TW202212763A - 均溫板 - Google Patents

Abstract

一種均溫板，用以解決習知均溫板散熱效率不佳的問題。係包含：一第一片體；一第二片體；該第一片體與該第二片體相結合且該第一片體與該第二片體之間具有一腔室，該腔室填充有工作液體；及一導熱件，位於該腔室並接觸該工作液體，該導熱件的導熱係數大於該第一片體及該第二片體的導熱係數。

Description

均溫板

本發明係關於一種散熱裝置，尤其是一種對電子元件進行散熱的均溫板。

於電子產品中，習知均溫板係結合於發熱源的表面，該習知均溫板係具有一吸熱側及一放熱側，該吸熱側及該放熱側之間具有一腔室，該腔室填充有一工作液體，該工作液體可以集中於該吸熱側並受發熱源加熱汽化，氣態的工作液體係蒸發至遠離熱源的該放熱側放熱後凝結，藉此可以將該發熱源的熱量帶離，以達到散熱的目的。惟，當習知均溫板裝設於手機等可供使用者隨身攜帶使用的電子產品時，該電子產品並無固定的擺放方式或拿持方式，因而可能造成該工作液體集中於該習知均溫板的其中一側，而使得該工作液體無法平均分布於該習知均溫板的吸熱側，以完整吸收發熱源所產生的熱，進而造成該習知均溫板散熱效率不佳的情況產生。

有鑑於此，習知的均溫板確實仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種均溫板，係能夠使裝設該均溫板的電子產品在不同擺放狀態下，可以維持較佳的散熱效率者。

本發明全文所述方向性或其近似用語，例如「前」、「後」、「左」、「右」、「上（頂）」、「下（底）」、「內」、「外」、「側面」等，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例，非用以限制本發明。

本發明全文所記載的元件及構件使用「一」或「一個」之量詞，僅是為了方便使用且提供本發明範圍的通常意義；於本發明中應被解讀為包括一個或至少一個，且單一的概念也包括複數的情況，除非其明顯意指其他意思。

本發明全文所述「結合」、「組合」或「組裝」等近似用語，主要包含連接後仍可不破壞構件地分離，或是連接後使構件不可分離等型態，係本領域中具有通常知識者可以依據欲相連之構件材質或組裝需求予以選擇者。

本發明的均溫板，包含：一第一片體；一第二片體；該第一片體與該第二片體相結合且該第一片體與該第二片體之間具有一腔室，該腔室填充有工作液體；及一導熱件，位於該腔室並接觸該工作液體，該導熱件的導熱係數大於該第一片體及該第二片體的導熱係數。

據此，本發明的均溫板，藉由該腔室具有該導熱件，當裝設本發明均溫板的電子產品，因擺放方式的不同所造成該工作液體無法均勻分布於該腔室時，係可以藉由該導熱件幫助熱量傳遞至該工作液體，藉此可以維持較佳的散熱效率，係可以達到提供良好散熱效能的功效。

其中，該導熱件的材質為石墨或石墨烯。如此，係具有提供良好的導熱效率的功效。

其中，該工作液體為二種以上不同沸點的工作液體。如此，係可以提升該工作液體的氣液相的循環速度，及根據不同發熱源的散熱需求，以使用合適沸點的工作液體的功效。

其中，該工作液體為不導電液。如此，該工作液體可以為低沸點之不導電液，以使該工作液體可以容易吸收熱量而進行散熱。

其中，該腔室具有一毛細結構。如此，該毛細結構可以幫助凝結後的工作液體可以重新聚集進行回流，係具有提升散熱效率的功效。

其中，該第一片體或/及該第二片體具有一槽，該第一片體及該第二片體相結合以由該槽形成該腔室。如此，可以藉由於該第一片體或該第二片體形成該槽，以簡易加工形成該腔室，係具有提升生產效率的功效。

其中，該第一片體與該二片體互為鏡像對稱或旋轉對稱的相同結構。如此，在大量生產製造本發明均溫板時，係可以就該相同結構的片體作為該第一片體或該第二片體，係具有提升生產效率的功效。

其中，該第一片體與該第二片體相結合後的總厚度為0.1～0.6 mm。如此，該均溫板可以薄型化以應用於小型電子產品，係具有提升使用便利性的功效。

其中，該第一片體或該第二片體具有至少一支撐柱，該支撐柱係位於該第一片體及該第二片體之間。如此，係可以提升該均溫板的強度，係具有使該均溫板不易產生彎折的功效。

其中，該第一片體及該第二片體各具有至少一支撐柱，該第一片體的支撐柱與該第二片體的支撐柱相抵接。如此，係具有穩固支撐該第一片體及該第二片體的功效。

其中，該導熱件具有對位該支撐柱的至少一穿孔。如此，該導熱件可以由該穿孔套合在對應的支撐柱外周，係具有準確定位該導熱件的功效。

其中，該導熱件為數個片體，並成間隔排列的位於該腔室。如此，該數個導熱件可以提升散熱面積以及增加熱傳導速率，係具有提升散熱效率的功效。

其中，該數個支撐柱於該第一片體的槽面或該第二片體的槽面區分成數個結合區，該導熱件結合於該結合區，該支撐柱所區分的結合區的面積總和為該支撐柱所位於的槽面的面積的至少0.5～0.95倍。如此，該結合區可以具有足夠的面積以供該導熱件結合的功效。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：

請參照第1、2圖所示，其係本發明均溫板J的第一實施例，係包含一第一片體1、一第二片體2及一導熱件3，該第一片體1與該第二片體2相結合，該導熱件3位於該第一片體1及該第二片體2之間。

該均溫板J可以例如為銅、鋁、鈦、或不銹鋼等具有導熱性能之材質所製成，使該均溫板J可以直接或間接地連接一發熱源，以對該發熱源進行散熱，該發熱源可以例如為手機或其他電子產品的中央處理器，或者電路板上因運作而產生熱之晶片等電子元件。該均溫板J具有一腔室S可用以填充一工作液體L，該工作液體L可以為水、酒精或其他低沸點之液體，該工作液體L係可以為不導電液，以使該工作液體L可以從液態吸收熱量而蒸發成氣態，該腔室S可以不為真空狀態，或亦可以為真空封閉狀態，本發明不予限制。較佳地，該腔室S為真空封閉狀態，係可以避免該工作液體L形成氣態後散失，以及避免內部因為空氣佔據，而壓縮到該工作液體L形成氣態後的空間，進而影響到散熱效率。該腔室S中可以填充複數種不同沸點的工作液體L，該複數種不同沸點的工作液體L可以互相混合，如此，係可以提升該工作液體L的氣液相的循環速度，及根據不同發熱源的散熱需求，以使用合適沸點的工作液體L的作用。

請續參照第1、2圖所示，該第一片體1可以具有一槽11，該槽11可以用以形成該腔室S，以使熱量可以在該第一片體1及該工作液體L之間進行傳遞。舉例而言，該第一片體1可以為一吸熱片，且該第一片體1能夠用以連接該發熱源，以吸收該發熱源所產生的熱。該槽11係可以以沖壓、壓鑄、彎折或蝕刻製程等加工方式形成，使該槽11具有一槽面111，以及該槽面111的周緣具有一環邊12。較佳地，該槽11係可以由乾式蝕刻、濕式蝕刻或電漿蝕刻所形成，如此，係可以簡單的於該第一片體1形成該槽11。

該第二片體2與該第一片體1相結合，以使該第一片體1的槽11形成該腔室S。較佳地，該第二片體2亦可以具有一槽21，該槽21同樣係能夠以沖壓、壓鑄或上述蝕刻製程的方式所形成，使該槽21具有一槽面211，以及該槽面211的周緣形成一環邊22，該第二片體2的環邊22可以與該第一片體1的環邊12相結合，使該第二片體2的槽21及該第一片體1的槽11共同形成該腔室S，本發明不予限制，較佳的，該第一片體1與該第二片體2相結合後的總厚度可以為0.1～0.6 mm，如此，該均溫板J可以薄型化以應用於小型電子產品，係具有提升使用便利性的作用。該第二片體2可以做為一放熱片，以使該工作液體L所攜帶的熱可以由該第二片體2傳遞出去，例如，可以傳遞至外界散逸，或者該第二片體2可以連結如鰭片、導熱管或風扇等其他具導熱效果的構件，以將熱量帶離該第二片體2而達到散熱的目的。

該導熱件3位於該腔室S，以幫助熱量傳遞至該工作液體L，藉此以提升熱傳遞效率，該導熱件3可以具有例如石墨或者石墨烯等高導熱材質，如此，該導熱件3具有高於該第一片體1及該第二片體2的導熱係數，藉此以提供良好的導熱效率，該導熱件3的形狀不限，該導熱件3可以為單一片體或者為數個片體，以薄型化而可以置於應用小型電子產品的均溫板J內。詳言之，該導熱件3較佳可以抵接於該腔室S的內壁，以直接吸收傳遞至該腔室S的熱量，例如，以該第一片體1作為吸熱片時，該導熱件3可以抵接於該第一片體1的槽面111，該導熱件3可以膠黏或鉚接於該第一片體1之槽11的槽面111，或者，該導熱件3具有與該槽面111相對應的面積尺寸，以卡合於該槽11內並抵接該槽面111，又，該導熱件3亦可以不固定於該第一片體1的槽面111或該第二片體2的槽面211，而可位移地位於該腔室S，本發明不予限制。

請參照第3圖所示，本發明均溫板J裝設於一電子產品E時，可以藉由該第一片體1或該第二片體2接觸一發熱源H，以將該發熱源H的熱量傳遞至該腔室S，當該電子產品E因使用或擺放而形成例如直立時，該工作液體L會集中於該腔室S的下方，而無法均勻散佈於該腔室S，或者無法涵蓋至該發熱源H所在區域，此時，可以藉由該腔室S中的導熱件3的高導熱材質具有高導熱係數，以將該發熱源H的熱量傳遞至該腔室S下方的工作液體L，使該工作液體L仍可吸收熱量以對該發熱源H進行散熱，以維持該均溫板J較佳的散熱效率。

請參照第4圖所示，其係本發明均溫板J的第二實施例，與第一實施例相較，該腔室S還可以具有一毛細結構C，該毛細結構C可以幫助凝結後的工作液體L可以重新聚集進行回流，以重新吸收發熱源的熱量，該毛細結構C係可以為多孔性網目結構、微型溝槽或燒結粉末等結構，以增加該工作液體L因毛細現象的流動，該毛細結構C係可以由一粉末燒結（powder sintering process）而製成，該粉末係可以為銅粉或其他適當粉末，本發明不予限制。本實施例中，該毛細結構C位於該第一片體1的槽面111及該導熱件3之間，較佳的該毛細結構C固定於該槽面111，此時，該導熱件3的面積較佳小於該槽面111面積，例如，該導熱件3可以為數個片體，如此，該工作液體L可以經由該導熱件3與該槽11之間的空隙回流聚集於該毛細結構C，以提升散熱效率。

請參照第5、6、7圖所示，其係本發明均溫板J的第三實施例，與第一實施例相較，該槽11的槽面111可以具有至少一支撐柱13，該支撐柱13可以與該第一片體1分別製造後再以組裝的方式結合於該槽11，該結合可以以銲接方式結合於該槽11，或者，該支撐柱13係能夠一體成形於該槽11的槽面111，例如，可以在蝕刻形成該槽11時一併形成該支撐柱13，本發明不予限制。藉此，可以提升該均溫板J的強度，具有避免使該均溫板J產生變形，以及不易產生彎折的作用。又，該第二片體2的槽21亦可以具有至少一支撐柱23，該支撐柱23可以對位於該第一片體1的支撐柱13，或者，該支撐柱23可以對位於該第一片體1的槽面111。較佳地，該第二片體2的支撐柱23的端面可以抵接於該第一片體1的支撐柱13的端面，並由點銲等方式使該二支撐柱13、23銲接結合。該槽21的支撐柱23同樣能夠與該第二片體2分別製造後再以組裝或銲接的方式結合於該槽21的槽面211，本發明不予限制。

在本實施例中，該導熱件3係具有至少一穿孔31，該穿孔31的位置及數量係可以對應於該第一片體1的支撐柱13及該第二片體2的支撐柱23，以供該支撐柱13、23穿伸通過，如此，該導熱件3可以由該穿孔31套合在對應的支撐柱13、23外周，具有可以防止該導熱件3相對於該第一片體1移動，以及在組裝時可以準確定位該導熱件3等作用。

請參照第8、9圖所示，其係本發明均溫板J的第四實施例，與第二實施例相較，該導熱件3為數個片體，並成間隔排列的位於該腔室S，如此，該數個導熱件3之間的空間可以供該工作液體L流通，可以提升該數個導熱件3與該工作液體L的接觸面積以及增加熱傳導速率，具有提升散熱效率的作用。詳言之，當該第一片體1或該第二片體2僅其中之一具有該數個支撐柱13、23，或者，該第一片體1及該第二片體2具有互相對位抵接的數個支撐柱13、23時，該數個導熱件3可以位於該第一片體1或該第二片體2的數個支撐柱13、23之間。

以該第一片體1具有該數個支撐柱13為例，該第一片體1的數個支撐柱13可以於該第一片體1的槽面111區分成數個結合區R，該數個結合區R能夠用以供一個或數個該導熱件3容置，例如，該導熱件3容置於該第一片體1的數個結合區R時，該第一片體1的數個結合區R的總面積可以為該第一片體1的槽面111的面積的至少0.5～0.95倍，同樣的，當該導熱件3容置於該第二片體2的數個結合區R時，則該第二片體2的數個結合區R的總面積為該第二片體2的槽面211的面積的至少0.5～0.95倍。如此，該結合區R可以具有足夠的面積以供該導熱件3結合。在本實施例中，該第一片體1的數個支撐柱13可以成一直線排列的位於該槽面111，例如，該數個支撐柱13可以成兩列的排列於該槽面111，以將該槽面111分隔出三個結合區R，使該數個導熱件3可以結合於各該結合區R，惟，該數個支撐柱13亦可以將該第一片體1的槽面111區分成其他幾何形狀的結合區R，本發明不予限制，如此，該數個導熱件3亦可以不用設置對位於該支撐柱13的穿孔31，係具有提升生產效率的作用。

值得注意的是，該第一片體1與該二片體2可以互為鏡像對稱或旋轉對稱的相同結構，如此，係可以藉由二個相同的片體以形成該第一片體1及該第二片體2，且將該二相同的片體結合，即可形成該均溫板J，在大量生產製造本發明均溫板J時，係可以就該相同結構的片體作為該第一片體1或該第二片體2，係具有提升生產效率的作用。

綜上所述，本發明的均溫板，藉由該腔室具有該導熱件，當裝設本發明均溫板的電子產品，因擺放方式的不同所造成該工作液體無法均勻分布於該腔室時，係可以藉由該導熱件幫助熱量傳遞至該工作液體，藉此可以維持較佳的散熱效率，係可以達到提供良好散熱效能的功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1:第一片體 11,21:槽 111,211:槽面 12,22:環邊 13,23:支撐柱 2:第二片體 3:導熱件 31:穿孔 J:均溫板 S:腔室 L:工作液體 H:發熱源 E:電子產品 R:結合區 C:毛細結構

［第1圖］  本發明第一實施例的分解立體圖。 ［第2圖］  本發明第一實施例的剖面圖。 ［第3圖］  本發明第一實施例的使用示意圖。 ［第4圖］  本發明第二實施例的分解立體圖。 ［第5圖］  本發明第三實施例的分解立體圖。 ［第6圖］  本發明第三實施例的剖面圖。 ［第7圖］  沿第6圖的A-A線剖面圖。 ［第8圖］  本發明第四實施例的分解立體圖。 ［第9圖］  本發明第四實施例的組合俯視圖。

1:第一片體

11,21:槽

111,211:槽面

12,22:環邊

2:第二片體

3:導熱件

J:均溫板

Claims (13)

1. 一種均溫板，包含： 一第一片體； 一第二片體；該第一片體與該第二片體相結合且該第一片體與該第二片體之間具有一腔室，該腔室填充有工作液體；及 一導熱件，位於該腔室並接觸該工作液體，該導熱件的導熱係數大於該第一片體及該第二片體的導熱係數。
2. 如請求項1之均溫板，其中，該導熱件的材質為石墨或石墨烯。
3. 如請求項1之均溫板，其中，該工作液體為二種以上不同沸點的工作液體。
4. 如請求項1之均溫板，其中，該工作液體為不導電液。
5. 如請求項1之均溫板，其中，該腔室具有一毛細結構。
6. 如請求項1之均溫板，其中，該第一片體或/及該第二片體具有一槽，該第一片體及該第二片體相結合以由該槽形成該腔室。
7. 如請求項1之均溫板，其中，該第一片體與該二片體為鏡像對稱或旋轉對稱的相同結構。
8. 如請求項1之均溫板，其中，該第一片體與該第二片體相結合後的總厚度為0.1～0.6 mm。
9. 如請求項1之均溫板，其中，該第一片體或該第二片體具有至少一支撐柱，該支撐柱係位於該第一片體及該第二片體之間。
10. 如請求項1之均溫板，其中，該第一片體及該第二片體各具有至少一支撐柱，該第一片體的支撐柱與該第二片體的支撐柱相抵接。
11. 如請求項9或10之均溫板，其中，該導熱件具有對位該支撐柱的至少一穿孔。
12. 如請求項9或10之均溫板，其中，該導熱件為數個片體，並成間隔排列的位於該腔室。
13. 如請求項12之均溫板，其中，該數個支撐柱於該第一片體的槽面或該第二片體的槽面區分成數個結合區，該數個導熱件結合於該結合區，該支撐柱所區分的結合區的面積總合為該支撐柱所位於的槽面的面積的至少0.5～0.95倍。

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