TWI724397B - 均溫板 - Google Patents

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TWI724397B
TWI724397B TW108111343A TW108111343A TWI724397B TW I724397 B TWI724397 B TW I724397B TW 108111343 A TW108111343 A TW 108111343A TW 108111343 A TW108111343 A TW 108111343A TW I724397 B TWI724397 B TW I724397B
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張天曜
郭哲瑋
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    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
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Abstract

一種均溫板，包括一上板、一下板以及一固定架。下板貼合上板，並且下板具有一凸台結構。固定架貼合下板，固定架包括一開放空間以及至少一鎖固部，其中凸台結構位於開放空間內。

Description

均溫板
本發明係為一散熱裝置，特別是一種具有固定架的均溫板。
均溫板此種散熱裝置，特別是薄型的均溫板，要如何穩固地固定在熱源的承載板上而讓下板貼合熱源，同時又不讓均溫板產生變形，一直是業界亟需解決的問題。
此外，均溫板的成品要如何快速且方便地固定至熱源上，也是一個亟欲解決的問題。
為了達到上述的目的，本發明提供一個具有固定架的均溫板，方便廠商或使用者直接組裝並固定在熱源的承載板上，同時也在固定架的材質以及特性上經縝密的試驗與考量，因而得以藉由固定架的幫助而讓均溫板不易產生變形。在本發明之一實施例中提供了一種均溫板，包括一上板、一下板以及一固定架。下板貼合上板，且下板具有一凸台結構。固定架貼合下板，固定架包括一開放空間以及至少一鎖固部，其中凸台結構位於開放空間內。
在一實施例中，均溫板可與一熱源做熱接觸，並且熱源固定於一承載板上，其中，凸台結構接觸熱源，鎖固部則與承載板固定在一起。
在一實施例中，下板之導熱性優於上板之導熱性，且下板之 導熱性優於固定架之導熱性。
在一實施例中，下板之導熱性優於上板之導熱性，且上板之導熱性優於或等於固定架之導熱性。
在一實施例中，固定架之金屬強度大於下板之金屬強度，固定架之金屬強度大於或等於上板之金屬強度。
在一實施例中，構成固定架之主要材質為下列之一：銅合金、不鏽鋼、塑鋼與鋁合金。
在一實施例中，構成上板之主要材質為銅合金，構成下板之主要材質為純銅。
在一實施例中，鎖固部之結構可選自下列之一；公螺柱、母螺柱與螺孔。
在一實施例中，固定架為一鏤空架體而定義出開放空間。
在一實施例中，固定架具有一缺口或是由至少二架體所組成。
本發明之另一實施例係提供一種均溫板，包括一上板、一下板以及一固定架。下板貼合上板。固定架貼合下板，固定架包括一鎖固部。
在另一實施例中，均溫板可與一熱源做熱接觸，並且熱源固定於一承載板上，其中，固定架接觸熱源並將熱傳遞至下板，鎖固部則與承載板固定在一起。
在另一實施例中，下板之導熱性優於上板之導熱性，且下板之導熱性優於固定架之導熱性。
在另一實施例中，下板之導熱性優於上板之導熱性，且上板 之導熱性優於或等於固定架之導熱性。
在另一實施例中，固定架之金屬強度大於下板之金屬強度，固定架之金屬強度大於或等於上板之金屬強度。
在另一實施例中，構成固定架之主要材質為下列之一：銅合金、不鏽鋼、塑鋼與鋁合金。
在另一實施例中，構成上板之主要材質為銅合金，構成下板之主要材質為純銅。
在另一實施例中，鎖固部之結構可選自下列之一；公螺柱、母螺柱與螺孔。
在另一實施例中，固定架為一鏤空架體而定義出開放空間。
在另一實施例中，固定架具有一缺口或是由至少二架體所組成。
在另一實施例中，均溫板更包括一導熱塊貼合下板，導熱塊可與一熱源做熱接觸，熱源固定於一承載板上，其中，導熱塊接觸熱源並將熱傳遞至下板，鎖固部則與承載板固定在一起。
在另一實施例中，下板或導熱塊之導熱性優於上板之導熱性，且下板或導熱塊之導熱性優於固定架之導熱性。
在另一實施例中，下板或導熱塊之導熱性優於上板之導熱性，且上板之導熱性優於或等於固定架之導熱性。
在另一實施例中，固定架之金屬強度大於下板之金屬強度，固定架之金屬強度大於或等於上板之金屬強度。
在另一實施例中，構成固定架之主要材質為下列之一：銅合 金、不鏽鋼、塑鋼與鋁合金。
在另一實施例中，構成上板之主要材質為銅合金，構成下板或是導熱塊之主要材質為純銅。
1、2、3‧‧‧均溫板
11、21、31‧‧‧上板
12、22、32‧‧‧下板
121‧‧‧凸台結構
13、23、33‧‧‧固定架
13A、13B、33A、33B‧‧‧架體
131、231、331‧‧‧開放空間
132、232、332‧‧‧鎖固部
133、333‧‧‧缺口
14、24、34‧‧‧作用空間
15、25、35‧‧‧第一毛細結構
16、26、36‧‧‧第二毛細結構
17、27、37‧‧‧支撐結構
38‧‧‧導熱塊
4‧‧‧熱源
5‧‧‧承載板
51‧‧‧穿孔
6‧‧‧螺絲
請參考第1A圖至第1B圖，其係依據本發明之第一實施例所提供之均溫板立體分解示意圖以及側面示意圖。
請參考第2A圖至第2B圖，其係依據本發明之第二實施例所提供之均溫板立體分解示意圖以及側面示意圖。
請參考第1A圖至第1B圖，其係依據本發明之第一實施例所提供之均溫板立體分解示意圖以及側面示意圖。
第一實施例係提供一種均溫板1，其包括一上板11、一下板12以及一固定架13。均溫板1可與至少一熱源4做熱接觸，並且熱源4固定於一承載板5上。均溫板1的上板11與下板12，係貼合而形成一作用空間14，在作用空間14內，上板11的內表面設置一第一毛細結構15，而下板12的內表面設置一第二毛細結構16，上板11與下板12之間可夾設有一支撐結構17。此外，下板12可在部分的區域形成至少一凸台結構121，並藉此凸出的結構來與至少一熱源4做熱接觸，熱接觸包括凸台結構121直接貼附熱源4，或是與熱源4之間設置有導熱膏或其他導熱件(圖中未示)而間接地接觸。此外，凸台結構121的設置，可讓均溫板1與熱源4做熱接觸時，凸台結構121與下板12的其他部位有一個高低差，因而比較不會壓迫或是阻礙到承載板5上其他的電子元件的設置，增加安裝的彈性與便利。
此外，固定架13可藉由銲接或其他手段而貼合於下板12，而當固定架13與承載板5固定在一起時，下板12的凸台結構121可產生一個緊迫著熱源4的壓力，使得熱源4所產生的熱能可以快速且完整地傳遞至凸台結構121，並藉由均溫板1的作用而傳遞出去。而在本實施例中，固定架13包括一開放空間131以及至少一鎖固部132，並且讓下板12的凸台結構121位於開放空間131內，或是讓凸台結構121可自開放空間131而更往外延伸或突出。
在本實施例中，形成於固定架13上的鎖固部132係用來與承載板5固定在一起，固定架13的鎖固部132的採用一母螺柱的結構，並對應地在承載板5上形成有一穿孔51，如此一來，就可藉由一螺絲6穿過穿孔51後而鎖合於鎖固部(母螺註)132後，將下板12、固定架13以及承載板5(包含熱源4)三者組裝在一起。當然，在其他實施例中，固定架13的鎖固部132也可從母螺柱而替換為一公螺柱，並在承載板5上形成穿孔51，因而當公螺柱穿過該穿孔51後，再藉由一螺絲(圖中未示)固定公螺柱而完成組裝。此外，在其他實施例中，也可將固定架13的鎖固部132形成一螺孔的結構，其同樣也可藉由一螺絲6穿過承載板5上的穿孔51後鎖固於該螺孔內而完成組裝，本發明並不予以限制。
在本實施例中，構成上板11之主要材質為銅合金，構成下板12之主要材質為純銅，構成固定架13之主要材質則可選自銅合金、不鏽鋼、塑鋼或是鋁合金。如此的安排是因為純銅的導熱性較銅合金好，因此下板12可較上板11更能有效率地吸收熱能，但上板11往往因為更靠近使用者握持的部位，因此特別讓上板11選用一個導熱性比下板12的導熱性稍微低一 點的材質，如此一來，反而不會讓使用者覺得應用本均溫板的產品(例如手機)的握持溫度太高，不致產生該產品散熱效率不佳的感覺。此外，在本實施例中，固定架13之主要材質選用銅合金或不鏽鋼的原因，在於考慮其金屬的強度，因此讓固定架13選用一個導熱性較(下板所採用的)純銅低但金屬強度優於純銅的材質，讓均溫板1在安裝的過程中不易產生變形。在本實施例中，衡量導熱性的標準為導熱係數，而衡量金屬強度的標準包括維氏硬度、拉伸強度或彈性係數等。
本實施例中所提供的均溫板1，在設計規則上，包括有讓下板12之導熱性優於上板11之導熱性、讓下板12之導熱性優於固定架13之導熱性、讓上板11之導熱性優於或等於固定架13之導熱性、讓固定架13之金屬強度大於(優於)下板12之金屬強度、或是讓固定架13之金屬強度大於(優於)或等於上板11之金屬強度等。
在本實施例中，固定架13的開放空間131如第1A圖以及第1C圖所示，為一鏤空架體而定義出該開放空間131，因而可以讓下板12的凸台結構121位於該開放空間131內，如此就不會增加均溫板1的整體厚度。不過，固定架13上所形成的開放空間131，也可有不同的變化與結構，舉例來說，開放空間131可如第1D圖所示，是一個具有缺口的鏤空架體，其仍然可以讓凸台結構121容置於此空間內，此時，固定架13的結構，是一個具有缺口133或是類似C型的架體。此外，開放空間131也可如第1E圖所示，將固定架13直接由至少兩個獨立的架體13A、13B所組成，架體13A、13B之間自然就形成一個開放空間131來讓凸台結構121得以置入於其中。
請參考第2A圖至第2B圖，其係依據本發明之第二實施例所 提供之均溫板立體分解示意圖以及側面示意圖。
第二實施例係提供一種均溫板2，其包括一上板21、一下板225以及一固定架23，固定架23包括至少一鎖固部232。均溫板可與至少一熱源4做熱接觸並將熱能傳遞至下板22，熱源4則固定於一承載板5上。均溫板2的上板21與下板22，係貼合而形成一作用空間24，在作用空間24內，上板21的內表面設置一第一毛細結構25，而下板22的內表面設置一第二毛細結構26，上板21與下板22之間可夾設有一支撐結構27。固定架23與熱源4的熱接觸，包括固定架23直接貼附熱源4，或是固定架23與熱源4之間設置有導熱膏或其他導熱件(圖中未示)而間接地接觸。
此外，固定架23可藉由銲接或其他手段而貼合於下板22，而當固定架23與承載板5固定在一起時，固定架23可產生一個緊迫著熱源4的壓力，使得熱源4所產生的熱能可以經由固定架23而傳遞至下板22，並藉由均溫板2的作用而傳遞出去。
在本實施例中，固定架23的鎖固部232採用一母螺柱的結構，並對應地在熱源4的承載板5上形成有一穿孔51，如此一來，就可藉由一螺絲6穿過穿孔51後而鎖合於鎖固部232(母螺註)後，而將下板22、固定架23以及承載板5(包含熱源4)三者組裝在一起。當然，在其他實施例中，固定架23的鎖固部232也可從母螺柱而替換為一公螺柱，並在承載板5上形成穿孔51，因而當公螺柱穿過該穿孔51後，再藉由一螺絲(圖中未示)固定公螺柱而完成組裝。此外，在其他實施例中，也可將固定架23的鎖固部形成一螺孔(圖中未示)的結構，其同樣也可藉由一螺絲6穿過承載板5上的穿孔51後鎖固於該螺孔內而完成組裝，本發明並不予以限制。
在本實施例中，構成上板21之主要材質為銅合金，構成下板22之主要材質為純銅，構成固定架23之主要材質則可選自銅合金、不鏽鋼、塑鋼或是鋁合金。如此的安排是因為純銅的導熱性較銅合金好，因此下板22可較上板21更能有效率地吸收熱能，但上板21往往因為更靠近使用者握持的部位，因此特別讓上板21選用一個導熱性比下板的導熱性稍微低一點的材質，如此一來，反而不會讓使用者覺得應用本均溫板2的產品(例如手機)的握持溫度太高，不致產生該產品散熱效率不佳的感覺。此外，在本實施例中，固定架23之主要材質選用銅合金或不鏽鋼的原因，在於考慮其金屬的強度，因此讓固定架23選用一個導熱性較下板22的純銅低但金屬強度優於純銅的材質，讓均溫板2在安裝的過程中不易產生變形。容易產生變形。在本實施例中，衡量導熱性的標準為導熱係數，而衡量金屬強度的標準包括維氏硬度、拉伸強度或彈性係數等。
本實施例中所提供的均溫板2，在設計規則上，包括有讓下板22之導熱性優於上板21之導熱性、讓下板22之導熱性優於固定架23之導熱性、讓上板21之導熱性優於或等於固定架23之導熱性、讓固定架23之金屬強度大於(優於)下板22之金屬強度、或是讓固定架23之金屬強度大於(優於)或等於上板21之金屬強度等。
請參考第3A圖至第3B圖，其係依據本發明之第三實施例所提供之均溫板立體分解示意圖以及側面示意圖。
第三實施例係提供一種均溫板3，其包括一上板31、一下板32以及一固定架33以及一導熱塊38。均溫板3可與至少一熱源4做熱接觸，並且熱源4固定於一承載板5上。均溫板3的上板31與下板32，係貼合而形成 一作用空間34，在作用空間34內，上板31的內表面設置一第一毛細結構35，而下板32的內表面設置一第二毛細結構36，上板31與下板32之間可夾設有一支撐結構37。此外，在本實施例中，導熱塊38的一面係藉由銲接或其他固定手段貼合於均溫板3的下板32上，而導熱塊38的另一面則與至少一熱源4做熱接觸，熱接觸包括導熱塊38直接貼附熱源4，或是與熱源4之間設置有導熱膏或其他導熱件(圖中未示)而間接地接觸。而當導熱塊38分別與均溫板3的下板32以及熱源4結合時，熱源4所產生的熱能就可藉由導熱塊38而傳遞至均溫板3，並且藉由均溫板3的作用而向外傳遞出去
在本實施例中，固定架33包括一開放空間331以及至少一鎖固部332，並且讓導熱塊38位於該開放空間331內，也就是在水平高度上，固定架33跟導熱塊38是重疊的，如此便可減少均溫板3的整體厚度。
此外，固定架33可藉由銲接或其他手段而貼合於下板32，另一方面則藉由鎖固部332而與承載板5固定在一起，在本實施例中，固定架33的鎖固部332係用來與承載板5固定在一起，固定架33的鎖固部332的採用一母螺柱的結構，並對應地在承載板5上形成有一穿孔51，如此一來，就可藉由一螺絲6穿過穿孔51後而鎖合於鎖固部(母螺註)332後，將下板32、固定架33以及承載板5(包含熱源4)三者組裝在一起。當然，在其他實施例中，固定架33的鎖固部332也可從母螺柱而替換為一公螺柱，並在承載板5上形成穿孔51，因而當公螺柱穿過該穿孔51後，再藉由一螺絲(圖中未示)固定公螺柱而完成組裝。此外，在其他實施例中，也可將固定架33的鎖固部332形成一螺孔的結構，其同樣也可藉由一螺絲6穿過承載板5上的穿孔51後鎖固於該螺孔內而完成組裝，本發明並不予以限制。
在本實施例中，構成上板31之主要材質為銅合金，構成下板32之主要材質為純銅，構成導熱塊38的主要材質可選自純銅，構成固定架33之主要材質則可選自銅合金、不鏽鋼、塑鋼或是鋁合金。如此的安排是因為純銅的導熱性較銅合金好，因此導熱塊38能更有效率地將熱能從熱源4傳遞至下板32，下板32也可較上板31更有效率地吸收熱能。此外，上板31往往因為更靠近使用者握持的部位，因此本發明特別讓上板31選用一個導熱性比下板32的導熱性稍微低一點的材質，如此一來，反而不會讓使用者覺得應用本均溫板的產品(例如手機)的握持溫度太高，不致產生該產品散熱效率不佳的感覺。此外，在本實施例中，固定架33之主要材質選用銅合金或不鏽鋼的原因，在於考慮其金屬的強度，因此讓固定架33選用一個導熱性較(下板所採用的)純銅低但金屬強度優於純銅的材質，讓均溫板3在安裝的過程中不易產生變形。在本實施例中，衡量導熱性的標準為導熱係數，而衡量金屬強度的標準包括維氏硬度、拉伸強度或彈性係數等。
本實施例中所提供的均溫板3，在設計規則上，包括有讓下板32或導熱塊38之導熱性優於上板31之導熱性、讓下板32或導熱塊38之導熱性優於固定架33之導熱性、讓上板31之導熱性優於或等於固定架33之導熱性、讓固定架33之金屬強度大於(優於)下板32之金屬強度、或是讓固定架33之金屬強度大於(優於)或等於上板31之金屬強度等。
在本實施例中，固定架33的開放空間331如第3A圖以及第3C圖所示，為一鏤空架體而定義出該開放空間331，因而可以讓導熱塊38位於該開放空間331內，如此就不會增加均溫板3的整體厚度。不過，固定架33上所形成的開放空間331，也可有不同的變化與結構，舉例來說，開放空間 331可如第3D圖所示，是一個具有缺口的鏤空部，其仍然可以讓導熱塊38容置於此空間內，此時，固定架33的結構，是一個具有缺口333或是類似C型的架體。此外，開放空間331也可如第3E圖所示，讓固定架33由至少二獨立的架體33A、33B所組成，而架體33A、33B之間自然就形成一個開放空間331來讓導熱塊38得以置入於其中。
以上概述了依據本發明之數個實施例的內容，使得本技術領域中具有通常知識者可以理解本發明所揭露的發明技術。在本技術領域中具有通常知識者應該理解，他們可以容易地使用本揭露作為基礎，來設計或修改用於實施與在此所介紹實施例相同的目的及/或達到相同優點的其他結構，本發明並不予以限制。
1‧‧‧均溫板
11‧‧‧上板
12‧‧‧下板
121‧‧‧凸台結構
13‧‧‧固定架
131‧‧‧開放空間
132‧‧‧鎖固部
14‧‧‧作用空間
15‧‧‧第一毛細結構
16‧‧‧第二毛細結構
17‧‧‧支撐結構
4‧‧‧熱源
5‧‧‧承載板
51‧‧‧穿孔
6‧‧‧螺絲

Claims (23)

  1. 一種均溫板，包括：一上板，構成該上板的主要材質為銅合金；一下板，貼合該上板，且該下板具有一凸台結構，構成該下板的主要材質為純銅；以及一固定架，貼合該下板，該固定架包括一開放空間以及至少一鎖固部，其中該凸台結構位於該開放空間內。
  2. 根據申請專利範圍第1項之均溫板，該均溫板可與一熱源做熱接觸，並且該熱源固定於一承載板上，其中，該凸台結構接觸該熱源，該鎖固部則與該承載板固定在一起。
  3. 根據申請專利範圍第1項之均溫板，其中該下板之導熱性優於該上板之導熱性，且該下板之導熱性優於該固定架之導熱性。
  4. 根據申請專利範圍第1項之均溫板，其中該下板之導熱性優於該上板之導熱性，且該上板之導熱性優於或等於該固定架之導熱性。
  5. 根據申請專利範圍第1項之均溫板，其中該固定架之金屬強度大於該下板之金屬強度，該固定架之金屬強度大於或等於該上板之金屬強度。
  6. 根據申請專利範圍第1項之均溫板，其中構成該固定架之主要材質為下列之一：銅合金、不鏽鋼、塑鋼與鋁合金。
  7. 根據申請專利範圍弟1項之均溫板，其中該鎖固部之結構可選自下列之一；公螺柱、母螺柱與螺孔。
  8. 根據申請專利範圍第1項之均溫板，其中該固定架為一鏤空架體而定義出該開放空間。
  9. 根據申請專利範圍第1項之均溫板，其中該固定架具有一缺口或是由至少二架體所組成。
  10. 一種均溫板，包括：一上板，構成該上板的主要材質為銅合金；一下板，貼合該上板，構成該下板的主要材質為純銅；以及一固定架，貼合該下板，該固定架包括一鎖固部。
  11. 根據申請專利範圍第10項之均溫板，該均溫板可與一熱源做熱接觸，並且該熱源固定於一承載板上，其中，該固定架接觸該熱源並將熱傳遞至該下板，該鎖固部則與該承載板固定在一起。
  12. 根據申請專利範圍第10項之均溫板，其中該下板之導熱性優於該上板之導熱性，且該下板之導熱性優於該固定架之導熱性。
  13. 根據申請專利範圍第10項之均溫板，其中該下板之導熱性優於該上板之導熱性，且該上板之導熱性優於或等於該固定架之導熱性。
  14. 根據申請專利範圍第10項之均溫板，其中該固定架之金屬強度大於該下板之金屬強度，該固定架之金屬強度大於或等於該上板之金屬強度。
  15. 根據申請專利範圍第10項之均溫板，其中構成該固定架之主要材質為下列之一：銅合金、不鏽鋼、塑鋼與鋁合金。
  16. 根據申請專利範圍第10項之均溫板，其中該鎖固部之結構可選自下列之一；公螺柱、母螺柱與螺孔。
  17. 根據申請專利範圍第10項之均溫板，其中該固定架為一鏤空架體而定義出該開放空間。
  18. 根據申請專利範圍第10項之均溫板，其中該固定架具有一缺口或是由至 少二架體所組成。
  19. 根據申請專利範圍第10項之均溫板，更包括一導熱塊貼合該下板，該導熱塊可與一熱源做熱接觸，該熱源固定於一承載板上，其中，該導熱塊接觸該熱源並將熱傳遞至該下板，該鎖固部則與該承載板固定在一起。
  20. 根據申請專利範圍第19項之均溫板，其中該下板或該導熱塊之導熱性優於該上板之導熱性，且該下板或該導熱塊之導熱性優於該固定架之導熱性。
  21. 根據申請專利範圍第19項之均溫板，其中該下板或該導熱塊之導熱性優於該上板之導熱性，且該上板之導熱性優於或等於該固定架之導熱性。
  22. 根據申請專利範圍第19項之均溫板，其中該固定架之金屬強度大於該下板之金屬強度，該固定架之金屬強度大於或等於該上板之金屬強度。
  23. 根據申請專利範圍第19項之均溫板，其中構成該固定架之主要材質為下列之一：銅合金、不鏽鋼、塑鋼與鋁合金。
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