TWI807232B - 均溫板結構 - Google Patents

Abstract

本發明係一種均溫板結構，包括一上板、一下板、一中間層及一聚合物層；其中該聚合物層係選擇與該上、下板其中任一者結合，該下板係與該上板相蓋合共同界定有一腔室，該腔室內填充一工作流體，所述中間層設於該腔室內，該中間層設有一第一側、一第二側、複數穿孔及複數溝槽，該等穿孔係貫穿該第一、二側，該複數溝槽設置於該第一、二側其中一者，由上述之組合令本發明之均溫板之整體結構總厚度係等於或小於0.25MM，藉以達到極薄化者。

Description

均溫板結構

本發明有關於一種均溫板，尤指一種極薄型化的均溫板。

為了達到更佳的熱傳效果，散熱領域使用了應用兩相流熱交換原理的散熱裝置作為熱傳導元件使用，其中以均溫板及熱管最為普及，而均溫板與熱管為應用兩相流熱交換原理，必須以熱傳導效率較佳的材質作為該均溫板及熱管之主體結構，其中又以銅最為常見，主體內部必須具有一真空氣密的腔室以及腔室內部表面設置有毛細結構以及填充有工作液體，使得以透過真空環境下工作液體沸點降低而在該真空氣密的腔室內部進行兩相流(汽體與液體)循環，藉此提供較佳的熱傳導效率。

習知均溫板係在至少一板體上設置有毛細結構後再與另一板體蓋合構成主體，其後再該主體上進行封邊及填水(液態工作流體)與抽真空等作業，進而構成所述之均溫板；前述之毛細結構在均溫板中主要係用來作為液態工作流體從冷凝區回流至蒸發區以及將液態工作流體儲存於蒸發區的作用，而毛細結構通常以燒結體、網格體、纖維體、溝槽等型態可提供毛細力的結構作為使用。

其中燒結體主要係於板體之一側披覆有金屬粉末，再透過燒結之方式將該等粉末燒結附著於該板體上而形成多孔隙性質的毛細結構，以燒結方式所形成的燒結體型態之毛細結構係為毛細力最佳的毛細結構，而燒結工作必須將兩兩相鄰之粉末加熱至半固融狀態下使粉末間相互連結並形成具有多孔特性的毛細結 構，為保持燒結粉末之毛細結構能保持多孔性之特質，則該燒結粉末之粒度具有一定的限制，因當燒結粉末的粒度過小時會造成該等粉末燒結產生固熔彼此之間幾乎沒有孔隙，以致於無法形成具多孔性的毛細結構，也就是說該毛細結構無法提供毛細力。如此，現有的燒結體使用燒結粉末之粒度是無法選用太細小的粉末，使得現有透過燒結之方式所形成的毛細結構中，該燒結粉末必須選用顆粒大小適中的尺寸才得以在各顆粒間形成有孔隙且具有毛細力之功效，但相對的該燒結結構厚度也會隨之增厚，這也就是目前現有燒結體無法應用於極薄型化的均溫板結構上。此外，目前現有使用燒結體的均溫板是無法進行部分使用彎折(彎曲)，因若該均溫板受彎折(彎曲)後，會造成腔室內的燒結體破損脫落並崩壞，導致板體上無毛細結構而失去均溫散熱的功效。

所以業者為了解決上述現有燒結體無法使用在極薄型化的均溫板結構上的問題，便朝向該毛細結構中毛細力功效較差的溝槽，或是毛細結構中毛細力係亞於燒結粉末的網格體或編織網試著使用，其中該網格體或編織網雖在設置上方便且可使用於需進行彎折之部位，但網格體或編織網在設置在均溫板內時必須與殼壁或管壁完全貼合，才能令工作液體得以於網格體或編織網中受毛細作用擴散，故當網格體或編織網沒有完整貼設於該殼壁或管壁表面時，則無法提供毛細力供給工作液體進行擴散汽液循環的功效，另外還有就是所述網格體與編織網主要由複數絲狀單體相互交織或編織而組成，因每單一根絲狀單體(如絲狀金屬線)的線徑粗細度受到目前加工機械及材料限制而無法變更細，所以使得該複數根絲狀單體全部相互交織(或編織)組成的網格體(或編織網)的整體厚度並無法再降低，所以現有網格體與編織網同樣也是無法應用於極薄型化的均溫板結構上。

便退而求其次，則改用毛細力較差的所述溝槽，而所述溝槽主要是在均溫板之殼壁面透過機械加工等方式開設形成，藉此作為毛細結構使用，但卻延伸出另一問題，就是在該均溫板內開設溝槽勢必會造成該均溫板的殼壁變薄，不僅會影響整體結構強度，且還會造成殼壁破裂的情事發生，進而導致其內工作液體外漏而失去均溫散熱效果，因此設置溝槽將令殼壁變薄進而降低了整體結構強度，所以若再對該均溫板進行彎折(彎曲)等工作時，則容易造成在設置該溝槽的位置處破裂，基於這些考量使得業者怯步不敢拿來用在極薄型化的均溫板上。

所以隨著極薄型化的設置，均溫板整體厚度受到相當大的限制，不僅除了管壁厚度為符合極薄型化之尺寸限制，其內部氣密腔室及內部毛細結構也必須進一步縮減，故由上述各毛細結構之使用及設置方式可知，當在進行極薄型化設計時，毛細結構的選用以及製造則成為一種難題。

故如何實現極薄型化，同時又兼具毛細力，則為該項技藝之人士首重之改善目標。

本發明之一目的在提供一種可實現極薄型化的均溫板結構。

本發明之另一目的在提供一種具有較佳毛細力及可彎折(彎曲)的均溫板結構。

為達上述目的，本發明提供一種均溫板結構，包括一上板、一下板、一中間層及一聚合物層，該下板係與該上板相蓋合且共同界定一腔室，該腔室內填充一工作流體，該中間層設於該腔室內，該中間層設有一第一側、一第二側、複數穿孔及複數溝槽，該等穿孔係貫穿該第一、二側，該複數溝槽設置於該第一、 二側其中一者，該聚合物層係選擇與該上、下板其中任一者結合，並該均溫板結構之總厚度係為等於或小於0.25MM。

透過本發明可實現將散熱單元薄型化，同時藉由該中間層來作為提供汽態與液態工作流體汽液循環的毛細結構，使得可解決習知散熱單元薄型化的缺失。

上述該上板為複數上板體相互疊合所組成，該聚合物層被夾設在該複數上板體之間組成該上板。上述該下板為複數下板體相互疊合所組成，該聚合物層被夾設在該複數下板體之間組成該下板。上述該聚合物層係透過塗佈、印刷、黏合之方式選擇成型於該上板的該上內側或該上外側。

上述該聚合物層係透過塗佈、印刷、黏合之方式選擇成型於該下板的該下內側或該下外側。上述該複數溝槽係縱向或橫向或縱向橫向同時交錯形成在該中間層的該第二側。上述該複數溝槽與該複數穿孔係交錯或非交錯設置。

上述均溫板結構更包含一親水層，該親水層選擇設置於該上內側或該下內側或該中間層的該第二側與該複數溝槽表面。上述該上板具有複數凸部係凸設於該上板的該上內側，該中間層的該第二側與該複數凸部相貼設。

1:均溫板結構

11:上板

110:上板體

111:上外側

112:上內側

113:凸部

13:下板

130:下板體

131:下外側

132:下內側

14:腔室

15:中間層

151:第一側

152:第二側

153:穿孔

154:溝槽

16:聚合物層

18:親水層

第1圖為本發明之第一實施例之分解示意圖。

第2圖為本發明之第一實施例之組合剖視及局部放大示意圖。

第3A圖為本發明之第二實施例之組合剖面示意圖。

第3B圖為本發明之第三實施例之組合剖面示意圖。

本發明之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以說明。

本發明提供一種均溫板結構，參閱第1圖為本發明之第一實施例之分解示意圖；第2圖本發明之第一實施例之組合剖視及局部放大示意圖。如圖所示，該均溫板結構1包括一上板11、一下板13、一中間層15及一聚合物層16，該上板11具有一上外側111、一上內側112及複數凸部113，該複數凸部113係凸設於該上內側112，該下板13具有一下外側131與一下內側132，該下內側132係相對該上內側112，且該下板13係與該上板11相蓋合且共同界定一腔室14，該腔室14內填充一工作流體(如純水)。其中該上板11與下板13材質係為銅、鋁、不銹鋼及商業純鈦其中任一，並該上、下板11、13的厚度分別約為如0.05MM(公厘)。在一可行實施例，該均溫板結構1也可為一熱板結構。

該中間層15可為一片體或板體係設置於該腔室14內，並該中間層15具有一第一側151、一第二側152、複數穿孔153及複數溝槽154，該第一側151與第二側152分別與對應該下內側132和該複數凸部113相接觸貼設，該複數溝槽154設置於該第一側151或第二側152之上，或兩側都設置溝槽154，在本實施例中該複數溝槽154係間隔排列設置於該中間層15的第二側152，即該複數溝槽154係縱向和橫向同時交錯凹設形成在該中間層15的第二側152，且縱向的複數溝槽154與橫向的複數溝槽154相連通，令液態的工作流體藉由該複數溝槽154的毛細力沿縱向和橫向的溝槽154快速回流到該下內側132(即蒸發區)。其中該中間層15厚度約為如0.05MM(公厘)。

該複數穿孔153係貫穿該第一、二側151、152，該複數穿孔153與該複數溝槽154係交錯或非交錯設置，本實施例該複數穿孔153與該複數溝槽154係呈水平相互交錯排列設置為說明並不引以為限。所以透過本發明該中間層15的一側或兩側設置的溝槽154及貫穿該中間層15的穿孔153的設計，使該複數溝槽154可提供 液態的工作流體回流使用，該複數穿孔153可作為工作流體經蒸發汽化的蒸氣通道使用，藉以同時實現具有氣體循環通道及液體回流之毛細吸力結構，不僅可解決散熱單元薄型化時，內部腔室14空間狹窄不易設置毛細結構的問題，且該中間層15還可作為均溫板結構1的支撐結構，令該均溫板結構1的腔室14內可保有完整性且不會受擠壓變形而失去汽液循環工作的功效。在另外一可行實施例，該複數穿孔153與該複數溝槽154係呈垂直垂疊相互交錯排列設置。在其他一實施例，該複數溝槽154係橫向或縱向形成在該中間層15的第二側152。

該聚合物層16為如合成聚合物(如聚乙烯(PE)、P.V.C、耐綸、達克綸、ABS或SBR)或無機聚合物(如石英、石棉、雲母或石墨)，該聚合物層16係選擇與該上、下板11、13其中任一者結合，且該聚合物層16透過塗佈、印刷、黏合、貼合之方式選擇成型於該上板11及該下板13其中任一的表面(如上外側111表面、上內側112表面、下內側132表面或下外側131表面)上，在本實施例該聚合物層16以如塗佈方式成型在該下板13的下外側131表面上，並該均溫板結構1整體總厚度為等於0.25MM(公厘)，但不侷限於此。於具體實施時，該均溫板結構1整體總厚度也可為小於0.25MM。

請參閱第3A圖，為本發明之第二實施例之均溫板結構1之剖視圖。如圖所示，本實施例與前述各實施例部分結構相同故在此不再重新贅述，其兩者不同處在於：該聚合物層16係被設置或夾設在上板11及/或下板13之間，且該上板11(及/或下板13)為複數上板體110(及/或下板體130)相互疊合所組成。

請參閱第3B圖，為本發明之第三實施例之均溫板結構1之剖視圖。如圖所示，本實施例與前述各實施例部分結構相同故在此不再重新贅述，其兩者不同處在 於：該均溫板結構1更包含一親水層18，該親水層18選擇設置於該上內側112或該下內側132或該中間層15的該第二側152與該複數溝槽154表面。

綜上所述，透過本發明均溫板結構1的設計，可有效改善了現有技術所應用之各種毛細結構當應用在極薄型化時會受到限制無法順利極薄型化的問題。所以，藉由本發明該均溫板結構1整體厚度為等於或小於0.25MM，故本發明改良了現有技術毛細結構無法極薄型化的缺失者。

11:上板

111:上外側

112:上內側

113:凸部

13:下板

131:下外側

132:下內側

15:中間層

151:第一側

152:第二側

153:穿孔

154:溝槽

16:聚合物層

Claims (5)

1. 一種均溫板結構，包括：一上板，係由複數上板體相互疊合所組成，該上板具有一上外側及一上內側；一下板，係由複數下板體相互疊合所組成，該下板具有一下外側與一下內側，令該下板與該上板相對應蓋合且共同界定一腔室，該腔室內填充一工作流體；一中間層，係設於該腔室內，該中間層設有一第一側、一第二側、複數穿孔及複數溝槽，該複數穿孔係貫穿該第一、二側，該複數溝槽設置於該第一、二側之至少其中一者；及一聚合物層，係選擇被夾設在該複數上板體之間或該複數下板體之間至少任一者結合，令該均溫板結構之整體總厚度係等於或小於0.25mm者。
2. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板結構，其中該複數溝槽係縱向或橫向或縱向橫向同時交錯形成在該中間層的該第二側。
3. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板結構，其中該複數溝槽與該複數穿孔係交錯或非交錯設置。
4. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板結構，更包含一親水層，該親水層選擇設置於該上內側或該下內側或該中間層的該第二側與該複數溝槽表面。
5. 如申請專利範圍第1項所述之均溫板結構，其中該上板具有複數凸部係凸設於該上板的該上內側，該中間層的該第二側與該複數凸部相貼設。

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