TWI634303B - 均熱板 - Google Patents

Abstract

一種均熱板與一發熱元件接觸，均熱板包括一第一板體、一第二板體、複數毛細結構、複數支撐體、複數墊塊以及複數鎖固體。第一板體貼合於發熱元件，第一板體具有複數第一開口。第二板體與第一板體連結形成一腔室。該些毛細結構設置腔室內並分佈於第一板體或第二板體的內表面。該些支撐體設置於腔室內，支撐體的兩端分別頂抵毛細結構、第一板體或第二板體。墊塊設置於腔室內並分別與第一開口對應設置，墊塊的兩端分別抵接第一板體及第二板體，墊塊朝向第一開口的表面分別具有一凹部。鎖固體穿設第一開口且與該凹部連結。

Description

均熱板

本發明係關於一種均熱板，特別關於一種具有鎖固結構的均熱板。

現在電子設備持續朝可攜式、輕薄化及高附加功能等方向發展，然而高效能的電子設備運作時會產生大量的廢熱，若無法即時將熱量帶離電子設備，會使得電子設備溫度升高，造成內部元件損壞，降低電子裝置的功效及使用壽命。而均熱板是一種常見的散熱裝置，可將熱量由熱源快速地傳導至均熱板，並將熱量發散至外部，其散熱原理是利用板體內部工作流體的氣相變化及流動傳熱，將熱能擴散至冷凝端散發熱量，並以毛細結構將內部工作流體導回至熱源處，如此反覆運作以帶走熱量。

然而，均熱板結構本身的厚度及均熱板與外部系統連結的方式，皆會使電子裝置薄的型化面臨挑戰。因此，如何在不影響均熱板導熱效率的條件下，使均熱板及其鎖固結構整體薄型化，並能穩固地與外部系統結合，進而使電子裝置空間運用的彈性增加，為本領域研究人員的努力方向。

有鑑於此，如何提供一種均熱板，可使均熱板及其鎖固結構整體厚度變小，且能穩固地與外部系統結合，實為當前重要的課題。

有鑑於上述課題，本發明之目的為提供一種具有鎖固結構的均熱板。

為達上述目的，依據本發明之一種均熱板與一發熱元件接觸，均熱板包括第一板體、第二板體、毛細結構、複數支撐體、複數墊塊以及複數鎖固體。第一板體貼合於發熱元件，第一板體具有複數第一開口。第二板體與第一板體連結形成一腔室。毛細結構設置腔室內並分佈於第一板體或第二板體的內表面。複數支撐體設置於腔室內，支撐體的兩端分別頂抵毛細結構、第一板體或第二板體。墊塊設置於腔室內並分別與第一板體的第一開口對應設置，各墊塊的兩端分別抵接第一板體及第二板體，墊塊朝向第一開口的表面具有一凹部。鎖固體分別對應穿設第一開口，且各鎖固體連結於凹部。

在一實施例中，第一開口的尺寸大於相對應的凹部的尺寸，且第一開口的尺寸大於相對應的鎖固體的尺寸。

在一實施例中，第一開口的尺寸小於相對應的墊塊的尺寸。

在一實施例中，第二板體更具有複數第二開口，第二開口的尺寸小於相對應的墊塊的尺寸。

在一實施例中，墊塊與相對應的鎖固體整合為單一構件。

在一實施例中，第一板體及第二板體的材質為純銅或銅合金。

在一實施例中，墊塊為實心金屬塊結構。

在一實施例中，第一板體的厚度為0.1～1.0 mm之間。

在一實施例中，第二板體厚度為0.1～0.8 mm之間。

在一實施例中，第一板體的頂面距離第二板體的垂直距離為0.1～7.0 mm之間。

在一實施例中，毛細結構及支撐體為相同材質的金屬粉末燒結而成。

在一實施例中，鎖固體為實心柱結構，鎖固體的外表面具有外螺紋，墊塊的凹部具有與外螺紋相對應的內螺紋，使鎖固體螺鎖於凹部。

在一實施例中，鎖固體為一中空柱結構。

在一實施例中，中空柱結構的內表面具有內螺紋。

在一實施例中，各第一開口與相對應的鎖固體與墊塊之間填有銲料。

在一實施例中，第二開口與相對應的墊塊之間填有銲料。

在一實施例中，墊塊的凹部與鎖固體之間填有銲料。

在一實施例中，第二板體在遠離腔室的外表面設有複數鰭片。

承上所述，本發明之均熱板係藉由設置於腔室內的墊塊與鎖固體之間的結合作為均熱板與外部系統連結的橋樑，且墊塊為實心金屬塊結構的設計，可支撐第一板體於第一開口處的剛性，使其不塌陷且不變形。

第一板體上的第一開口及第二板體上的第二開口的尺寸小於相對應的墊塊的尺寸，且墊塊上的凹部為一盲孔結構，其組合可使均熱板的腔室在第一板體或第二板體有開口的情況下，保持腔室內的密閉性，工作流體的氣相變化及流動不受影響。此外，第一開口與鎖固體及墊塊之間填有銲料，和第二開口與墊塊之間填有銲料，不但可使鎖固體、墊塊、第一板體及第二板體彼此更能穩固地結合，使墊塊不產生位移，增加各板體的開口處的抗變形剛性，更能確保均熱板腔室內的密閉性，進而提升均熱板的散熱效能。

以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種均熱板，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。

以下將介紹本發明的均熱板的基本架構及第一實施例的特徵，請同時參照圖1A至圖1D，圖1A為本發明一實施例的一種均熱板的立體示意圖，圖1B為圖1A所示的均熱板的爆炸示意圖，圖1C為圖1A所示的均熱板沿A-A線段的剖視圖，圖1D為圖1C圈示處的局部B的放大圖。

本發明提供一種均熱板1與一發熱元件（圖式未示）接觸，其中接觸是指均熱板1與發熱元件直接接觸，或利用散熱膏或其他散熱輔助元件使均熱板1與發熱元件間接接觸，藉以增加散熱效率。均熱板1包括一第一板體11、一第二板體12、複數毛細結構13、複數支撐體14、複數墊塊15以及複數鎖固體16。第一板體11貼合於發熱元件，第一板體11具有複數第一開口111。第二板體12與第一板體11連結，使得兩板體之間形成一腔室C1。第二板體12的周緣與第一板體11的周緣彼此平整連結，無設置固定孔洞或其他元件。毛細結構13設置腔室C1內並分佈於第一板體11或第二板體12的內表面，其中內表面是指第一板體11與第二板體12彼此相對的表面。支撐體14設置於腔室C1內，各支撐體14的兩端分別頂抵毛細結構13、第一板體11或第二板體12。墊塊15設置於腔室C1內並分別與各第一開口111對應設置，各墊塊15的兩端分別抵接第一板體11及第二板體12，各墊塊15朝向第一開口111的表面分別具有一凹部R1，且凹部R1為一盲孔結構。該些鎖固體16分別對應穿設該些第一開口111，並連結於凹部R1。

其中，支撐體例如但不限於支撐柱、或支撐塊等具有規則或不規則形狀，且支撐體可由毛細結構構成、或包含毛細結構。如圖1C所示，各支撐體的兩端可分別頂抵第一板體的內表面的毛細結構及第二板體的內表面的毛細結構。或如圖3A所示，各支撐體的兩端可分別頂抵第一板體的內表面及第二板體的內表面。此外，各支撐體的兩端可分別頂抵第一板體的內表面及第二板體的內表面的毛細結構；或是各支撐體的兩端可分別頂抵第一板體的內表面的毛細結構及第二板體的內表面。支撐體可作為均熱板腔室內工作流體的回水路徑，亦可支撐第一板體與第二板體使其不變形不塌陷。

第一板體11及第二板體12的材質為純銅或銅合金，且第一板體11與第二板體12之間的該些毛細結構13及該些支撐體14為相同材質的金屬粉末燒結而成。該些墊塊15為實心金屬塊結構，在此金屬粉末及實心金屬塊例如但不限於為銅質材料。

請同時參考圖1C及1D，第一板體11的第一開口111的尺寸小於相對應的墊塊15的尺寸，且第一開口111的尺寸大於相對應的凹部R1的尺寸。更詳細說明，第一開口111的最大口徑尺寸小於相對應的墊塊15的最小外徑尺寸。此外，第一開口111的尺寸大於相對應的鎖固體16的尺寸。更詳細說明，該些第一開口111的最大口徑尺寸大於相對應的該些鎖固體16的最大外徑尺寸。藉由第一板體11上的第一開口111的尺寸小於相對應的墊塊15的尺寸，且墊塊15上的凹部R1為一盲孔結構的設計，可使均熱板1的腔室C1在第一板體11在有開口的情況下，保持腔室C1內的密閉性。

其中，各第一開口111與相對應的鎖固體16及該些墊塊15之間填有銲料，可使鎖固體16、墊塊15、第一板體11彼此更能穩固地結合，使墊塊15不產生位移，增加第一板體11於開口處的抗變形剛性，更能確保均熱板腔室C1內的密閉性，進而提升均熱板1的散熱效能。

此外，墊塊15與鎖固體16之間的結合，可為墊塊15的凹部R1與鎖固體16之間填有銲料，或是凹部R1與鎖固體16具有相互鎖固的螺牙。

第一板體11的厚度可介於0.1～1.0 mm之間，且第二板體12厚度可介於0.1～0.8 mm之間。第一板體11的周緣可具有至少一彎折處112，藉由彎折處112的設計可便於第一板體11的邊緣貼合於第二板體12。在本實施例中，第一板體11的頂面距離第二板體12的垂直距離為0.1～7.0 mm之間，即腔室C1的整體高度為0.1～7.0 mm之間。

藉由上述第一板體11的第一開口111、墊塊15與鎖固體16的配置，可使本發明的均熱板1及其鎖固結構的整體厚度大幅縮減，減少製程工序，並維持均熱板1結構的剛性。

接續將說明本發明均熱板的第二實施例的特徵，請同時參照圖2A至圖2B，圖2A為本發明第二實施例的一種均熱板的剖視圖，圖2B為圖2A圈示處的局部C的放大圖。

第二實施例提供一種均熱板2與一發熱元件接觸（圖式未示），均熱板2包括一第一板體21、一第二板體22、複數毛細結構23、複數支撐體24、複數墊塊25以及複數鎖固體26。第一板體21貼合於發熱元件，第一板體21具有複數第一開口211。第二板體22與第一板體21連結，使得二板體22之間形成一腔室C2。毛細結構23設置腔室C2內並分佈於第一板體21或第二板體22的內表面。支撐體24設置於腔室C2內，各支撐體24的兩端分別頂抵毛細結構23、第一板體21或第二板體22。墊塊25設置於腔室C2室內並分別與各第一開口211對應設置，各墊塊25的兩端分別抵接第一板體21及第二板體22，各墊塊25朝向第一開口211的表面分別具有一凹部R2，且凹部R2為一盲孔結構。鎖固體26分別對應穿設第一開口211，且各鎖固體26連結於該凹部R2。

第二實施例的第二板體22上更具有複數第二開口221，且第二開口221的尺寸小於相對應的墊塊25的尺寸，其中第二開口221與相對應的墊塊25之間填有銲料。更進一步解釋，第二開口221的最大口徑尺寸小於相對應的墊塊25的最小外徑尺寸，且第二開口221與相對應的墊塊25之間填有銲料，可更穩固墊塊25於均熱板2的腔室C2內部，使墊塊25不會產生位移，並保持腔室C2內部的密閉性及結構剛性。

如圖2A所示，第一板體21的周緣可具有至少一彎折處212，藉由彎折處212的設計可便於第一板體21的邊緣貼合於第二板體22。此外，第一板體21更具有一段差S，段差S例如但不限於一個段差，其中，第一板體21的頂面距離第二板體22的垂直距離為0.1～7.0 mm之間，而第一板體21的腔室C2最大高度介於0.1～7.0 mm之間。

第二實施例的種均熱板2具有與第一實施例所示的均熱板1相似的架構，其他相同特徵省略尚不贅述。

以下將說明本發明均熱板的第三實施例的特徵，請同時參照圖3A至圖3B，圖3A為本發明第三實施例的一種均熱板的剖視圖，圖3B為圖3A圈示處的局部D的放大圖。

第三實施例提供一種均熱板3與一發熱元件接觸（圖式未示），均熱板3包括一第一板體31、一第二板體32、複數毛細結構33、複數支撐體34、複數墊塊35以及複數鎖固體36。第一板體31貼合於發熱元件，第一板體31具有複數第一開口311。第二板體32與第一板體31連結形成一腔室C3。毛細結構33設置腔室C3內並分佈於第一板體31或第二板體32的內表面。支撐體34設置於腔室C3內，各支撐體34的兩端分別頂抵毛細結構33、第一板體31或第二板體32。墊塊35設置於腔室C3室內並分別與各第一開口311對應設置，各墊塊35的兩端分別抵接第一板體31及第二板體32，各墊塊35朝向第一開口311的表面分別具有一凹部R3，且凹部R3為一盲孔結構。鎖固體36分別對應穿設第一開口311，且各鎖固體36連結於凹部R3。

相較於第二實施例，第三實施例的墊塊35與相對應的鎖固體36整合為單一構件，由實心金屬塊加工製成。其中，各第一開口311與相對應的鎖固體36及墊塊35之間填有銲料，使鎖固體36與墊塊35所組成的單一構件能與第一板體31彼此更能穩固地結合，使墊塊35不產生位移，增加第一板體31於開口處的抗變形剛性，更能確保均熱板腔室C3內的密閉性。

如圖3A所示，第三實施例的各支撐體34的兩端分別頂抵第一板體31的內表面以及第二板體32的內表面。

此外，圖1D、圖2B及圖3B所示的鎖固體16、26、36為一中空柱結構，其中，可依不同需求，將中空柱結構設計為具有盲孔的一柱狀結構，或是設計為具有一通孔的柱狀結構（圖式未示）。此外，亦可將中空柱結構設計為外表面完整封閉的一柱狀結構（圖式未示）。中空柱結構的內表面具有內螺紋或為平滑壁面，此中空柱結構的內表面可藉由另一具有外螺紋的外部固定件，使均熱板1、2、3與外部系統結合。當其內表面具有內螺紋時，外部固定件的外螺紋與其內螺紋咬合固定；而當其內表面為平滑壁面，外部固定件的外螺紋可將其平滑壁面攻螺紋嵌合其中。

第三實施例的均熱板3具有與第一實施例所示的均熱板1相似的架構，其他相同特徵省略尚不贅述。

接續說明本發明均熱板的第四實施例的特徵，請同時參照圖4A至圖4B。圖4A為本發明第三實施例的一種均熱板的剖視圖，圖4B為圖4A圈示處的局部E的放大圖。

第四實施例提供一種均熱板4與一發熱元件接觸（圖式未示），均熱板4包括一第一板體41、一第二板體42、複數毛細結構43、複數支撐體44、複數墊塊45以及複數鎖固體46。第一板體41貼合於發熱元件，第一板體41具有複數第一開口411。第二板體42與第一板體41連結形成一腔室C4。毛細結構43設置腔室C4內並分佈於第一板體41或第二板體42的內表面。支撐體44設置於腔室C4內，各支撐體44的兩端分別頂抵毛細結構43、第一板體41或第二板體42。墊塊45設置於腔室C4室內並分別與各第一開口411對應設置，各墊塊45的兩端分別抵接第一板體41及第二板體42，各墊塊45朝向第一開口411的表面分別具有一凹部R4，且凹部R4為一盲孔結構。鎖固體46分別對應穿設第一開口411，且各鎖固體46連結於凹部R4。

第四實施例與第三實施例相同，墊塊45與相對應的該些鎖固體46整合為單一構件，由實心金屬塊加工製成，使墊塊45及鎖固體46為一體成型的單一構件。

不同於第三實施例的是，第四實施例的鎖固體46為實心柱結構，鎖固體46的外表面具有外螺紋（圖式未示），墊塊45的凹部R4具有與外螺紋相對應的內螺紋（圖式未示），使鎖固體46螺鎖於凹部R4。相較於圖1D、圖2B及圖3B所示的鎖固體16、26、36為一中空柱結構，鎖固體46所示的實心柱結構更具有支持剛性，可維持整個均熱板4與外部系統結合的穩定性。

如圖4A所示，其中第二板體42更具有複數第二開口421，第二開口421的尺寸小於相對應的墊塊45的尺寸。其中第二開口421與相對應的墊塊45之間填有銲料。更進一步解釋，第二開口421的最大口徑尺寸小於相對應的墊塊45的最小外徑尺寸，且第二開口421與相對應的墊塊45之間填有銲料，可更穩固墊塊45於均熱板4的腔室C4內部，使墊塊45不會產生位移，並保持腔室C4內部的密閉性及結構剛性。

第四實施例的種均熱板4具有與第一實施例所示的均熱板1相似的架構，其他相同特徵省略尚不贅述。

如圖5所示，均熱板1a更可外加複數鰭片F以增加散熱效率， 其中第二板體12遠離腔室C1的外表面設有複數鰭片F，可藉由鰭片F的設置可使均熱板1a內部的熱量發散至外部系統，加速均溫板1a整體的散熱效率。

綜上所述，本發明之均熱板係藉由墊塊、鎖固體、第一開口以及第二開口之間的結合作為均熱板與外部系統的鎖固結構，且第一板體上的第一開口及第二板體上的第二開口的尺寸小於相對應的墊塊的尺寸且墊塊上的凹部為一盲孔結構，其組合可使均熱板的腔室在第一板體或第二板體有開口的情況下，保持腔室內的密閉性，工作流體的氣相變化及流動不受影響。此外，第一開口與鎖固體及墊塊之間填有銲料，和第二開口與墊塊之間填有銲料，不但可使鎖固體、墊塊、第一板體及第二板體彼此更能穩固地結合，使墊塊不產生位移，增加各板體的開口處的抗變形剛性，更能確保均熱板腔室內的密閉性，進而提升均熱板的散熱效能。

此外，墊塊為實心金屬塊結構的設計，可支撐第一板體於第一開口處的剛性，使其不塌陷且不變形，且當鎖固體與墊塊整合為單一構件時，更可在保持此單一結構所需的支持剛性條件下，大幅縮減均熱板整體的厚度。鎖固體為中空柱結構或為實心柱結構，且中空柱結構的內表面具有內螺紋或為平滑壁面等變化態樣，可因應環境所需作不同的設計，增加均熱板與外部系統連結的彈性

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

1、1a、2、3、4‧‧‧均熱板
11、21、31、41‧‧‧第一板體
111、211、311、411‧‧‧第一開口
112、212‧‧‧彎折處
12、22、32、42‧‧‧第二板體
13、23、33、43‧‧‧毛細結構
14、24、34、44‧‧‧支撐體
15、25、35、45‧‧‧墊塊
16、26、36、46‧‧‧鎖固體
221、421‧‧‧第二開口
B、C、D、E‧‧‧局部
F‧‧‧鳍片
C1、C2、C3、C4‧‧‧腔室
R1、R2、R3、R4‧‧‧凹部
S‧‧‧段差
A-A‧‧‧線段

圖1A為本發明第一實施例的一種均熱板的立體示意圖。 圖1B為圖1A所示的均熱板的爆炸示意圖。 圖1C為圖1A所示的均熱板沿A-A線段的剖視圖。 圖1D為圖1C圈示處的局部B的放大圖。 圖2A為本發明第二實施例的一種均熱板的剖視圖。 圖2B為圖2A圈示處的局部C的放大圖。 圖3A為本發明第三實施例的一種均熱板的剖視圖。 圖3B為圖3A圈示處的局部D的放大圖。 圖4A為本發明第四實施例的一種均熱板的剖視圖。 圖4B為圖4A圈示處的局部E的放大圖。 圖5為本發明第一實施例所示的均熱板具有鰭片態樣的剖視圖。

Claims (17)

1. 一種均熱板，與一發熱元件接觸，該均熱板包括：一第一板體，貼合於該發熱元件，該第一板體具有複數第一開口；一第二板體，與該第一板體連結形成一腔室；複數毛細結構，設置該腔室內並分佈於該第一板體或該第二板體的內表面；複數支撐體，設置於該腔室內，各該些支撐體的兩端分別頂抵該毛細結構、該第一板體或該第二板體；複數墊塊，設置於該腔室內並分別與各該些第一開口對應設置，各該些墊塊的兩端分別抵接該第一板體及該第二板體，各該些墊塊朝向該第一開口的表面分別具有一凹部；以及複數鎖固體，分別對應穿設該些第一開口，且各該些鎖固體連結於該凹部；其中該些第一開口的尺寸大於相對應的該些凹部的尺寸，且該些第一開口的尺寸大於相對應的該些鎖固體的尺寸。
2. 如申請專利範圍第1項所述的均熱板，其中該些第一開口的尺寸小於相對應的該些墊塊的尺寸。
3. 如申請專利範圍第1項所述的均熱板，其中該第二板體更具有複數第二開口，該些第二開口的尺寸小於相對應的該些墊塊的尺寸。
4. 如申請專利範圍第1項所述的均熱板，其中該些墊塊與相對應的該些鎖固體整合為單一構件。
5. 如申請專利範圍第1項所述的均熱板，其中該第一板體及該第二板體的材質為純銅或銅合金。
6. 如申請專利範圍第1項所述的均熱板，其中該些墊塊為實心金屬塊結構。
7. 如申請專利範圍第1項所述的均熱板，其中該第一板體的厚度為0.1~1.0mm之間。
8. 如申請專利範圍第1項所述的均熱板，其中該第二板體厚度為0.1~0.8mm之間。
9. 如申請專利範圍第1項所述的均熱板，其中該第一板體的頂面距離該第二板體的垂直距離為0.1~7.0mm之間。
10. 如申請專利範圍第1項所述的均熱板，其中該些毛細結構及該些支撐體為相同材質的金屬粉末燒結而成。
11. 如申請專利範圍第1項所述的均熱板，其中該鎖固體為實心柱結構，該鎖固體的外表面具有外螺紋，該墊塊的該凹部具有與該外螺紋相對應的內螺紋，使該鎖固體螺鎖於該凹部。
12. 如申請專利範圍第1項所述的均熱板，其中該鎖固體為一中空柱結構。
13. 如申請專利範圍第12項所述的均熱板，其中該中空柱結構的內表面具有內螺紋。
14. 如申請專利範圍第1項所述的均熱板，其中各該些第一開口與相對應的該些鎖固體及該些墊塊之間填有銲料。
15. 如申請專利範圍第3項所述的均熱板，其中該些第二開口與相對應的該些墊塊之間填有銲料。
16. 如申請專利範圍第1項所述的均熱板，其中該些墊塊的凹部與該些鎖固體之間填有銲料。
17. 如申請專利範圍第1項所述的均熱板，該第二板體遠離該腔室的外表面設有複數鰭片。