連接該出口的部分長度亦定義為一連接段，該二連接段皆具有預定長度，且橫斷面皆為圓形，該二連接段係位於該腔室內，且該二連接段的外管壁不設置該第二毛細材。
7. 依據申請專利範圍第1項所述之內部具有液管之均溫板(Vapor  Chamber)，其中： 該上殼部與該下殼部兩側以二弧形側壁連接而一體成形，而呈扁管狀結構，於該扁管狀結構的二端再分別設置二端蓋而構成該腔室，其中一該端蓋具有二穿孔，該液管之該入口與該出口穿過該二穿孔伸出該殼體的外部；二該弧形側壁的內壁面皆設有一弧形毛細材，二該弧形毛細材連接該上毛細材與該下毛細材。
8. 依據申請專利範圍第7項所述之內部具有液管之均溫板(Vapor  Chamber)，其中： 該第二毛細材不與該二端蓋接觸，且相隔預定距離。
9. 依據申請專利範圍第1項所述之內部具有液管之均溫板(Vapor  Chamber)，其中：該上殼部為一板體，該下殼部亦為一板體，該上殼部與該下殼部為兩個獨立的元件，該上殼部的四周分別往下往外延伸設有四側壁，該下殼部蓋合該上殼部的該四側壁而於內部形成該腔室，一該側壁具有二穿孔，該液管之該入口與該出口由該二穿孔穿出並伸出該殼體。
10. 依據申請專利範圍第9項所述之內部具有液管之均溫板(Vapor  Chamber)，其中： 該第二毛細材與該四側壁不接觸而相隔預定距離。

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