WO2021017731A1 - 一种复合型均温板及其制造方法 - Google Patents

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capillary structure
plate
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蔡文龙
洪广
闫晓峰
齐跃庭
张于光
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昆山联德电子科技有限公司
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    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—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
    • 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
    • F28D15/04—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 with tubes having a capillary structure

Definitions

  • the convex hulls are arranged on the bottom surface of the groove in a 5 ⁇ 5 matrix arrangement
  • a working medium is injected into the cavity through the gas pumping and liquid injection port, and the working medium is a gaseous/liquid phase change medium.
  • the powder sintered capillary structure is tightly mounted on the cover plate surface of the second cover plate, and a mesh capillary structure is built into the cavity between the convex hull and the powder sintered capillary structure ;
  • the cavity is provided in any one of the first cover plate and the second cover plate;
  • the size of the powder sintered capillary structure and the mesh capillary structure are smaller than the size of the first cover plate and the second cover plate, and the size of the powder sintered capillary structure, mesh capillary structure and the size of the groove All are consistent.
  • the beneficial effect of the present invention is that the first cover is integrally formed with a convex hull by sheet metal stamping to form a support structure, which can have the characteristics of good strength, high processing efficiency, low cost, and no pollution; and on the first cover
  • the extension part of the plate is provided with a liquid injection channel communicating with the cavity, so there is no need to add an additional sleeve when pumping gas and liquid.
  • the extension part extending from the second cover plate is cut off, which is not only convenient to operate, but also avoids interference with the structural parts, which is beautiful and practical; and the mesh capillary structure is added to the convex hull and powder sintered capillary structure to increase the capillary conductivity.
  • the thickness of the uniform temperature plate is 0.3mm ⁇ 50mm, which greatly improves the light and thin characteristics of the uniform temperature plate, which has good economic use value.
  • Figure 1 is a schematic diagram of the exploded structure of the present invention before sealing
  • Figure 2 is a schematic view of the structure of the first cover
  • Figure 3 is a schematic diagram of the exploded structure of the present invention after sealing.
  • a composite temperature equalizing plate of the present invention includes a first cover plate 1, a second cover plate 2 and a cavity 3.
  • the first cover plate 1 and the second cover plate 2 cover Connected, the cavity 3 is provided with a supporting structure, a powder sintered capillary structure 4, and a gas-pumping and liquid injection port 6 connected to the cavity 3. It also includes a mesh capillary structure 5 on the cover plate surface of the first cover plate 1.
  • a groove 7 is opened on the top to form a cavity 3.
  • the supporting structure is a convex hull 8 integrally formed with the first cover plate 1 by sheet metal stamping.
  • a method for manufacturing a composite temperature equalizing plate includes the following steps:
  • the first cover plate 1 and the second cover plate 2 are respectively provided with an extension part 91 and an extension part 92 extending outwardly from the side, and the extension part 91 and the extension part 92 are superimposed on the first cover plate
  • the extension 91 of 1 is provided with a liquid injection channel 10 communicating with the cavity 3, so that the first cover plate 1 and the second cover plate 2 face each other after being covered to form a liquid injection channel. 6 It is opened on the extension 92 of the second cover plate 2 and communicates with the liquid injection channel 10;
  • the first cover plate 1 and the supporting structure on it are integrally formed by sheet metal stamping, which has the characteristics of good strength, high speed, high efficiency, low cost, thin thickness (the minimum can be 0.05mm), and no pollution;
  • the injection port 6 does not need to add an additional casing.
  • the injection channel 10 is formed by sheet metal on the first cover plate 1, and a injection port is formed by sheet metal on the second cover plate 2, and the two are covered. Afterwards, they are combined to form a liquid injection channel, and the subsequent sealing can be completed with only one pressure welding, which is convenient for automated production.
  • the protruding part of the liquid injection channel is removed, so that the entire temperature equalizing plate has no protruding parts to avoid interference Structural parts, beautiful and practical;
  • a mesh capillary structure 5 is also added. Because the mesh itself has a certain capillary conductivity, it will not affect the injection Under the premise of the liquid channel, the overall structure is enhanced, and stable conduction can be ensured even when the powder sintered capillary structure 4 fails.

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Abstract

一种复合型均温板及其制造方法，其包括第一、二盖板及容腔（3），容腔（3）内设有支撑结构、粉末烧结毛细结构（4），在第一盖板（1）的盖合板面上开有凹槽形成容腔（3），支撑结构为与第一盖板（1）通过钣金冲压一体成型的凸包（8），凸包（8）的高度小于凹槽的深度，粉末烧结毛细结构（4）紧贴于第二盖板（2）的盖合板面上，网目毛细结构（5）设置于凸包（8）与粉末烧结毛细结构（4）之间，第一、二盖板上均设有由侧边向外延伸的延伸部（91，92），第一盖板（1）的延伸部（91）上开有与容腔（3）相连通的注液槽道（10），抽气注液口（6）开设于第二盖板（2）的延伸部（92）上、且与注液槽道（10）、容腔（3）均相连通；均温板的厚度为0.3mm～50mm。

Description

一种复合型均温板及其制造方法 技术领域
本发明涉及散热技术领域，具体为一种复合型均温板及其制造方法。
背景技术
随着人们生活水平的提高，电脑、平板电脑、手机功能和外观的不断升级，功耗和轻薄化的体验的要求也不断提高，其中，起到影响作用的是导热元件，现有导热元件常采用热管或是均温板，两者均是相同利用内部设置工作液体并通过两相流变化使得以执行快速导热的工作，而均温板具有良好的2D面导热能力，并具有轻量化特点，均温板已经逐渐取代热管进行散热。
但目前均温板在生产、使用中仍还存在一些不足：
(1)、均温板结构中的盖板一般采用CNC或蚀刻加工的支撑结构，但这种加工效率低、费用高、污染大；
(2)、盖板采用CNC或蚀刻加工的支撑结构在保证可加工性和强度的情况下无法做到真正的轻薄；
(3)、均温板结构中盖板上的抽气注液口需要增加额外的套管进行外接操作，然后在完成抽气注液后，还需要进行复杂的(压合+焊接)封口操作，比较繁琐；
(4)、均温板内部粉末烧结结构在受到外来弯折情况下会出现粉末烧结结构断裂，这就会极大的影响毛细传导能力。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种复合型均温板及其制造方法，其不仅具有加工效率高、成本低、无污染、厚度薄的特点，且无需增加额外套管，操作简单，并具有较好的毛细传导能力。
其技术方案是这样的，一种复合型均温板，其包括第一盖板、第二盖板及容腔，所述第一盖板、第二盖板盖合连接，所述容腔内设有支撑结构、粉末烧结毛细结构及与所述容腔相连通的抽气注液口，其特征在于：其还包括网目毛细结构，在所述第一盖板的盖合板面上开有凹槽形成所述容腔，所述支撑结构为与所述第一盖板通过钣金冲压一体成型的凸包，所述凸包设置于所述凹槽底面上，所述凸包的高度小于所述凹槽的深度，所述粉末烧结毛细结构紧贴于所述第二盖板的盖合板面上，所述网目毛细结构设置于所述凸包与所述粉末烧结毛细结构之间，所述第一盖板、第二盖板上均设有由侧边向外延伸的延伸部，所 述第一盖板的延伸部上开有与所述容腔相连通的注液槽道，所述抽气注液口开设于所述第二盖板的延伸部上、且与所述注液槽道相连通；所述均温板的厚度为0.3mm～50mm。
其进一步特征在于：
所述凸包呈5×5矩阵式排列设置于所述凹槽底面上；
所述凹槽及所述注液槽道的边缘部均高出于所述第一盖板的盖合板面，所述第二盖板及与其对应的所述第一盖板上的边缘部分焊接连接；
所述容腔内通过所述抽气注液口注入有工作介质，所述工作介质为气态/液态相变介质。
一种复合型均温板的制造方法，其特征在于：其包括以下步骤：
S1、将第一盖板、第二盖板盖合，并于内部形成容腔，其中，在所述第一盖板的盖合板面上开有凹槽形成所述容腔，在所述凹槽底面布置有与所述第一盖板通过钣金冲压一体成型的凸包；
S2、将粉末烧结毛细结构紧贴装于所述第二盖板的盖合板面上，并在所述凸包与所述粉末烧结毛细结构之间的所述容腔内置入有网目毛细结构；
S3、所述第一盖板、第二盖板上均设有由侧边向外延伸的延伸部，且两个所述延伸部相叠合，在所述第一盖板的延伸部上开有与所述容腔相连通的注液槽道，以使所述第一盖板、第二盖板盖合后相对而联合形成注液通道，所述抽气注液口开设于所述第二盖板的延伸部上、且与所述注液槽道相连通；
S4、将所述第一盖板、第二盖板的外缘部分之间及所述第一盖板、第二盖板上所述延伸部外缘部分之间进行焊接密封；
S5、通过所述抽气注液口及所述注液槽道对所述容腔进行注入工作介质，随后通过压焊方式对所述延伸部部分进行压焊，使得所述注液通道封闭；
S6、封闭后，将所述第一盖板、第二盖板上延伸出的延伸部裁切掉。
其进一步特征在于：
所述容腔设于所述第一盖板、第二盖板其中任一；
所述粉末烧结毛细结构、网目毛细结构的尺寸均小于所述第一盖板、第二盖板的尺寸，且所述粉末烧结毛细结构、网目毛细结构的尺寸与所述凹槽的尺寸均一致。
本发明的有益效果是，其在第一盖板上通过钣金冲压一体成型有凸包而形成支撑结构，可具有强度好、加工效率高、成本低、无污染的特点；且在第一盖板的延伸部上开有 与容腔相连通的注液槽道，则在抽气注液时无需额外增加套管，注入完成后只需一次压焊就可完成封口，随后将第一盖板、第二盖板上延伸出的延伸部裁切掉，不仅操作方便，也避免干涉结构件、美观实用；以及在凸包和粉末烧结毛细结构加入有网目毛细结构，可增加毛细传导能力，保证稳定工作；另外，均温板的厚度为0.3mm～50mm，极大地提升了均温板的轻薄特性，从而具有较好的经济使用价值。
附图说明
图1是本发明在封口前的分解结构示意图；
图2是第一盖板的结构示意图；
图3是本发明在封口后的分解结构示意图。
具体实施方式
如图1～图3所示，本发明一种复合型均温板，其包括第一盖板1、第二盖板2及容腔3，第一盖板1、第二盖板2盖合连接，容腔3内设有支撑结构、粉末烧结毛细结构4及与容腔3相连通的抽气注液口6，其还包括网目毛细结构5，在第一盖板1的盖合板面上开有凹槽7形成容腔3，支撑结构为与第一盖板1通过钣金冲压一体成型的凸包8，凸包8呈5×5矩阵式排列设置于凹槽7底面上，凸包8的高度小于凹槽7的深度，粉末烧结毛细结构4紧贴于第二盖板2的盖合板面上，网目毛细结构5设置于凸包8与粉末烧结毛细结构4之间，第一盖板1、第二盖板2上分别对应设有由侧边向外延伸的延伸部91、延伸部92，第一盖板1的延伸部91上开有与容腔3相连通的注液槽道10，抽气注液口6开设于第二盖板2的延伸部92上、且与注液槽道10相连通；均温板的厚度为0.3mm。
凹槽7及注液槽道10的边缘部均高出于第一盖板1的盖合板面，第二盖板2及与其对应的凹槽7及注液槽道10的边缘部外围的第一盖板1上的边缘部分焊接连接；容腔3内通过抽气注液口6注入有工作介质，工作介质为气态/液态相变介质。
一种复合型均温板的制造方法，其包括以下步骤：
S1、将第一盖板1、第二盖板2盖合，并于内部形成容腔3，其中，在第一盖板1的盖合板面上开有凹槽7形成容腔3，在实际情况中，容腔3可选择设于第一盖板1、第二盖板2其中任一；在凹槽7底面布置有与第一盖板1通过钣金冲压一体成型的凸包8；
S2、将粉末烧结毛细结构4紧贴装于第二盖板2的盖合板面上，并在凸包8与粉末烧结毛细结构4之间的容腔3内置入有网目毛细结构5；粉末烧结毛细结构4、网目毛细结构5的尺寸均小于第一盖板1、第二盖板2的尺寸，且粉末烧结毛细结构4、网目毛细结 构5的尺寸与凹槽7的尺寸均一致；
S3、第一盖板1、第二盖板2上分别设有对应由侧边向外延伸的延伸部91、延伸部92，且延伸部91、延伸部92相叠合，在第一盖板1的延伸部91上开有与容腔3相连通的注液槽道10，以使第一盖板1、第二盖板2盖合后相对而联合形成注液通道，抽气注液口6开设于第二盖板2的延伸部92上、且与注液槽道10相连通；
S4、将第一盖板1、第二盖板2的外缘部分之间及第一盖板1、第二盖板2上延伸部91、延伸部92外缘部分之间进行焊接密封；
S5、通过抽气注液口6及注液槽道10对容腔3进行注入工作介质，随后通过压焊方式对延伸部91、延伸部92部分进行压焊，使得注液通道封闭；
S6、封闭后，将第一盖板1、第二盖板2上延伸出的延伸部91、延伸部92裁切掉。
在本发明中，通过抽气注液口6及注液槽道10对容腔3抽气注入工作介质，气体和工作介质从注液通道进入均温板内部容腔3(第一盖板1的凹槽7内)，在完成抽气注入工作介质后使用压焊方式将该通道处封口，随后将第一盖板1、第二盖板2上延伸出的延伸部91、延伸部92裁切掉；其中，第一盖板1上任意一处接触热源，温度升高，液态的工作介质在真空超低压环境中迅速蒸发为热气态工作介质，并同时吸收热能，热气态工作介质在第一盖板1上的矩阵式凸包8和第二盖板2之间的容腔3空间内传递到远端温度较低处，液化为液态工作介质，并释放热能，而液态工作介质通过粉末烧结毛细结构4、网目毛细结构5构成的细密结构，并根据现有的毛细原理，回流到热源位置，从而周而复始进行传导散热工作。
另外，第一盖板1及其上的支撑结构采用钣金冲压一体成型，具有强度好、速度快效率高、成本低、厚度薄(最低可以做到0.05mm)、无污染等特点；抽气注液口6也无需额外增加套管，在第一盖板1上通过钣金成型出注液槽道10，第二盖板2上通过钣金成型出一个注液口，则两者盖合后相对而联合形成注液通道，随后对其进行封口只需一次压焊就可完成，便于自动化生产，封口后切除注液通道凸出的部分，使得均温板整体无凸出部分，避免干涉结构件、美观实用；以及在均温板的内部结构中除了有粉末烧结毛细结构4之外，还增加了网目毛细结构5，由于网目本身具有一定的毛细传导能力，因此在不影响注液通道的前提下，增强了整体结构，可实现在粉末烧结毛细结构4失效的情况下还能保证稳定传导工作。
本发明中均温板能够将厚度做到0.3mm～50mm，极大地提升了均温板的轻薄特性，兼 容性也比较好，热传导方式为二维平面多方向传导设计，局限性小、效率高，其中，均温板整体可使用耐腐蚀材质，从而实现更高效热传导性能和可靠性及寿命。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

  1. 一种复合型均温板，其包括第一盖板、第二盖板及容腔，所述第一盖板、第二盖板盖合连接，所述容腔内设有支撑结构、粉末烧结毛细结构及与所述容腔相连通的抽气注液口，其特征在于：其还包括网目毛细结构，在所述第一盖板的盖合板面上开有凹槽形成所述容腔，所述支撑结构为与所述第一盖板通过钣金冲压一体成型的凸包，所述凸包设置于所述凹槽底面上，所述凸包的高度小于所述凹槽的深度，所述粉末烧结毛细结构紧贴于所述第二盖板的盖合板面上，所述网目毛细结构设置于所述凸包与所述粉末烧结毛细结构之间，所述第一盖板、第二盖板上均设有由侧边向外延伸的延伸部，所述第一盖板的延伸部上开有与所述容腔相连通的注液槽道，所述抽气注液口开设于所述第二盖板的延伸部上、且与所述注液槽道相连通；所述均温板的厚度为0.3mm～50mm。
  2. 根据权利要求1所述的一种复合型均温板，其特征在于：所述凸包呈5×5矩阵式排列设置于所述凹槽底面上。
  3. 根据权利要求1所述的一种复合型均温板，其特征在于：所述凹槽及所述注液槽道的边缘部均高出于所述第一盖板的盖合板面，所述第二盖板及与其对应的所述第一盖板上的边缘部分焊接连接。
  4. 根据权利要求1所述的一种复合型均温板，其特征在于：所述容腔内通过所述抽气注液口注入有工作介质，所述工作介质为气态/液态相变介质。
  5. 一种复合型均温板的制造方法，其特征在于：其包括以下步骤：
    S1、将第一盖板、第二盖板盖合，并于内部形成容腔，其中，在所述第一盖板的盖合板面上开有凹槽形成所述容腔，在所述凹槽底面布置有与所述第一盖板通过钣金冲压一体成型的凸包；
    S2、将粉末烧结毛细结构紧贴装于所述第二盖板的盖合板面上，并在所述凸包与所述粉末烧结毛细结构之间的所述容腔内置入有网目毛细结构；
    S3、所述第一盖板、第二盖板上均设有由侧边向外延伸的延伸部，且两个所述延伸部相叠合，在所述第一盖板的延伸部上开有与所述容腔相连通的注液槽道，以使所述第一盖板、第二盖板盖合后相对而联合形成注液通道，所述抽气注液口开设于所述第二盖板的延伸部上、且与所述注液槽道相连通；
    S4、将所述第一盖板、第二盖板的外缘部分之间及所述第一盖板、第二盖板上所述延伸部外缘部分之间进行焊接密封；
    S5、通过所述抽气注液口及所述注液槽道对所述容腔进行注入工作介质，随后通过压 焊方式对所述延伸部部分进行压焊，使得所述注液通道封闭；
    S6、封闭后，将所述第一盖板、第二盖板上延伸出的延伸部裁切掉。
  6. 根据权利要求5所述的一种复合型均温板的制造方法，其特征在于：所述容腔设于所述第一盖板、第二盖板其中任一。
  7. 根据权利要求5所述的一种复合型均温板的制造方法，其特征在于：所述粉末烧结毛细结构、网目毛细结构的尺寸均小于所述第一盖板、第二盖板的尺寸，且所述粉末烧结毛细结构、网目毛细结构的尺寸与所述凹槽的尺寸均一致。
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