均温板的制作方法

1.本发明是关于一种散热板，特别是一种均温板。


背景技术：

2.均温板的技术原理类似于热管，但在传导方式上有所区别。热管为一维线性热传导，而真空腔均热板中的热量则是在一个二维的面上传导，因此效率更高。具体来说，均温板主要包括一腔体及一毛细结构。腔体内部具有一中空腔室，且中空腔室用以供一工作流体填注。毛细组织布设在中空腔室内。腔体受热部分称为蒸发区。腔体散热的部分称为冷凝区。工作流体在蒸发区吸收热量汽化并迅速扩张至整个腔体。在冷凝区放出热量冷凝成液态。接着，液态工质通过毛细结构返回蒸发区，而形成一冷却循环。
3.然而，随着电子产品逐渐朝向轻、薄、短、小的趋势发展，均温板也连带需要变得更轻薄。然而，当均温板变得更轻薄时，均温板的散热效率就有可能因为薄化而降低。因此，如何兼顾均温板的薄化需求与散热效率，便成为设计上的一大课题。


技术实现要素：

4.本发明在于提供一种均温板，借以兼顾均温板的薄化需求与散热效率。
5.本发明的一实施例所揭露的均温板用以容置一冷却流体。均温板包含一第一盖体、一第二盖体、一第一毛细结构及一第二毛细结构。第一盖体具有一热接触面。第二盖体与第一盖体相接合并共同形成一气密空间。气密空间用以容置冷却流体。热接触面背对气密空间。第一毛细结构位于气密空间。第一毛细结构包含一基部、多个第一凸出部及多个第二凸出部。这些第一凸出部与这些第二凸出部凸出于基部的同一侧，且这些第二凸出部位于这些第一凸出部的周围。第二毛细结构位于气密空间。第二毛细结构叠设于这些第一凸出部。其中，这些第一凸出部的间距小于这些第二凸出部的间距而于第二毛细结构的相对两侧分别形成一蒸发腔室与一冷凝腔室。
6.在本发明的一实施例中，该基部具有一第一面、一第二面、一第一凹槽及一第二凹槽，该基部的该第一面叠设于该第一盖体，该第二面背对该第一面，该第一凹槽自该第二面朝该第一面凹陷，该第二凹槽的该第一凹槽的一槽底面朝该第一面凹陷，这些第一凸出部凸出于该第二凹槽的一槽底面，这些第二凸出部凸出于该基部的该第二面。
7.在本发明的一实施例中，该第二凹槽的该槽底面在该热接触面的延伸面的正交投影位于该热接触面之内。
8.在本发明的一实施例中，该第二毛细结构叠设于该第一凹槽的该槽底面，且该第二毛细结构覆盖该第一凹槽而与该第一毛细结构的该基部共同围绕出该蒸发腔室。
9.在本发明的一实施例中，这些第一凸出部远离该第二凹槽的该槽底面的一侧与该第一凹槽的该槽底面切齐。
10.在本发明的一实施例中，还包含一第三毛细结构，该第三毛细结构具有相背对的一第一面及一第二面，该第三毛细结构的该第一面叠设于该第一毛细结构的这些第二凸出
部，且该第三毛细结构与该第一毛细结构的该基部之间以及该第三毛细结构与该第二毛细结构之间共同形成该冷凝腔室，该第三毛细结构的该第二面叠设于该第二盖体。
11.在本发明的一实施例中，该第二毛细结构具有多个穿孔，这些穿孔连通该蒸发腔室与该冷凝腔室。
12.在本发明的一实施例中，还包含一第四毛细结构，夹设于该第二毛细结构与该第三毛细结构之间。
13.在本发明的一实施例中，该第一毛细结构的该第二凸出部与该第四毛细结构呈环状。
14.在本发明的一实施例中，该第二毛细结构的这些穿孔与该第一毛细结构的这些第一凸出部于该热接触面的正交投影不相重叠。
15.在本发明的一实施例中，该第一盖体包含一遮盖部及多个支撑部，该第一盖体的该遮盖部与该第二盖体相接合并共同形成该气密空间，这些支撑部凸出于该遮盖部的同一侧，并穿过该第一毛细结构与该第二毛细结构以及抵靠于该第二盖体。
16.在本发明的一实施例中，该第一盖体的该遮盖部具有一凸包结构，朝远离该气密空间的方向凸起，该热接触面位于该凸包结构远离该气密空间的一侧。
17.在本发明的一实施例中，该凸包结构具有背对该热接触面的一背面，这些支撑部包含多个第一支撑部及多个第二支撑部，这些第一支撑部凸出于该凸包结构的该背面，这些第二支撑部位于该凸包结构的周围，且每一该第一支撑部的截面尺寸小于每一该第二支撑部的截面尺寸。
18.在本发明的一实施例中，该第一毛细结构为粉末烧结体。
19.在本发明的一实施例中，该第二毛细结构为粉末烧结体、陶瓷烧结体或金属网。
20.在本发明的一实施例中，该第一盖体由冲压制程制作而成。
21.在本发明的一实施例中，这些第一凸出部的截面尺寸小于这些第二凸出部的截面尺寸。
22.根据上述实施例的均温板，透过在邻近热接触面处设置截面尺寸较小且较密集设置的第一凸出部，以增加热交换面积。
23.以上关于本发明内容的说明及以下实施方式的说明是用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的权利要求书更进一步的解释。
附图说明
24.图1为根据本发明第一实施例所述的均温板的立体示意图；
25.图2为图1的分解示意图；
26.图3为图2的第一毛细结构、第二毛细结构与第四毛细结构相叠的立体示意图；
27.图4为图2的第一毛细结构的立体示意图；
28.图5为图1的局部立体剖示图；
29.图6为图5的剖面示意图；
30.图7为图1的另一处的剖面示意图。
31.【符号说明】
32.10...均温板
33.100...第一盖体
34.110...遮盖部
35.111...凸包结构
36.1111...热接触面
37.1112...背面
38.120...支撑部
39.121...第一支撑部
40.122...第二支撑部
41.200...第二盖体
42.300...第一毛细结构
43.310...基部
44.311...第一面
45.312...第二面
46.313...第一凹槽
47.3131...槽底面
48.314...第二凹槽
49.3141...槽底面
50.320...第一凸出部
51.330...第二凸出部
52.400...第二毛细结构
53.410...穿孔
54.500...第三毛细结构
55.510...第一面
56.520...第二面
57.600...第四毛细结构
58.d1、d2...间距
59.s...气密空间
60.s1...蒸发腔室
61.s2...冷凝腔室
具体实施方式
62.请参阅图1至图5。图1为根据本发明第一实施例所述的均温板的立体示意图。图2为图1的分解示意图。图3为图2的第一毛细结构、第二毛细结构与第四毛细结构相叠的立体示意图。图4为图2的第一毛细结构的立体示意图。图5为图1的局部立体剖示图。
63.如图1、图2与图5所示，本实施例的均温板10用以容置一冷却流体(未绘示)。冷却流体例如为水、冷媒或两相变化的流体。均温板10包含一第一盖体100、一第二盖体200、一第一毛细结构300及一第二毛细结构400。此外，均温板10还可以包含一第三毛细结构500及一第四毛细结构600。
64.本实施例的第一盖体100包含一遮盖部110及多个支撑部120，且这些支撑部120凸
出于遮盖部110的同一侧。详细来说，第一盖体100的遮盖部110具有一凸包结构111。凸包结构111的凸侧具有一热接触面1111，以及凸包结构111的凹侧具有一背面1112。背面1112背对于热接触面111。热接触面1111用以热接触热源(未绘示)以让热源所产生的热量自热接触面传至第一盖体100。
65.这些支撑部120包含多个第一支撑部121及多个第二支撑部122，这些第一支撑部121凸出于凸包结构111的背面1112。这些第二支撑部122凸出于第一盖体100中背面1112周绕的表面，而位于凸包结构111的周围。每一第一支撑部121的截面尺寸小于每一第二支撑部122的截面尺寸。也就是说，第一支撑部121较第二支撑部122细。
66.在本实施例中，第一盖体100由冲压制程制作而成。冲压制程的制程工艺较蚀刻制程简单。与由蚀刻制程制作相比，本实施例的第一盖体100由冲压制程制作的材料成本可节省约百分之十至百分之二十。
67.在本实施例中，第一支撑部121与第二支撑部122呈圆柱状，但并不以此为限。在其他实施例中，第一支撑部与第二支撑部也可以呈多角柱状。此外，在本实施例中第一盖体100包含有多个支撑部120，但并不以此为限。在其他实施例中，第一盖体也可以无支撑部。
68.第二盖体200与第一盖体100的遮盖部110相接合并共同形成气密空间s，气密空间s用以容置冷却流体(未绘示)，且冷却流体用以吸收自第一盖体100传递过来的热量。第二盖体200位于凸包结构111的凹侧，即凸包结构111朝远离第二盖体200与气密空间s的方向凸起，以及热接触面1111背对气密空间s。
69.第一毛细结构300例如为粉末烧结体并位于气密空间s。第一毛细结构300包含一基部310、多个第一凸出部320及多个第二凸出部330。基部310叠设于第一盖体100。
70.这些第一凸出部320例如呈柱状，且第一凸出部320可以直接由粉体烧结而成，或者在金属结构体表面烧结粉体层。这些第二凸出部330例如呈环状，且第二凸出部330在金属结构体表面烧结粉体层。这些第一凸出部320与这些第二凸出部330凸出于基部310的同一侧，且这些第二凸出部330位于这些第一凸出部320的周围。详细来说，基部310具有一第一面311、一第二面312、一第一凹槽313及一第二凹槽314。基部310的第一面311叠设于第一盖体100。第二面312背对第一面311。第一凹槽313自第二面312朝第一面311凹陷。第二凹槽314的第一凹槽313的一槽底面3131朝第一面311凹陷。其中第二凹槽314的槽底面3131在热接触面1111的延伸面的正交投影位于热接触面1111之内。
71.这些第一凸出部320凸出于第二凹槽314的一槽底面3141，且这些第一凸出部320远离第二凹槽314的槽底面3141的一侧与第一凹槽313的槽底面3131切齐。这些第二凸出部330凸出于基部310的第二面312。
72.请参阅图6至图7。图6为图5的剖面示意图。图7为图1的另一处的剖面示意图。这些第一凸出部320的间距d1小于这些第二凸出部330的间距d2，且第一凸出部320的截面尺寸小于第二凸出部330的截面尺寸。也就是说，在单位面积上，第一凸出部320的密集度大于第二凸出部330的密集度。
73.在本实施例中，这些第一凸出部320的间距d1小于这些第二凸出部330的间距d2，以兼顾均温板10的整体散热效能，但并不以此为限。在其他实施例中，在均温板的整体散热效能能符合需求的前提下，这些第一凸出部的间距也可以大于等于这些第二凸出部的间距。
74.第二毛细结构400例如为粉末烧结体、陶瓷烧结体或金属网，并位于气密空间s。第二毛细结构400叠设于第一凹槽313的槽底面3131，且第二毛细结构400覆盖第一凹槽313而与第一毛细结构300的基部310共同围绕出一蒸发腔室s1。此外，由于这些第一凸出部320远离第二凹槽314的槽底面3141的一侧与第一凹槽313的槽底面3131切齐，故第二毛细结构400叠设于第一凹槽313的槽底面3131时会一并与这些第一凸出部320相接触。第二毛细结构400具有多个穿孔410。这些穿孔410与蒸发腔室s1相连通，且第二毛细结构400的这些穿孔410与第一毛细结构300的这些第一凸出部320于热接触面1111的正交投影不相重叠。
75.在本实施例中，第二凹槽314(蒸发腔室s1)被当作蓄液池，用以将冷却流体蓄积于内，并通过第一毛细结构300及第二毛细结构400共同构成复合式毛细结构来提升毛细力与增加蒸发腔室s1的保水能力，以及在蒸发室s1上面诱发工作流体沸腾，避免蒸发气泡卡在蒸发室s1内，以达到汽液相分离的目的。此外，穿孔410的设计有进一步诱发工作流体沸腾的作用，使沸腾发生在第二凹槽314(蒸发腔室s1)的上方，避免沸腾气泡卡在第二凹槽314(蒸发腔室s1)内，更能确保达到汽液相分离的目的。
76.在本实施例中，第二毛细结构400叠设于第一凹槽313的槽底面3131时会一并与这些第一凸出部320相接触，以令第一凸出部320对第二毛细结构400提供支撑效果，但并不以此为限，若第二毛细结构的结构强度足以让第二毛细结构自身维持平整，则第二毛细结构亦可不与这些第一凸出部相接触。
77.在本实施例中，这些穿孔410例如为圆孔，但并不以此为限。在其他实施例中，这些穿孔也可以呈多角形孔或其他形状的孔。
78.第三毛细结构500具有相背对的一第一面510及一第二面520。第三毛细结构500的第一面510叠设于第一毛细结构300的这些第二凸出部330，且第三毛细结构500与第一毛细结构300的基部310之间以及第三毛细结构500与第二毛细结构400之间共同形成一冷凝腔室s2。第三毛细结构500的第二面520叠设于第二盖体200。这些穿孔410连通蒸发腔室s1与冷凝腔室s2。
79.第四毛细结构600例如为粉末烧结体、陶瓷烧结体或金属网。第四毛细结构600例如呈环状夹设于第二毛细结构400与第三毛细结构500之间。
80.在本实施例中，第一凸出部320呈柱状，但并不以此为限，在其他实施例中，第一凸出部也可以呈环状或其他形状。此外，在本实施例中，第一毛细结构300的第二凸出部330与第四毛细结构600呈环状，但并不以此为限。在其他实施例中，也可以呈柱状或其他形状。
81.在本实施例中，这些支撑部120穿过第一毛细结构300的第二环部、第二毛细结构400、第三毛细结构500及第四毛细结构600并抵靠于第二盖体200，以强化均温板10的结构强度，但并不以此为限。
82.在本实施例中，第一盖体100的遮盖部110具有凸包结构111，但并不以此为限。在其他实施例中，第一盖体的遮盖部也可以不具有凸包结构而呈平板状，并例如透过毛细结构的厚度差或高度差设计来达到类似凸包结构的效果。
83.根据上述实施例的均温板，透过在邻近热接触面处设置截面尺寸较小且较密集设置的第一凸出部，以增加热交换面积。此外，第一毛细结构具有凹槽，且第二毛细结构覆盖凹槽而形成蒸气腔，除了可达到汽液分离、集中回水与缩短回水距离的成效，更可有效提升回水速度，从而提高效能降低热阻。通过上述设计，本案的均温度例如可适用于热密度在每
平方厘米100～200瓦的产品。
84.再者，本案第一毛细结构、第二毛细结构与第三毛细结构皆相连接，且第一毛细结构为粉末烧结体，毛细力极强，且粉末颗粒大小易调整，进而可进一步降低蒸发热阻。
85.虽然本发明以前述的诸项实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉相像技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求书所界定的范围为准。