TW202126979A - 具有雙面毛細結構之超薄型均溫板及其製作方法 - Google Patents

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Abstract

具有雙面毛細結構之超薄型均溫板，厚度不大於0.9mm，其包含第一金屬片材、第一毛細結構層、第二金屬片材、第二毛細結構層以及工作流體。第一金屬片材具有第一表面，且第一表面具有第一溝槽結構。第一毛細結構層設置於第一溝槽結構內。第二金屬片材具有第二表面，且第二表面具有第二溝槽結構。第二毛細結構層設置於第二溝槽結構內。工作流體容置於第一毛細結構層內與第二毛細結構層內。第一金屬片材之第一溝槽結構周邊與第二金屬片材之第二溝槽結構周邊相互地氣密封合並形成真空腔體。

Description

具有雙面毛細結構之超薄型均溫板及其製作方法
本發明係關於一種具有雙面毛細結構之超薄型均溫板及其製作方法，用以同時管理具有雙面熱源電子系統中電子元件之散熱問題，尤其是指管理電動車高密度構裝之動力電池模組(Battery Module)中複數個並列組裝之電池芯(Battery Cell)的散熱問題，避免電池芯在充電及放電過程中因溫度過高或溫度不均所導致的使用壽命或功效衰減的問題。
隨著環保意識的抬頭，為了改善全球環境空氣汙染的問題，具備潔淨特色的電動車成為汽車產業的重要布局。電動車都是以動力電池作為驅動力，因此電動汽車的整體性能、工作範圍和操作都受單一電池(Battery Cell)、多個電池組成的電池模組(Battery Module)，以及多個電池模組串並聯而成的整合電池組(Battery Pack)的性能影響。換句話說，動力電池是否處於良好工作狀態，將對電動車的動力性、經濟性、安全性、使用壽命等產生重大影響。除了需考量充放電性能、使用安全性與使用壽命等因素外，電池所產生的熱亦須謹慎處理。否則，輕則影響電池性能，重則有起火燃燒之虞。在過去幾年，發生過數起電動車之動力電池著火事故，給消費者造成重大損失。血的教訓放大了電動車設計重點，即一定要精準控 制動力電池的熱安全。
動力電池著火的主要原因就是溫度失控。由於動力電池內部的熱量不能及時傳遞出去，造成溫度急遽升高，從而引發火災。優異的動力電池設計需要考慮動力電池在快速升溫過程中，如何及時將熱能散失出去，或者將動力電池的溫度控制在合理範圍內。動力電池的溫度控制的出發點是將動力電池始終保持於良好工作狀態。一般來說，過低的電池溫度影響電池的充放電能力，而過高的溫度則影響電池的壽命和安全性。據數據顯示，25℃至40℃的溫度範圍可以認為是最佳操作的有利條件。
針對目前最普遍應用在電動車產業的動力電池，鋰離子電池具有較高的比功率和比能量密度，不使用時的放電速率較低，從而導致更長的保質期，相對較長的充放電壽命週期和更快的充電能力。然而，鋰離子電池在極端溫度下的容量衰減，功率衰減和自放電方面的容量下降明顯受到溫度的影響。為了維持在如此精細的工作溫度窗口，尤其在炎熱的夏天，動力電池的散熱就顯得十分重要。現有的散熱技術是以冷板(Cooling Plate)安插在各個電池(Battery Cell)之間，利用冷板內進出的水流以及冷板內的流道設計來將電池所產生的熱帶離開，以達到冷卻電池及均溫的目的。由於在冷板內需設計水道讓冷卻水流通，因此冷板必需要有一定的厚度(約1.5mm以上)。然而，隨著電動車的發展，對於電池一次充電後續航能力的要求愈來愈高，意即對於單一電池、單一電池模組，進而是整合電池組的能量密度要求也愈來愈高。但在講求任何東西的體積都要追求到最小的時代，動力電池的散熱能力與動力電池的體積為當前最需處理的問題，對此針對動力電池的高效率的散熱及熱管理成為電動汽車發展的一個非常重要 的課題。
有鑑於此，本發明之目的在於提供一種具有雙面毛細結構之超薄型均溫板及其製作方法，其實現更好的快速散熱效果，還可改善了動力電池本身因溫度分佈不均而產生壽命衰減的問題，可有效縮減動力電池模組的體積，在相同組裝體積下可有效提升動力電池模組的能量密度。
為實現上述目的，本發明供開了一種具有雙面毛細結構的超薄型均溫板，厚度不大於0.9mm，其包含第一金屬片材、第一毛細結構層、第二金屬片材、第二毛細結構層以及液態工作流體。第一金屬片材具有第一表面，且第一表面具有第一溝槽結構。第一毛細結構層設置於第一溝槽結構內。第二金屬片材具有第二表面，且第二表面具有第二溝槽結構。第二毛細結構層設置於第二溝槽結構內。液態工作流體容置於第一毛細結構層內與第二毛細結構層內。其中，第一金屬片材之第一溝槽結構周邊與第二金屬片材之第二溝槽結構周邊相互地氣密封合並形成真空腔體。第一溝槽結構與第二溝槽結構相互對應，使第一毛細結構層與第二毛細結構層之間形成氣道。第一毛細結構層與第二毛細結構層係分別由具有流變性之漿料經加熱、烘烤及燒結過程而形成之多孔隙毛細結構層。
在一具體實施例中，第一金屬片材和第二金屬片材之材質包含銅和銅合金之至少一者，毛細結構之材質包含銅和銅合金之至少一者。
在一具體實施例中，第一毛細結構層與第二毛細結構層的厚度各自不大於0.2mm。
在一具體實施例中，超薄型均溫板具有至少一個孔洞穿越第 一金屬片材及第二金屬片材。
在一具體實施例中，超薄型均溫板進一步包含有複數個支撐結構設置於第一溝槽結構與第二溝槽結構之間，用以支撐真空腔體及氣道之空間。
在一具體實施例中，支撐結構係為長條狀結構和柱狀結構之至少一者。
在一具體實施例中，超薄型均溫板係應用於動力電池模組中。動力電池模組包含有複數個動力電池，且動力電池以並排的方式相互並聯。第一金屬片材與第二金屬片材係分別貼合在兩個相鄰並排之動力電池的表面。
本發明之另一種範疇在於提供一種具有雙面毛細結構之超薄型均溫板的製作方法，其包含以下步驟：提供第一金屬片材，其具有第一表面，且第一表面具有第一溝槽結構；鋪設第一漿料於第一溝槽結構中；對第一溝槽結構中之第一漿料進行加熱、烘烤及燒結過程，以使燒結之第一漿料形成具有複數個孔隙之第一毛細結構層；提供第二金屬片材，其具有第二表面，且第二表面具有第二溝槽結構；鋪設第二漿料於第二溝槽結構中；對第二溝槽結構中之第二漿料進行加熱、烘烤及燒結過程，以使燒結之第二漿料形成具有複數個孔隙之第二毛細結構層；氣密耦合第一金屬片材之第一溝槽結構周邊與第二金屬片材之第二溝槽結構周邊，並使其內部形成含液態工作流體及氣道之真空腔體，且第一毛細結構層與第二毛細結構層位於氣道之兩側。
在一具體實施例中，於鋪設第一漿料於第一溝槽結構中之步 驟以及於鋪設第二漿料於第二溝槽結構中之步驟中的鋪設方式包含刮板印刷、鋼版印刷、網版印刷或點膠。
在一具體實施例中，第一漿料與第二漿料係相同成分，且包含有溶劑、聚合物及金屬粉末材料。
對於現有一般的均温板之毛細結構製作工藝而言，均溫板元件厚度一旦小於1mm，由於均溫板內部容置空間的限制以及溝槽深度不足，使得在溝槽結構內鋪置銅粉燒結的工藝遇到了瓶頸，要在均温板之上、下板內側皆鋪置銅粉燒結來製作毛細結構更不可行。目前對於元件厚度小於1mm的超薄型均溫板，毛細結構的製作工藝是以在溝槽結構內鋪設一片銅網燒結的方式完成。由於均溫板上板、下板間形成的真空腔體需要有支撐柱來支撐，因此其中一片金屬片材的溝槽結構內需蝕刻形成多數個支撐柱。也是因為如此，利用銅網燒結的方式來製作成的超薄型均溫板毛細結構層，只能在其中一片金屬片材之一面上的溝槽結構中鋪置銅網。
相較於現有技術，本發明之超薄型均溫板係具有雙面毛細結構，且均溫板元件的厚度不大於0.9mm。由於本發明之超薄型均溫板為雙面毛細結構層，而且雙面毛細結構層可以互相對稱、厚度一致。此外，雙面毛細結構層可共用一個氣道空間。本發明之具有雙面毛細結構之超薄型均溫板可設置於兩個相鄰的動力電池之間。藉由在吸熱區之雙面毛細結構中液態的工作流體吸收了兩側動力電池所產生的熱能，進而沸騰形成氣態的工作流體於氣道空間。再藉由氣道將熱能快速的傳導至冷凝區，以達到同時冷卻兩側動力電池的效果。動力電池模組中並排組裝的動力電池的兩面皆貼合接觸到超薄型均溫板，達到快速散熱之目的，也改善了動力電池 本身因溫度分佈不均而產生壽命衰減的問題。本發明之具有雙面毛細結構之超薄型均溫板厚度不大於0.9mm，遠比目前動力電池模組散熱所使用的冷卻板的厚度要薄了許多，進而可有效縮減動力電池模組的體積，在相同組裝體積下可有效提升動力電池模組的能量密度。
P:現有技術之超薄型均溫板
P1:上板
P2:下板
P3:溝槽
P4:支撐柱體
P5:氣道空間
P6:銅網
E:超薄型均溫板
11:第一金屬片材
111:第一表面
12:第一溝槽結構
13:第一支撐結構
14:第一毛細結構層
21:第二金屬片材
211:第二表面
22:第二溝槽結構
23:第二支撐結構
24:第二毛細結構層
3:真空腔體
4:氣道
5:孔洞
6:接合層
71:第一漿料
72:第二漿料
8:刮板
S11-S3:步驟
T:厚度
B:動力電池模組
B1:動力電池
B2:冷卻裝置
圖1A係繪示現有技術之超薄型均溫板之結構剖面示意圖。
圖1B係繪示現有技術之超薄型均溫板之上板內側表面之結構示意圖。
圖1C係繪示現有技術之超薄型均溫板之下板內側表面之結構示意圖。
圖2係繪示根據本發明之一具體實施例之超薄型均溫板之結構剖面示意圖。
圖3A係繪示根據本發明之一具體實施例之超薄型均溫板之第一金屬片材之第一表面之結構示意圖。
圖3B係繪示根據本發明之一具體實施例之超薄型均溫板之第二金屬片材之第二表面之結構示意圖。
圖4A係繪示根據本發明之一具體實施例之超薄型均溫板之外觀示意圖。
圖4B係繪示根據圖4A之超薄型均溫板之A-A’剖面線之剖面示意圖。
圖5A係繪示根據圖4A之超薄型均溫板之虛線圈選區B之C-C’剖面線之剖面示意圖。
圖5B係繪示根據圖4B之超薄型均溫板之虛線圈選區B之放大示意圖。
圖6A係繪示根據本發明之另一具體實施例之超薄型均溫板之外觀示意圖。
圖6B係繪示根據圖6A之超薄型均溫板之D-D’剖面線之剖面示意圖。
圖7A係繪示根據本發明之再一具體實施例之超薄型均溫板之外觀示意圖。
圖7B係繪示根據圖7A之超薄型均溫板之E-E’剖面線之剖面示意圖。
圖8係繪示根據本發明之一具體實施例之超薄型均溫板應用於動力電池中之結構示意圖。
圖9係繪示根據圖8之F-F’剖面線之剖面示意圖。
圖10係繪示根據本發明之一具體實施例之超薄型均溫板的製作方法之步驟流程圖。
圖11係繪示根據本發明之一具體實施例之超薄型均溫板的製作方法之流程示意圖。
為了讓本發明的優點，精神與特徵可以更容易且明確地了解，後續將以具體實施例並參照所附圖式進行詳述與討論。值得注意的是，這些具體實施例僅為本發明代表性的具體實施例，其中所舉例的特定方法、裝置、條件、材質等並非用以限定本發明或對應的具體實施例。又，圖中各裝置僅係用於表達其相對位置且未按其實際比例繪述，合先敘明。
請參閱圖1A至圖1C，圖1A係繪示現有技術之超薄型均溫板P之結構剖面示意圖，圖1B係繪示現有技術之超薄型均溫板P之上板P1內側表面之結構示意圖，圖1C係繪示現有技術之超薄型均溫板P之下板P2內側表面之結構示意圖。如圖1A所示，在厚度小於1.0mm的現有技術之超薄型均溫板P皆是採用鋪置銅網P6(Screen Mesh)並燒結的技術來製作毛細結構層。如圖1A至圖1C所示，此技術係將下板P2蝕刻出溝槽P3，並將一整片銅網P6貼合在溝槽P3內。同時，將上板P1進行蝕刻以形成溝槽P3及支撐柱體P4。接著，將上板P1與下板P2壓合並在周圍以硬焊或擴散焊方式氣密封合 並抽真空，其中支撐柱體P4直接壓在銅網P6上並將支撐著現有技術之超薄型均溫板P內的氣道空間P5。如果要在上板P1溝槽P3內也鋪設貼合的銅網P6時，則必須將整片銅網P6上相對於支撐柱體P4的位置挖空以避開支撐柱體P4。因此，一般以此鋪置銅網P6燒結的技術所製作出的現有技術之超薄型均溫板P內僅能鋪置成單邊的銅網P6毛細結構層。
請參閱圖2至圖3B，圖2係繪示根據本發明之一具體實施例之超薄型均溫板E之結構剖面示意圖，圖3A係繪示根據本發明之一具體實施例之超薄型均溫板E之第一金屬片材11之第一表面111之結構示意圖，圖3B係繪示根據本發明之一具體實施例之超薄型均溫板E之第二金屬片材21之第二表面211之結構示意圖。如圖2至圖3B所示，本發明之超薄型均溫板E，厚度T不大於0.9mm，其包含有第一金屬片材11、第一毛細結構層14、第二金屬片材21、第二毛細結構層24以及液態工作流體(圖中未示)。第一金屬片材11具有第一表面111，且第一表面111具有第一溝槽結構12。第一毛細結構層14設置於第一溝槽結構12內。第二金屬片材21具有第二表面211，且第二表面211具有第二溝槽結構22。第二毛細結構層24設置於第二溝槽結構22內。液態工作流體容置於第一毛細結構層14內與第二毛細結構層24內。其中，第一金屬片材11之周邊與第二金屬片材21之周邊相互地氣密封合並形成真空腔體3。第一溝槽結構12與第二溝槽結構22相互對應，使第一毛細結構層14與第二毛細結構層24之間形成氣道4。
於一具體實施例中，超薄型均溫板E進一步包含有複數個第一支撐結構13設置於第一溝槽結構12中，以及複數個第二支撐結構23設置於第二溝槽結構22之間，且第一支撐結構13與第二支撐結構23相互頂住， 用以支撐真空腔體3及氣道4之空間。於實際應用中，支撐結構係為長條狀結構、柱狀結構及其組合之至少一者。於一具體實施例中，第一溝槽結構12與第二溝槽結構22、第一支撐結構13與第二支撐結構23、以及第一毛細結構層14與第二毛細結構層24都是互相對稱的。
此外，如圖3A及圖3B所示，當第一金屬片材11之第一支撐結構13及第二金屬片材21之第二支撐結構23係為對稱且相互頂住之長條狀時，超薄型均溫板E有如複數個獨立的超薄扁型熱導管並排在一起。熱能由其吸熱區向冷凝區傳導是具有一維度方向性，因此超薄型均溫板E亦可以稱為超薄型熱導管板(Heat Pipe Plate)。
於實際應用中，當超薄型均溫板E接觸到熱源時，第一毛細結構層14與第二毛細結構層24內的液態工作流體於吸熱區(Evaporator)受熱而相變至氣態。氣態之工作流體將沿著第一溝槽結構12與第二溝槽結構22間所形成之真空腔體3中的氣道4移動至冷凝區(Condensor)，並於冷凝區將潛熱散去而再次相變為液態工作流體。液態工作流體進入第一毛細結構層14與第二毛細結構層24中，再透過第一毛細結構層14與第二毛細結構層24的毛細作用力將液態工作流體由冷凝區帶到吸熱區。以上述之工作流體的散熱機制，熱源所產生的熱能將能有效率的被散去，而使超薄型均溫板E達到良好的導熱及散熱效果。相較於現有技術之超薄均溫板內僅有單邊的銅網毛細結構層，本發明之超薄型均溫板E具有雙面毛細結構，可以管理均溫板雙面同時接觸熱源之散熱問題。
請參閱圖4A至圖7B。圖4A係繪示根據本發明之一具體實施例之超薄型均溫板E之外觀示意圖，圖4B係繪示根據圖4A之超薄型均溫板E 之A-A’剖面線之剖面示意圖，圖5A係繪示根據圖4A之超薄型均溫板E之虛線圈選區B之C-C’剖面線之剖面示意圖，圖5B係繪示根據圖4B之超薄型均溫板E之虛線圈選區B之放大示意圖，圖6A係繪示根據本發明之另一具體實施例之超薄型均溫板E之外觀示意圖，圖6B係繪示根據圖6A之超薄型均溫板E之D-D’剖面線之剖面示意圖，圖7A係繪示根據本發明之再一具體實施例之超薄型均溫板E之外觀示意圖，圖7B係繪示根據圖7A之超薄型均溫板E之E-E’剖面線之剖面示意圖。
在具體實施例中，因為通常只有在超薄型均溫板E元件之第一金屬片材11及第二金屬片材21的周邊有硬焊封合，而中間的第一支撐結構13及第二支撐結構23只有互相頂住而並沒有以硬焊(Brazing)封合。這是因為用硬焊的漿料在高溫焊接的過程中，硬焊的漿料中的溶劑及聚合物會汙染了真空腔體3這個密閉空間裡的第一毛細結構層14與第二毛細結構層24。為了確保較大面積之超薄型均溫板E不因外力而使中間部位產生膨脹凸起，本發明之具有雙面毛細結構之超薄型均溫板E除了在第一金屬片材11及第二金屬片材21的周邊有硬焊封合外，在第一溝槽結構12裡面的第一支撐結構13及第二溝槽結構22裡面的第二支撐結構23間亦可進行硬焊封合。而為解決硬焊的漿料中的溶劑及聚合物汙染真空腔體3裡的第一毛細結構層14以及第二毛細結構層24之可能，於第一支撐結構13及第二支撐結構23之接合處設計貫穿的孔洞5。孔洞5的功能是設計為硬焊過程的排氣口。藉此，讓沿著此孔洞5周邊之硬焊的漿料之溶劑及聚合物在高溫硬焊過程中，能順著此孔洞5排到超薄型均溫板E外。本發明之具有雙面毛細結構之超薄型均溫板E除了以第一溝槽結構12中的第一支撐結構13以及第二溝槽結構22中 的第二支撐結構23支撐真空腔體3及氣道4之外，還利用穿越第一金屬片材11及第二金屬片材21的孔洞5設計來進行局部結構的硬焊支撐工藝。
如圖4A至圖4B所示，超薄型均溫板E中具有一個孔洞5，且此孔洞5穿過溝槽結構中的支撐結構。為了更清楚的說明，如圖5A及圖5B所示，圖5A為孔洞5之C-C’剖面線之剖面放大圖，而圖5B為孔洞5之A-A’剖面線之剖面放大圖。孔洞5貫穿支撐結構，在孔洞5處的第一支撐結構13及第二支撐結構23具有一圓型的接合層6。於實際應用中接合層6材料可為硬焊膏。此孔洞5於超薄型均溫板E中呈現環形的結構，即孔洞5的側邊係由支撐柱體的部分結構形成，因此具有支撐性。再加上接合層6的氣密封合，在孔洞5處形成了空心支撐柱體結構。此外，由於孔洞5是由部分的支撐柱體所形成，並未與真空腔體3連通，因此並不會破壞超薄型均溫板E的真空性。此設計對超薄型均溫板E的散熱效果影響不大，卻解決了超薄型均溫板E的封合及結構問題。如圖6A至圖7B所示，於實際應用中，孔洞5可如圖6A及圖6B所示的兩個，或如圖7A及圖7B所示的六個，孔洞5的數目並不以此為限。
請參閱圖8及圖9，圖8係繪示根據本發明之一具體實施例之超薄型均溫板E應用於電動車的動力電池模組B中並排組裝之動力電池B1散熱之結構示意圖，圖9係繪示根據圖8之F-F’剖面線之剖面示意圖。本發明之超薄型均溫板E的厚度T不大於0.9mm。將此超薄型均溫板E應用在高密度之動力電池模組B中，可用以取代既有的厚型通水冷板，並如圖8及圖9所示的交錯穿插於動力電池B1之中。本發明之超薄型均溫板E之第一金屬片材11與第二金屬片材21內側皆有具有多孔隙的第一毛細結構層14與第二毛細結 構層24。當超薄型均溫板E貼合在兩個電池中間並啟動散熱功能時，超薄型均溫板E兩側之第一毛細結構層14與第二毛細結構層24內的液態工作流體因兩側吸熱區(Evaporator)的動力電池B1產生的熱能而在真空環境下沸騰，進而形成氣態的工作流體並釋放潛熱(Latent Heat)，並通過共用的氣道4傳至冷凝區(Condensor)。
如圖9所示，將超薄型均溫板E應用於動力電池B1中時，超薄型均溫板E之由垂直於F-F’剖面線的剖面面積大於動力電池B1的剖面面積。超薄型均溫板E具有吸熱區與冷凝區，當超薄型均溫板E於圖8及圖9之實施例中，吸熱區為與動力電池B1貼合的中央部分，而冷凝區為凸出於動力電池B1的部分。於實際應用中，冷凝區可耦接冷卻裝置B2以加強冷凝效果，進而提升超薄型均溫板E的散熱效率。於一具體實施例中，冷卻裝置B2可為散熱鰭片或水冷裝置系統。
關於本發明之超薄型均溫板E的製作方法，請參閱圖10，圖10係繪示根據本發明之一具體實施例之超薄型均溫板E的製作方法之步驟流程圖。如圖10所示，超薄型均溫板E的製作方法包含以下步驟：步驟S11：提供第一金屬片材11，其具有第一表面111，且第一表面111具有第一溝槽結構12；步驟S12：鋪設第一漿料71於第一溝槽結構12中；步驟S13：對第一溝槽結構12中之第一漿料71進行加熱、烘烤及燒結過程，以使燒結之第一漿料71形成具有複數個孔隙之第一毛細結構層14；步驟S21：提供第二金屬片材21，其具有第二表面211，且第二表面211具有第二溝槽結構22；步驟S22：鋪設第二漿料72於第二溝槽結構22中；步驟S23：對第二溝槽結構22中之第二漿料72進行加熱、烘烤及燒結過程，以使燒結之第二漿料72進行 加熱、烘烤及燒結過程，以使燒結之第二漿料72形成具有複數個孔隙之第二毛細結構層24；步驟S3：氣密耦合第一金屬片材11之第一溝槽結構12周邊與第二金屬片材21之第二溝槽結構22周邊，並使其內部形成含液態工作流體及氣道4之真空腔體3，且第一毛細結構層14與第二毛細結構層24位於氣道4之兩側。
於一具體實施例中，具有雙面毛細結構之超薄型均溫板E的厚度T不大於0.9mm，其是由厚度不大於0.4mm且內側具有第一溝槽結構12之第一金屬片材11及具有第二溝槽結構22之第二金屬片材21氣密封合而成。於實際應用中，第一金屬片材11和第二金屬片材21之材質包含銅和銅合金之至少一者，而毛細結構之材質包含銅和銅合金之至少一者。第一毛細結構層14與第二毛細結構層24的厚度各自不大於0.15mm。第一毛細結構層14與第二毛細結構層24供用的氣道4空間高度不大於0.4mm。
詳細來說，用於製作第一毛細結構層14之第一漿料71及第二毛細結構層24之第二漿料72係由溶劑(Solvent)及聚合物(Polymer)混合之膠體(Colloid)添加金屬粉末材料後均勻攪拌而成。於實際應用中，第一漿料71與第二漿料72可為電子漿料。第一漿料71及第二漿料72被各自鋪置並鋪滿在第一金屬片材11及第二金屬片材21內側之第一溝槽結構12及第二溝槽結構22內。經由加熱、烘烤及金屬粉末燒結過程以形成多孔隙之第一毛細結構層14及第二毛細結構層24。超薄型均溫板E內的第一毛細結構層14及第二毛細結構層24的厚度以及中間共用氣道4的高度取決於第一漿料71與第二漿料72中添加金屬粉末材料的固含量(Solid Content)以及燒結條件。鋪滿在第一金屬片材11內側之第一溝槽結構12內及第二金屬片材21內側之第二溝 槽結構22內的第一漿料71與第二漿料72在完成燒結後，將收縮在一定的厚度而形成氣道4。為了達到第一毛細結構層14及第二毛細結構層24的一致性，第一漿料71與第二漿料72為相同之配方，其加熱、烘烤及燒結過程亦在相同的條件下完成。於實際應用中，於加熱、烘烤過程中，第一漿料71與第二漿料72中的溶劑將會先被蒸發，接著聚合物將會被熱裂解以自第一漿料71與第二漿料72中被移除，最後剩下金屬粉末材料。
於實際應用中，於鋪設第一漿料71於第一溝槽結構12中之步驟以及於鋪設第二漿料72於第二溝槽結構22中之步驟中的鋪設方式包含刮板印刷、鋼版印刷、網版印刷或點膠。
請參閱圖11，圖11係繪示根據本發明之一具體實施例之超薄型均溫板E的製作方法之流程示意圖。具流變性之第一漿料71經刮板8印刷至第一金屬片材11之第一溝槽結構12內，再經加熱、烘烤及燒結過程而形成多孔隙的第一毛細結構層14；具流變性之第二漿料72經刮板8印刷至第二金屬片材21之第二溝槽結構22內，再經加熱、烘烤及燒結過程而形成之多孔隙的第二毛細結構層24。由於第一漿料71與第二漿料72具有流變性，可以很容易的填滿整個第一溝槽結構12與第二溝槽結構22。再者，經金屬粉末燒結所形成的多孔隙的第一毛細結構層14和第二毛細結構層24的厚度亦可經由調整第一漿料71和第二漿料72的固含量而獲得很好的控制。
相較於現有技術，本發明之超薄型均溫板E係具有雙面毛細結構。本發明的宗旨是在解決厚度僅有1mm以下之超薄均溫板E元件無法用鋪置銅粉燒結的方式以製作出有效導熱的毛細結構，以及用鋪置銅網燒結的方式僅能製作出單面毛細結構的問題。本發明的具有雙面毛細結構之超 薄型均溫板E可以同時有效的管理當超薄型均溫板E兩邊同時具有熱源的問題。對於高密度並列集成組裝的動力電池模組B的散熱應用上有助於同時降低各別動力電池B1(Battery Cell)的溫度及溫度梯度，亦有助於增加整個動力電池模組B之構裝密度及單位體積能量密度。
藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。
E:超薄型均溫板
11:第一金屬片材
111:第一表面
12:第一溝槽結構
13:第一支撐結構
14:第一毛細結構層
21:第二金屬片材
211:第二表面
22:第二溝槽結構
23:第二支撐結構
24:第二毛細結構層
3:真空腔體
4:氣道
6:接合層
T:厚度

Claims (10)

  1. 一種具有雙面毛細結構之超薄型均溫板，厚度不大於0.9mm，其包含：
    一第一金屬片材，具有一第一表面，且該第一表面具有一第一溝槽結構；
    一第一毛細結構層，設置於該第一溝槽結構內；
    一第二金屬片材，具有一第二表面，且該第二表面具有一第二溝槽結構；
    一第二毛細結構層，設置於該第二溝槽結構內；以及
    一液態工作流體，容置於該第一毛細結構層內與該第二毛細結構層內；
    其中，該第一金屬片材之第一溝槽結構周邊與該第二金屬片材之第二溝槽結構周邊相互地氣密封合並形成一真空腔體，該第一溝槽結構與該第二溝槽結構相互對應，使該第一毛細結構層與該第二毛細結構層之間形成一氣道；該第一毛細結構層與該第二毛細結構層係分別由一漿料經加熱、烘烤及燒結過程而形成之多孔隙毛細結構層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之超薄型均溫板，其中該第一金屬片材和該第二金屬片材之材質包含銅和銅合金之至少一者，該毛細結構之材質包含銅和銅合金之至少一者。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之超薄型均溫板，其中該第一毛細結構層與該第二毛細結構層的厚度各自不大於0.2mm。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之超薄型均溫板，其中該超薄型均溫板具有至少一個孔洞穿越該第一金屬片材及該第二金屬片材。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之超薄型均溫板，進一步包含有複數個支撐結構設置於該第一溝槽結構與該第二溝槽結構之間，用以支撐該真空腔體及該氣道之空間。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之超薄型均溫板，其中該等支撐結構係為長條狀結構和柱狀結構之至少一者。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之超薄型均溫板，其中該超薄型均溫板係應用於一動力電池模組中，該動力電池模組包含有複數個動力電池，且該些動力電池以並排的方式相互並聯，該第一金屬片材與該第二金屬片材係分別貼合在兩個相鄰並排之該些動力電池的表面。
  8. 一種具有雙面毛細結構之超薄型均溫板的製作方法，其包含以下步驟：
    提供一第一金屬片材，其具有一第一表面，且該第一表面具有一第一溝槽結構；
    鋪設一第一漿料於該第一溝槽結構中；
    對該第一溝槽結構中之該第一漿料進行加熱、烘烤及燒結過程，以使燒結之該第一漿料形成具有複數個孔隙之一第一毛細結構層；
    提供一第二金屬片材，其具有一第二表面，且該第二表面具有一第二溝槽結構；
    鋪設一第二漿料於該第二溝槽結構中；
    對該第二溝槽結構中之該第二漿料進行加熱、烘烤及燒結過程，以使燒結之該第二漿料形成具有複數個孔隙之一第二毛細結構層；以及
    氣密耦合該第一金屬片材之該第一溝槽結構周邊與該第二金屬片 材之第二溝槽結構周邊，並使其內部形成含一液態工作流體及一氣道之一真空腔體，且該第一毛細結構層與該第二毛細結構層位於該氣道之兩側。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之製作方法，其中於鋪設該第一漿料於該第一溝槽結構中之步驟以及於鋪設該第二漿料於該第二溝槽結構中之步驟中的鋪設方式包含刮板印刷、鋼版印刷、網版印刷或點膠。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之製作方法，其中該第一漿料與該第二漿料係相同成分，且包含有一溶劑、一聚合物及一金屬粉末材料。
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