TWI823264B - 橫向平衡氣道與液道效率的超薄均溫板元件及其製作方法 - Google Patents
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Abstract
一種超薄均溫板元件包含有一下基板、一第一多孔隙毛細結構、一第二多孔隙毛細結構和一上基板。下基板具有一支撐牆、一第一溝槽和一第二溝槽。其中第一溝槽和第二溝槽藉由支撐牆分隔。第一多孔隙毛細結構設置於第一溝槽，第二多孔隙毛細結構設置於該第二溝槽。第一多孔隙毛細結構之厚度大於第二多孔隙毛細結構之厚度。上基板對應接合下基板，上基板與第一多孔隙毛細結構之間形成第一氣道，上基板與第二多孔隙毛細結構之間形成第二氣道，第一氣道之高度小於第二氣道之高度。本發明之超薄均溫板元件平衡了容罝空間中氣道與液道的分布利用。
Description
本發明係關於一種均溫板元件，尤其是一種可以橫向平衡容置空間中氣道與液道對工作流體輸送效率的特殊分布多孔隙毛細結構的超薄均溫板元件。
均溫板元件是一種扁平狀之真空密閉腔體。密閉腔體內壁上鋪設有毛細結構並容置有工作流體。均溫板之工作原理係當均溫板吸熱區與熱源接觸時，在熱點接觸區毛細結構中的液相工作流體吸收熱能，從液相轉變為氣相。由於元件內壓力差，氣相工作流體藉由腔體中的氣道向遠端冷凝區快速流動。當氣相工作流體流至遠離熱源之冷凝區時釋放潛熱，從氣相工作流體轉變為液相工作流體而進入毛細結構中。接著，液相工作流體藉由腔體中連續性毛細結構之毛細力，輸送回流至熱點接觸區，形成液氣相之流動循環。均溫板元件藉由上述之工作流體的相變及循環達到快速傳導熱能之目的，並使微處理器降溫及散熱。
考量氣相和液相工作流體在同一密閉空間、同一截面中循環，但毛細結構(液道)和剩餘空間(氣道)兩者互不相容，作用相反，且都需
要一定的厚度或高度，故兩者通常存在有最佳化的比例配置。
隨著產品設計之輕薄趨勢，對均溫板元件的薄度要求更趨嚴格。業界將薄度小於1mm的均溫板元件通稱為超薄均溫板元件，而目前市場上能夠量產的元件極限厚度仍大於0.3mm。以均溫板元件厚度0.22mm為例，扣除上下片材的厚度加總若為0.1mm，剩餘的垂直容置空間高度最大仍不足0.12mm。此狀況下，當毛細結構厚度不足0.04mm時，毛細結構的液體乘載量和流速過低，減緩液相工作流體的循環回流；當氣道高度不足0.08mm時，熱能也無法理想地被氣相工作流體帶往遠端。毛細結構和氣道兩者的高度需求都無法被滿足時，如何設計毛細及氣道高度空間配比成為設計與製作高效能超薄均溫板元件的兩難。
因此，如何設計及製作元件厚度小於0.25mm的超薄均溫板元件中的毛細結構配置，最佳化地平衡氣道和液道中工作流體，成為有待業界解決的問題。
有鑑於此，本發明係提供一種從橫向水平空間中拓展，進而平衡容罝空間中工作流體的液氣循環效率的超薄均溫板元件，藉此跳脫因縱向空間狹窄制約了毛細結構與氣道空間配比設計上的窠臼。
本發明提供的橫向平衡容罝空間中氣道與液道效率的超薄均溫板元件，包含有一下基板、一第一多孔隙毛細結構、一第二多孔隙毛細結構和一上基板。下基板進一步具有一支撐牆、一第一溝槽和一第二溝槽。其中第一溝槽和第二溝槽藉由支撐牆分隔，且第一溝槽之兩端和第二溝槽之兩端相連通。第一多孔隙毛細結構設置於第一溝槽，第二多孔隙毛
細結構設置於該第二溝槽。第一多孔隙毛細結構之厚度大於第二多孔隙毛細結構之厚度。上基板對應並接合下基板，使上基板與第一多孔隙毛細結構之間形成第一氣道，上基板與第二多孔隙毛細結構之間形成第二氣道，第一氣道之高度小於第二氣道之高度。
於實際應用中，可設計超薄均溫板元件高度小於250um，第一多孔隙毛細結構於第一溝槽中之厚度介於30~60um，第一氣道高度介於40~70um；第二多孔隙毛細結構於第二溝槽中之厚度介於5~20um，第二氣道高度介於90~110um。
超薄均溫板元件進一步包含有一第三多孔隙毛細結構，設置在支撐牆上。第三多孔隙毛細結構向第一溝槽內延伸並與第一多孔隙毛細結構連接；第三多孔隙毛細結構也向第二溝槽內延伸並與第二多孔隙毛細結構連接。
於實際應用中，第二溝槽之寬度小於第一溝槽之寬度之80%，第三多孔隙毛細結構於支撐牆上之厚度小於25um。
其中，第一多孔隙毛細結構係由一第一漿料印刷填於第一溝槽後，經加熱、燒结過程而形成，第二多孔隙毛細結構係由一第二漿料印刷填於第二溝槽後，經加熱、燒结過程而形成。第三多孔隙毛細結構係由第一漿料印刷於支撐牆上並溢向第二溝槽後，經加熱、燒结過程而形成。第一漿料之固含量大於第二漿料之固含量。
超薄均溫板元件進一步包含有一渠道，形成於第一溝槽之第一多孔隙毛細結構中或形成於第一溝槽之第一多孔隙毛細結構與支撐牆側壁之間，渠道沿第一溝槽方向延伸並通往第一溝槽之兩端。
本發明還提供有橫向平衡容罝空間中氣道與液道效率的超薄均溫板元件之製作方法，包含有以下步驟：提供具有一第一溝槽、一第二溝槽和一支撐牆之一下基板，第一溝槽和第二溝槽藉由支撐牆分隔；提供一第一漿料和一第二漿料，第一漿料之固含量大於第二漿料之固含量；鋪設第二漿料於第二溝槽；烘乾第二漿料形成一第二固化體；鋪設第一漿料於第一溝槽及支撐牆上，並使支撐牆上的第一漿料向第二溝槽溢流；烘乾第一漿料，第一溝槽中的第一漿料形成一第一固化體，支撐牆及溢流至第二溝槽中的第一漿料形成一第三固化體；加熱燒结第一固化體、第二固化體和第三固化體，形成一第一多孔隙毛細結構、一第二多孔隙毛細結構和一第三多孔隙毛細結構，其中，第一多孔隙毛細結構之厚度大於第二多孔隙毛細結構，第三多孔隙毛細結構延伸至第二溝槽內並與第二多孔隙毛細結構連接。
本製作方法還包含有以下步驟：氣密封合下基板和一上基板，使上基板與第一多孔隙毛細結構之間形成一第一氣道，及使上基板與第二多孔隙毛細結構之間形成一第二氣道，第一氣道之高度小於第二氣道之高度。
綜上所述，藉由橫向的兩個溝槽中配置有不同高度的毛細結構，使兩個溝槽各自分工有傳輸氣相工作流體或液相工作流體的主要任務，橫向的擴展流道空間之利用，單一溝槽內的流體速度最佳化。藉由溝槽兩端的相連，工作流體仍能進行氣液循環並保持流體分配平衡。此外，再藉由兩溝槽間支撐牆上的毛細結構，讓第一溝槽中較厚的毛細結構能相連到第二溝槽中較薄的毛細結構，當第一溝槽毛細結構快速的傳輸液相工
作流體時，能夠牽引拉動第二溝槽的較薄的毛細結構中的液相工作流體加快流速。製作上，利用兩種不同固含量的漿料，可以較簡便的在不同溝槽中形成不同厚度的毛細結構，實現多種氣道高度的超薄均溫板元件。
1:下基板
11:第一溝槽
12:第二溝槽
15:支撐柱
16:邊牆
17:支撐牆
21:第一多孔隙毛細結構
22:第二多孔隙毛細結構
23:第三多孔隙毛細結構
3:上基板
41:第一氣道
42:第二氣道
5:焊接構造
6:渠道
D1~D6:高度
S1~S8:步驟
V:超薄均溫板元件
圖1繪示本發明一具體實施例中超薄均溫板元件之俯瞰圖；
圖2繪示本發明圖1具體實施例中線段A-A之部分剖視圖；
圖3繪示本發明另一具體實施例中超薄均溫板元件之俯瞰圖；
圖4繪示本發明圖3具體實施例中線段B-B之部分剖視圖；
圖5繪示本發明又一具體實施例中超薄均溫板元件之俯瞰圖；
圖6繪示本發明圖5具體實施例中線段C-C之部分剖視圖；
圖7繪示本發明一具體實施例中超薄均溫板元件製造方法之流程圖。
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。需注意的是，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，圖中垂直方向、水平方向和各元件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。
本發明所繪之圖式中，虛線用於輔助理解，而並非指稱有線條狀結構。本發明的多個實施例中，會描述有具同樣名稱與標號之單元，原則上表示其單元在多個實施例中皆具有相同的功能和作用。然而，在實
施例中若有對單元額外進行說明，以額外說明為準。
請參閱圖1和圖2。圖1繪示本發明一具體實施例中超薄均溫板元件之俯瞰圖；圖2繪示本發明圖1具體實施例中線段A-A之部分剖視圖。為了便於參閱與說明，圖1省略了上基板以看到內部構造，圖2僅示意剖視圖之右半邊。
如圖1及圖2所示，於本具體實施例中，應用於橫向平衡容罝空間中氣道與液道效率的超薄均溫板元件V，包含有一下基板1、一第一多孔隙毛細結構21、一第二多孔隙毛細結構22、一上基板3和一工作流體(圖未示)。下基板1進一步具有一支撐牆17、一第一溝槽11和一第二溝槽12。其中第一溝槽11和第二溝槽12藉由支撐牆17分隔，且第一溝槽11之兩端和第二溝槽12之兩端相連通。第一多孔隙毛細結構21設置於第一溝槽11，第二多孔隙毛細結構22設置於該第二溝槽12。第一多孔隙毛細結構21之高度D3’(圖未示)大於第二多孔隙毛細結構22之高度D4’(圖未示)。上基板3對應並接合下基板1，使上基板3與第一多孔隙毛細結構21之間形成第一氣道41，上基板3與第二多孔隙毛細結構22之間形成第二氣道42，第一氣道41之高度D3小於第二氣道42之高度D4。工作流體可在氣相和液相之間相變。
超薄均溫板元件V的總高度D1，扣除上基板3和下基板1的最小平面厚度後，獲得剩餘空間高度D2。剩餘空間高度D2約等於第一多孔隙毛細結構21之高度D3’加上第一氣道41之高度D3；剩餘空間高度D2也約等於第二多孔隙毛細結構22之厚度D4’加上第二氣道42之高度D4。
超薄均溫板元件V的兩端可視為吸熱端(Evaporator)與冷凝端(Condensor)，此兩處不設置溝槽來限制工作流體之方向，但是仍需要支
撐柱15來維持上基板3和下基板1之間的空間，避免塌陷。在圖1的實施例中，有三個第一溝槽11和兩個第二溝槽12。本發明並未對第一溝槽11和第二溝槽12之數量進行限制。在較佳設計中，每一第一溝槽11至少相鄰一個第二溝槽12，每一第二溝槽12至少相鄰一個第一溝槽11。第一溝槽11之兩端和第二溝槽12之兩端相連通，也就是在吸熱端與冷凝端處連通，藉此可以讓液相工作流體量和氣相工作流體量分別被帶往適當的溝槽中。
上基板3和下基板1之間形成密閉空間，且密閉空間中是小於1大氣壓的負壓狀態。上基板3和下基板1可利用焊接方式從環繞的邊牆16處氣密接合，形成焊接構造5。由於超薄均溫板元件V極薄，邊牆16上焊接構造5相對地佔據了一定的高度。本案所述的溝槽可以是被兩個支撐牆17所夾成，也可以是被一個支撐牆17及一個邊牆16所夾成。
在本案的圖1實施例中，假設超薄均溫板元件V上方為吸熱端，液相工作流體在此處蒸發成氣相工作流體。由於第二氣道42的高度大於第一氣道41，一部分氣相工作流體會沿著第二溝槽12內的第二氣道42通向下方的冷凝端，流動阻力小，傳輸效率高。而一部分氣相工作流體會沿著第一溝槽11內的第一氣道41通向下方的冷凝端，由於氣室空間較狹窄，流動阻力大，傳輸效率較低。在超薄均溫板元件V的冷凝端中，氣相工作流體凝結成液相工作流體。由於第一多孔隙毛細結構21之厚度大於第二多孔隙毛細結構22之厚度，液相工作流體大部分會沿著第一溝槽11內的第一多孔隙毛細結構21流向上方的吸熱端，少部分會沿著第二溝槽12內的第二多孔隙毛細結構22流向上方的吸熱端。液相工作流體在第一多孔隙毛細結構21的輸送量和輸送速度都比在第二多孔隙毛細結構22來的高。
當超薄均溫板內部容置空間小於150um時，一旦鋪置毛細結構厚度符合液相工作流體輸送速度要求，氣道高度就會明顯受限而影響氣相工作流體輸送效率。考量液相工作流體所需的多孔隙毛細結構(液道)總量和氣相工作流體所需的氣道總量的比例配置，以及多孔隙毛細結構的製作過程限制了多孔隙毛細結構不易完全填滿溝槽，故第一溝槽11上仍需保留一定高度的第一氣道41。
除此之外，第二溝槽12上覆蓋輕薄了第二多孔隙毛細結構22有特殊的功效。氣相工作流體在行經溝槽時，也會產生小量的冷凝情況。在完全沒有毛細結構的通道中，液相工作流體會因為內聚力而結合，使通道中產生液滴。累積的液滴會逐漸佔據通道的截面，進而堵塞氣相工作流體的輸送前行。相較於完全沒有毛細結構的通道，本發明第二溝槽12輕薄的第二多孔隙毛細結構22可以有效破壞內聚力，避免形成液滴，並且提供部分的液相工作流體回流能力。因此，第二溝槽12中第二多孔隙毛細結構22和第二氣道42的設計，加強了超薄均溫板元件V內氣相工作流體的輸送，又避免了液滴堵塞的情況發生。
於實際應用中，可設計超薄均溫板元件高度D1小於250um。其中，第一多孔隙毛細結構21於第一溝槽11中之高度D3’介於30~60um，可乘載較多量的液相工作流體快速輸送。第一氣道41高度D3介於40~70um。第二多孔隙毛細結構22於第二溝槽12中之高度D4’介於5~20um，可破壞液相工作流體的內聚力。第二氣道42高度D4介於90~110um，空間高度較足，可以讓氣相工作流體輸送效率提高。
超薄均溫板元件高度D1可以是200、210、220、230、240、
250、260、270、280、290、300um。第一多孔隙毛細結構21之高度D3’可以是30、40、50、60、70、80um或介於其間的值。第一氣道41高度D3可以是30、40、50、60、70um或介於其間的值。第二多孔隙毛細結構22之高度D4’可以是5、10、15、20um或介於其間的值。第二氣道42高度D4可以是90、100、110um或介於其間的值。
請參閱圖3和圖4。圖3繪示本發明另一具體實施例中超薄均溫板元件之俯瞰圖；圖4繪示本發明圖3具體實施例中線段B-B之部分剖視圖。為了便於參閱與說明，圖3省略了上基板以看到內部構造，圖4僅示意剖視圖之右半邊。在此實施例中，相同標號與名稱的單位，若未特別說明，則其構造、功能與作用與先前實施例相同，於此不再贅述。
超薄均溫板元件V進一步包含有一第三多孔隙毛細結構23，設置在支撐牆17上。第三多孔隙毛細結構23沿著支撐牆17的側壁向第二溝槽12內延伸，並與第二多孔隙毛細結構22連接。位於支撐牆上的第三多孔隙毛細結構之厚度小於25um，位於支撐牆17的側壁的第三多孔隙毛細結構23可僅有10um以內的厚度。第三多孔隙毛細結構23也可以向第一溝槽11內延伸並與第一多孔隙毛細結構21連接。藉此，第一多孔隙毛細結構21內的液相工作流體，可經由第三多孔隙毛細結構23，有限度地和第二多孔隙毛細結構22內的液相工作流體連通。
當第一多孔隙毛細結構21連通第二多孔隙毛細結構22，會產生額外的牽引效應。第一多孔隙毛細結構21較厚，可乘載大量的液相工作流體，且流速較快。當液相工作流體在第一多孔隙毛細結構21快速流動時，會透過第三多孔隙毛細結構23牽引到第二多孔隙毛細結構22內的液相工作
流體，使得第二多孔隙毛細結構22內的液相工作流體流速也加快。透過實驗證實，連通第一多孔隙毛細結構21的第二多孔隙毛細結構22內液相工作流體的流速，比獨立的第二多孔隙毛細結構22的流速要快上超過3倍。
支撐牆17上的第三多孔隙毛細結構23之厚度可以和邊牆16上的焊接構造5的厚度相等，恰好彌補焊接構造5造成的高度差。
請參閱圖5和圖6。圖5繪示本發明又一具體實施例中超薄均溫板元件之俯瞰圖；圖6繪示本發明圖5具體實施例中線段C-C之部分剖視圖。為了便於參閱與說明，圖5省略了上基板以看到內部構造，圖6僅示意剖視圖之右半邊。在此實施例中，相同標號與名稱的單位，若未特別說明，則其構造、功能與作用與先前實施例相同，於此不再贅述。
超薄均溫板元件V進一步包含有一渠道6，形成於第一溝槽11之第一多孔隙毛細結構21中，渠道6沿第一溝槽11方向延伸並通往第一溝槽11之兩端。此時，雖然渠道6是未鋪設有毛細結構的空間，但在實際運作時卻不是提供給氣相工作流體傳輸的管道，而是提供液相工作流體傳輸的管道。基於渠道6和毛細結構在同一平面，也就是下基板1的內表面側，液相工作流體會被周邊的第一多孔隙毛細結構21限制在下基板1一側，進而佔據渠道6。而具有良好多孔性和方向性的第一多孔隙毛細結構21中液相工作流體的流動，亦會受渠道6內液相工作流體的行進而影響，互相牽引。並且，由於沒有毛細結構阻礙，渠道6中液相工作流體的行進速度及乘載量會比在第一多孔隙毛細結構21中的液相工作流體更多、更快。
渠道6的形狀可以是上寬下窄的V型，可以是上窄下寬的金字塔型，也可以是如圖6顯示，中間較為寬闊的O型。渠道6可以將第一多孔
隙毛細結構21切分為二，但渠道6的位置未必在第一多孔隙毛細結構21的正中間，可以偏向一邊甚至靠向側壁，介於側壁與毛細結構21之間。
在本領域的習知技藝中，超薄均溫板元件中毛細結構厚度越薄，則液相工作流體的輸送量與速度表現就越差。針對元件厚度小於0.25mm，或內部容置空間小於0.15mm且大面積的超薄均溫板而言，要兼顧有足夠的毛細結構厚度及氣室空間高度，就受到物理上的制約。然而，申請人在潛心研究中發現，若是在液相工作流體輸送的毛細結構路線上設計了平行於液相工作流體流動方向的渠道6，並藉由第一多孔隙毛細結構21以及下基板1的協同作用下，能夠大幅度增加液相工作流體的推動及傳輸能力，突破了本領域的偏見。
另外值得注意的是，本實施例中渠道6的上開口寬度相對較窄。在超薄均溫板元件V運作解熱時，同一溝槽中的氣相工作流體和液相工作流體方向相反，容易產生磨擦阻力，削弱兩者流速；渠道6的上開口較窄時可以減少氣相工作流體和液相工作流體的交界面面積，進而減少摩擦阻力。
在本案的多個實施例中，第二溝槽12之寬度D6小於第一溝槽11之寬度D5之80%，主要考慮第二多孔隙毛細結構22較薄，要避免燒结過程中第二溝槽的下基板1部分產生塌陷，並且可以進一步平衡氣道總截面積和液道總截面積於適當的比例。
在本案的多個實施例中，第一多孔隙毛細結構21係由一第一漿料印刷填滿第一溝槽11後，經加熱、燒结過程而形成，第二多孔隙毛細結構22係由一第二漿料印刷填於第二溝槽12後，經加熱、燒结過程而形成。
第三多孔隙毛細結構23係由第一漿料印刷於支撐牆17上並溢向第二溝槽12後，經加熱、燒结過程而形成。加熱過程中，漿料中的有機溶劑和聚合物會依序揮發氣化及裂解，使燒结後毛細結構體積減小。在邊牆16和支撐牆17的側面，也會形成毛細結構，並作為第一多孔隙毛細結構21、第二多孔隙毛細結構22、和第三多孔隙毛細結構23之間的媒介。
第一漿料和第二漿料中都含有有機溶劑和聚合物。第一漿料之固含量大於第二漿料之固含量。第一漿料和第二漿料中內含的物質還可以包含有粒徑介於1~30um之間的粉末顆粒。粉末顆粒包含了銅(Cu)、銅合金(Cu alloy)、氧化銅(CuO)、氧化亞銅(Cu2O)、三氧化二銅(Cu2O3)等。
第一多孔隙毛細結構21、第二多孔隙毛細結構22、和第三多孔隙毛細結構23主要是由多個銅構件組合而形成，例如趨向圓體的類球形銅構件或鏈狀銅構件。類球形銅構件是前述銅顆粒透過高溫(大於700度C)燒结而連接。尤其，六角八面體的紡錘狀氧化亞銅顆粒在含氫氣氛下燒结時，會逐漸還原成銅，同時沿著最遠的兩個端點向外拉伸，形成鏈狀銅構件。鏈狀銅構件形成的毛細結構具有更佳的毛細能力。
請參閱圖7。圖7繪示本發明一具體實施例中超薄均溫板元件製造方法之流程圖。本發明還提供有橫向平衡容罝空間中氣道與液道效率的超薄均溫板元件之製作方法，包含有以下步驟：S1，提供具有一第一溝槽、一第二溝槽和一支撐牆之一下基板，第一溝槽和第二溝槽藉由支撐牆分隔；S2，提供一第一漿料和一第二漿料，第一漿料之固含量大於第二漿料之固含量；S3，鋪設第二漿料於第二溝槽；S4，烘乾第二漿料形成一第二固化體；S5，鋪設第一漿料於第一溝槽及支撐牆上，並使支撐牆上的第
一漿料向第二溝槽溢流；S6，烘乾第一漿料，第一溝槽中的第一漿料形成一第一固化體，支撐牆及第二溝槽中的第一漿料形成一第三固化體；S7，加熱裂解並燒結第一固化體、第二固化體和第三固化體，形成一第一多孔隙毛細結構、一第二多孔隙毛細結構和一第三多孔隙毛細結構，其中，第一多孔隙毛細結構之厚度大於第二多孔隙毛細結構之厚度，第三多孔隙毛細結構延伸至第二溝槽內並與第二多孔隙毛細結構連接。以上步驟可用於製造前述的超薄均溫板元件。
鋪設方式可以是印刷鋪設，利用網板選擇性地印刷漿料至溝槽中。受限於鋪設設備的精密度，鋪設時通常以溝槽的上緣作為鋪設量的標準。若是先鋪設第一漿料，支撐牆上的第三固化體會影響鋪設第二漿料時網板的高度，進而影響燒結後第二多孔隙毛細結構之厚度，故以先鋪設第二漿料以優先控制第二多孔隙毛細結構之厚度為佳。此外，鋪設第一漿料和第二漿料的量都需要填滿溝槽。是以，將第二漿料的固含量調降，可以使第二漿料在烘乾、固化、裂解及燒結後的體積大幅減少，以控制燒结後第二多孔隙毛細結構的厚度就會小於第一多孔隙毛細結構的厚度。
在步驟S5中，可以透過網板印刷擋住第二溝槽，使第一漿料僅落在第一溝槽、超薄均溫板元件的加熱端和冷凝端。在步驟S5中，第一漿料可以填滿並超過第一溝槽的高度，使第一漿料可以鋪置再支撐牆上並稍微向第二溝槽溢流。在步驟S5中，可以使用隔板或檔板鋪設第一漿料之圖形，使第一漿料在固化裂解及燒结後形成渠道。
本製作方法還包含有以下步驟：S8，氣密封合下基板和一上基板，使上基板與第一多孔隙毛細結構之間形成一第一氣道，及使上基
板與第二多孔隙毛細結構之間形成一第二氣道，第一氣道之高度小於第二氣道之高度。
綜上所述，藉由橫向的兩個溝槽中配置有不同高度的毛細結構，使兩個溝槽各自分工有傳輸氣相工作流體或液相工作流體的主要任務，橫向的擴展流道空間之利用，單一溝槽內的流體速度最佳化。藉由溝槽兩端的相連，工作流體仍能進行氣液循環並平衡流體量的分配。此外，再藉由兩溝槽間支撐牆上的毛細結構，讓第一溝槽中較厚的毛細結構能相連到第二溝槽中較薄的毛細結構，當第一溝槽毛細結構快速的傳輸液相工作流體時，能夠牽引拉動第二溝槽的液相工作流體加快流速。製作上，利用兩種不同固含量的漿料，可以較簡便的在不同溝槽中形成不同厚度的毛細結構，實現多種氣道高度的超薄均溫板元件。
藉由以上具體實施例之詳述，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。
1:下基板
11:第一溝槽
12:第二溝槽
16:邊牆
17:支撐牆
21:第一多孔隙毛細結構
22:第二多孔隙毛細結構
3:上基板
41:第一氣道
42:第二氣道
5:焊接構造
D1~D4:高度
V:超薄均溫板元件
Claims (9)
- 一種橫向平衡容罝空間中氣道與液道效率的超薄均溫板元件，包含有：一下基板，進一步具有：一支撐牆；一第一溝槽；以及一第二溝槽，其中該第一溝槽和該第二溝槽藉由該支撐牆分隔，且該第一溝槽之兩端和該第二溝槽之兩端相連通；一第一多孔隙毛細結構，設置於該第一溝槽；一第二多孔隙毛細結構，設置於該第二溝槽，該第一多孔隙毛細結構之厚度大於該第二多孔隙毛細結構之厚度；一第三多孔隙毛細結構，設置在該支撐牆上，並向該第二溝槽內延伸並與該第二多孔隙毛細結構連接；以及一上基板，對應並接合該下基板，使該上基板與該第一多孔隙毛細結構之間形成一第一氣道，及使該上基板與該第二多孔隙毛細結構之間形成一第二氣道，該第一氣道之高度小於該第二氣道之高度。
- 如申請專利範圍第1項所述之超薄均溫板元件，其中該第一多孔隙毛細結構於第一溝槽中之厚度至少為30um，該第二多孔隙毛細結構於第二溝槽中之厚度至多為20um。
- 如申請專利範圍第1項所述之超薄均溫板元件，其中該第二溝槽之寬度小於該第一溝槽之寬度之80%。
- 如申請專利範圍第1項所述之超薄均溫板元件，其中該第三多孔隙毛細結構於該支撐牆上之厚度至多為25um。
- 如申請專利範圍第4項所述之超薄均溫板元件，其中該第一多孔隙毛細結構和該第三多孔隙毛細結構係由一第一漿料經印刷、加熱、燒结後形成，該第二多孔隙毛細結構係由一第二漿料經印刷、加熱、燒结後形成。
- 如申請專利範圍第1項所述之超薄均溫板元件，進一步包含有一渠道，形成於該第一溝槽，該渠道沿該第一溝槽方向延伸並通往該第一溝槽之兩端。
- 一種橫向平衡容罝空間中氣道與液道效率的超薄均溫板元件之製作方法，包含以下步驟：提供具有一第一溝槽、一第二溝槽和一支撐牆之一下基板，該第一溝槽和該第二溝槽藉由該支撐牆分隔；提供一第一漿料和一第二漿料；鋪設該第二漿料於該第二溝槽；烘乾該第二漿料形成一第二固化體；鋪設該第一漿料於該第一溝槽及該支撐牆上，並使該支撐牆上的該第一漿料向該第二溝槽溢流；烘乾該第一漿料，該第一溝槽中的該第一漿料形成一第一固化體，該支撐牆及該第二溝槽中的該第一漿料形成一第三固化體；加熱並燒结該第一固化體、該第二固化體和該第三固化體，形成一第一多孔隙毛細結構、一第二多孔隙毛細結構和一第三多孔隙毛細結構，其中，該第一多孔隙毛細結構之厚度大於該第二多孔隙毛細結構之厚度，該第三多孔隙毛細結構延伸至該第二溝槽內並與該第二多孔隙毛細結構連接。
- 如申請專利範圍第7項所述之製作方法，進一步包含以下步驟：氣密封合該下基板和一上基板，使該上基板與該第一多孔隙毛細結構之間形成一第一氣道，及使該上基板與該第二多孔隙毛細結構之間形成一第二氣道，該第一氣道之高度小於該第二氣道之高度。
- 如申請專利範圍第7項所述之製作方法，其中於提供該第一漿料和該第二漿料之步驟中，該第一漿料之固含量大於該第二漿料之固含量。
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| US20090025910A1 (en) * | 2007-07-27 | 2009-01-29 | Paul Hoffman | Vapor chamber structure with improved wick and method for manufacturing the same |
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| CN214502178U (zh) * | 2021-01-28 | 2021-10-26 | 广州力及热管理科技有限公司 | 应用于薄型均温板的复合式毛细结构 |
| JP2022013305A (ja) * | 2020-07-03 | 2022-01-18 | 尼得科超▲しゅう▼科技股▲ふん▼有限公司 | 熱伝導部材およびその製造方法 |
-
2022
- 2022-02-22 TW TW111106370A patent/TWI823264B/zh active
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