均温板的制作方法

本发明关于散热装置，特别是关于一种均温板。

背景技术：

均温板(vaporchamber)是一种散热装置，其工作原理与热管相近，差异在于热管的导热为一维方向上线的传递，均温板则为二维方向上面的传递。均温板在结构上，主要是由上板、下板以及腔室所组成，当下板与热源例如发热的电子元件接触后，腔室内的工作介质便会由液体转换为气体并往上板方向传递，最后藉由上板或其外侧的散热装置例如鳍片而将热能传递出去，此时，工作介质会转换回液体而回到下板，重新下一次的循环。

不过，由于均温板内的腔室是一个立体的空间，因此要如何让工作介质得以稳定地进行液气转换、顺利被导引往上板传递、平均地向四周扩散、以及最终回流至下板的非直接受热区域，一直是研发人员所要解决并且达到的目标。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种能够确保工作介质稳定地进行液气转换、顺利被导引往上板传递、平均地向四周扩散、最终回流至下板的非直接受热区域的均温板。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种均温板，包括上板以及下板，该下板对应该上板封合，并与该上板共同形成一腔室，该腔室内填充有一工作介质，该下板具有一直接受热区域，该直接受热区域用以与一热源做热接触；其中，该上板具有一第一表面，该第一表面面对该腔室，该下板具有一第二表面，该第二表面面对该腔室，而该上板与该下板之间夹设有一网状毛细结构，并且该网状毛细结构在垂直方向上与该直接受热区域至少有部分的重叠。

较佳地，该下板于该第二表面上形成有一第一毛细结构，或者，在该第二表面与该网状毛细结构之间设有一第一毛细结构。

较佳地，该上板在部分的该第一表面上形成微结构。

较佳地，该微结构的分布范围大于该网状毛细结构的分布范围。

较佳地，该网状毛细结构夹设于该微结构与该第二表面之间。

较佳地，该微结构的分布范围，在垂直方向上，是涵盖该网状毛细结构、或者对应该网状毛细结构而成互补的设置、或者与该网状毛细结构有部分的重叠、或者与该网状毛细结构没有重叠。

较佳地，该网状毛细结构为一金属编织网。

较佳地，在垂直方向上，该网状毛细结构层对应该直接受热区域，或者该网状毛细结构涵盖该直接受热区域，或者该网状毛细结构位于该直接受热区域内。

较佳地，该上板包含一第一封合面，该下板包括一第二封合面，该第一封合面与该第二封合面对应设置，其中该第一封合面包括一焊料槽，且该焊料槽与该微结构是藉由蚀刻方式一起形成。

较佳地，该上板包含一第一封合面，该下板包括一第二封合面，该第一封合面与该第二封合面对应设置，其中该第二封合面包括一焊料槽，且该焊料槽与该第一毛细结构是藉由蚀刻方式一起形成。

较佳地，该下板还包括一向外延伸的凸台。

本发明还提供一种均温板，包括上板以及下板，该下板对应该上板封合，并与该上板共同形成一腔室，该腔室内填充有一工作介质；其中，该上板具有一第一表面，该第一表面面对该腔室，并于部分的该第一表面上形成微结构，该下板具有一第二表面，该第二表面面对该腔室，而该第一表面与该第二表面之间夹设有一网状毛细结构。

较佳地，该下板于该第二表面上形成有一第一毛细结构，或者，在该第二表面与该网状毛细结构之间设有一第一毛细结构。

较佳地，该微结构的分布范围大于该网状毛细结构的分布范围。

较佳地，该网状毛细结构夹设于该微结构与该第二表面之间。

较佳地，该微结构的分布范围，在垂直方向上，是涵盖该网状毛细结构、或者对应该网状毛细结构而成互补的设置、或者与该网状毛细结构有部分的重叠、或者与该网状毛细结构没有重叠。

较佳地，该网状毛细结构为一金属编织网。

较佳地，该下板具有一直接受热区域，该直接受热区域用以与一热源做热接触。

较佳地，在垂直方向上，该网状毛细结构层对应该直接受热区域，或者该网状毛细结构涵盖该直接受热区域，或者该网状毛细结构位于该直接受热区域内。

较佳地，该上板包含一第一封合面，该下板包括一第二封合面，该第一封合面与该第二封合面对应设置，其中该第一封合面包括一焊料槽，且该焊料槽与该微结构是藉由蚀刻方式一起形成。

较佳地，该上板包含一第一封合面，该下板包括一第二封合面，该第一封合面与该第二封合面对应设置，其中该第二封合面包括一焊料槽，且该焊料槽与该第一毛细结构是藉由蚀刻方式一起形成。

较佳地，该下板还包括一向外延伸的凸台。

本发明均温板能够确保工作介质稳定地进行液气转换、顺利被导引往上板传递、平均地向四周扩散、最终回流至下板的非直接受热区域，再进行下一次循环，避免工作介质集中地往某些方向扩散的情况；本发明均温板还可通过同时蚀刻微结构与焊料槽、毛细结构与焊料槽来简省制作流程与时间；而且本发明通过微结构与网状毛细结构的配置，能够缩减均温板的高度。

附图说明

图1a是本发明第一实施例所提供的均温板的立体示意图。

图1b是沿图1a中1b-1b剖面线所得到关于均温板的剖面示意图。

图1c是本发明第一实施例所提供的均温板的立体分解示意图。

图1d是本发明第一实施例所提供的均温板与热源间的相对位置示意图。

图1e是本发明第一实施例所提供的均温板中，于上板或下板设有焊料槽时的剖面示意图。

图1f是本发明第一实施例所提供的均温板，其下板包含有凸台时的剖面示意图。

图2a是本发明第二实施例所提供的均温板的立体示意图。

图2b是沿图2a中2b-2b剖面线所得到关于均温板的剖面示意图。

图2c是本发明第二实施例所提供的均温板的立体分解示意图。

图2d是本发明第二实施例所提供的均温板与热源间的相对位置示意图。

图2e是本发明第二实施例所提供的均温板中，微结构与网状毛细结构有部分重叠时的剖面示意图。

图2f是本发明第二实施例所提供的均温板中，微结构与网状毛细结构没有重叠时的剖面示意图。

图2g是本发明第二实施例所提供的均温板中，于上板或下板设有焊料槽时的剖面示意图。

图2h是本发明第二实施例所提供的均温板，其下板包含有凸台时的剖面示意图。

具体实施方式

依据本发明的第一实施例提供一种均温板1，请同时参照图1a、图1b以及图1c，其分别是该均温板1的立体示意图、剖面示意图以及立体分解示意图。均温板1，包括一上板11以及一下板12，其中，下板12对应上板11封合，并与上板11共同形成一腔室13，腔室13内填充有工作介质(图中未示)。上板11具有面对腔室13的一第一表面111，并于部分的第一表面111上形成有微结构111a；而下板则具有面对腔室13的一第二表面121。本实施例所提供的均温板1，在上板11的第一表面111与下板12的第二表面121之间，夹设有一网状毛细结构14，此网状毛细结构14可为一金属编织网或是其它网状的结构。

均温板1的下板12，可选择在其第二表面121上直接形成毛细结构121a，或是额外设置一层毛细结构121a。毛细结构121a，是位于第二表面121与网状毛细结构14之间，其最主要功能是要让工作介质得以蓄积在此进行液气的转换，同时也藉由跟网状毛细结构14的接触，让气态的工作介质之后得以(向上)传递至网状毛细结构14中。

此外，本实施例在经过多次试验后选择夹设金属编织网等类的网状毛细结构14的原因，包含：(1)可以预先准备适当规格的金属编织网并将其置入均温板中即可，制程简单；(2)可精准控制毛细结构的孔径或间隙以及高度，与烧结或其它制程相比可预期性较高且较不易失败；(3)可藉由上板11的微结构111a或下板12的毛细结构121a来固定网状毛细结构14，避免走位或偏移。

均温板1的下板12，如图1d所示，可区分为一直接受热区域12a与一非直接受热区域12b，直接受热区域12是与至少一热源15做热接触。在本实施例中所提供的均温板1中，“直接”受热区域12a，是指该区域(12a)可与热源15做直接的热接触，因此包含结构上与热源15直接碰触，或是再藉由导热膏或其它媒介而间接地与热源15碰触等情况。本实施例所提供的均温板1，在设计内部各个组成的配置时，选择在垂直方向上，让网状毛细结构14对应下板12的直接受热区域12a，如此一来，就能确保位于下板12直接受热区域12a上方的工作介质(图中未示)，得以顺利地进行液气的转换，并且藉由网状毛细结构14的导引后，往上板11方向传递。

在本实施例中，网状毛细结构14的设置对应直接受热区域12a，可选择以如图1d所示，让网状毛细结构14分布的范围比直接受热区域12a还大，或是垂直方向上涵盖住直接受热区域12a；或者，也可选择让网状毛细结构14位于直接受热区域12a的正上方，两者分布的范围非常接近或是相同；或者，也可选择在垂直方向上，仅部分的网状毛细结构14位于直接受热区域12a内，也就是两者仅有部分的重叠；或者，也可选择让直接受热区域12a分布的范围比网状毛细结构14还大，也就是在垂直方向上，网状毛细结构14位于直接受热区域12a内。上述在网状毛细结构14与直接受热区域12a之间的分布范围以及大小，都可视产品特性、规格或是客户需求而予以调整，本实施例并不予以限制。

此外，本实施例所提供的均温板1，是在上板11面对腔室13的第一表面111上，部分形成有微结构111a，因此，当气态的工作介质藉由或是透过网状毛细结构14而传递至微结构111a时，便能够平均地往网状毛细结构14的四周扩散开来，亦藉由微结构111a的结构特性，让液态的工作介质得以累积并到一定程度后，向下滴落至下板12而进行下一次的循环。此外，由于工作介质滴落的区域已藉由本实施例的设计而被控制在下板12的非直接受热区域12b，因此，就不会影响到直接受热区域12a上方所持续进行中的液气转换。而本实施例藉由网状毛细结构14与微结构111a的搭配设计，与现有仅具有微结构的设计相比，可让气态的工作介质从下板12先被导引往热源的上方移动至上板11，因此不会在移动的过程中在腔室13内四处扩散；而与现有仅具有网状毛细结构的设计相比，本发明则可让工作介质在到达上板11后，会因为微结构111a的存在，而平均地往四周扩散，不会发生工作介质集中地往某些方向扩散的缺失。

在本实施例所提供的均温板1中，网状毛细结构14a是夹设在上板11的微结构111a与下板12的第二表面121或是毛细结构121a中间，其中，微结构111a的分布范围大于网状毛细结构14的分布范围，或者，在垂直方向上，微结构111a的分布范围涵盖网状毛细结构14。

本实施例中，均温板1的上板11是在“部分”的第一表面111上形成有微结构111a，而之所以是部分而不是全面的第一表面111，是因为微结构111a是由多个凹凸不平的结构所组合而成，多个凹凸不平的结构可以连结在一起，也可不相连或是有所间隔，而且在上板11的弯折处、侧壁或是接合面上，也不容易形成微结构111a。

本实施例中，上板11第一表面111的微结构111a，可选择业界常见的方式，例如蚀刻或是研磨等方式形成，本实施例并不予以限制。而若是选择以蚀刻方式形成的话，本实施例特别提供另一种节省均温板1制程的设计，也就是让上板11的焊料槽113(见图1e)，也在蚀刻制程中，与微结构111a一起形成，与现有技术两者得分别形成的步骤相比更加简化。请参考图1e，在本实施例所提供的均温板1中，上板11包含一第一封合面112，下板12包括一第二封合面122，第一封合面112与第二封合面122对应设置，其中，第一封合面112包括一焊料槽113。而当本实施例利用蚀刻制程，在上板11形成微结构111a时，也同时蚀刻出焊料槽113，简化制作均温板1的流程与时间。此外，本实施例所提供的均温板1，其下板12也可在第二封合面122上，设置有焊料槽123，并且利用蚀刻制程制成。这是当均温板1的下板12，选择在其第二表面121上直接形成毛细结构121a，并且此毛细结构121a是利用蚀刻方式形成时，就可藉由同一蚀刻制程，同时形成毛细结构121a以及焊料槽123。此举同样也可简化制作均温板1的流程与时间。

此外，在本实施例所提供的均温板1中，下板12可因应热源15的高度，如图1f所示，向外(或向下)延伸出一凸台124，而当本实施例的均温板1采用此种具有凸台124的设计时，上述所提关于均温板1的设计原理跟组成，也会因为高度或结构的变化，而做因应的调整，例如网状毛细结构14的高度可能会加高，而原本平面分布的毛细结构121a则会呈现阶梯状或是有段差的分布等。

依据本发明的第二实施例提供一种均温板2，请同时参照图2a、图2b以及图2c，其分别为该均温板2的立体示意图、剖面示意图以及立体分解示意图。第二实施例与第一实施例相比，差别在于提供了另一种微结构跟网状毛细结构这两者之间的配置变化，让均温板可再缩减高度。

本实施例所提供的均温板2，包括一上板21以及一下板22，其中，下板22对应上板21封合，并与上板21共同形成一腔室23，腔室23内填充有工作介质(图中未示)。上板21具有面对腔室23的一第一表面211，并在部分的第一表面211上形成有微结构211a，而下板则具有面对腔室23的一第二表面221。本实施例所提供的均温板2，在上板21的第一表面211与下板22的第二表面221之间，夹设有一网状毛细结构24，此网状毛细结构24可为一金属编织网或是其它网状的结构。

均温板2的下板22，可选择在其第二表面221上直接形成毛细结构221a，或是额外设置一层毛细结构221a。毛细结构221a，是位于第二表面221与网状毛细结构24之间，其最主要功能是要让工作介质得以蓄积在此进行液气的转换，同时也藉由跟网状毛细结构24的接触，让气态的工作介质之后得以(向上)传递至网状毛细结构24中。

此外，本实施例在经过多次试验后选择夹设金属编织网等类的网状毛细结构24的原因，包含：(1)可以预先准备适当规格的金属编织网并将其置入均温板中即可，制程简单；(2)可精准控制毛细结构的孔径或间隙以及高度，与烧结或其它制程相比可预期性较高且较不易失败；(3)可藉由上板21的微结构211a或下板22的毛细结构221a来固定网状毛细结构24，避免走位或偏移。

均温板2的下板22，如图2d所示，可区分为一直接受热区域22a与一非直接受热区域22b，直接受热区域22是与至少一热源25做热接触。在本实施例中所提供的均温板2中，“直接”受热区域22a，是指该区域(22a)可与热源25做直接的热接触，因此包含结构上与热源25直接碰触，或是再藉由导热膏或其它媒介而间接地与热源25碰触等情况。本实施例所提供的均温板2，在设计内部各组成的配置时，可选择在垂直方向上，让网状毛细结构24对应下板22的直接受热区域22a，如此一来，就能确保位于下板22直接受热区域22a上方的工作介质(图中未示)，得以顺利地进行液气的转换，并且藉由网状毛细结构24的导引后，往上板21方向传递。

在本实施例中，网状毛细结构24的设置对应直接受热区域22a，可选择以如图2d所示，网状毛细结构24分布的范围比直接受热区域22a还大，或是在垂直方向上涵盖住直接受热区域22a；或者，也可选择让网状毛细结构24位于直接受热区域22a的正上方，两者分布的范围非常接近或是相同；或者，也可选择在垂直方向上，仅部分的网状毛细结构24位于直接受热区域22a内，也就是两者仅有部分的重叠；或者，也可选择让直接受热区域22a分布的范围比网状毛细结构24还大，也就是在垂直方向上，网状毛细结构24位于直接受热区域22a内。上述在网状毛细结构24与直接受热区域22a之间的分布范围以及大小，可视产品特性、规格或是客户需求而予以调整，本实施例并不予以限制。

此外，本实施例所提供的均温板2运作时，气态的工作介质会藉由或是透过网状毛细结构24而先传递至上板21的第一表面211，之后会改变方向往网状毛细结构24的四周扩散，此时，因为网状毛细结构24四周布设有微结构，因此，便可平均地将工作介质分散开来，之后，再藉由微结构211a的结构特性，让液态的工作介质得以累积并到一定程度后，向下滴落至下板22而进行下一次的循环。本实施例藉由网状毛细结构24与微结构211a的搭配设计，与现有仅具有微结构的设计相比，可让气态的工作介质从下板22先导引往热源的上方移动至上板21，因此不会在移动的过程中在腔室23内四处扩散，而与现有仅具有网状毛细结构的设计相比，本发明则可让工作介质在到达上板21后往平均地往四周扩散，因而不会发生工作介质集中地往某些方向扩散的缺失。

在本实施例所提供的均温板2中，网状毛细结构24a是夹设在上板21与下板22中间，其中，微结构211a的分布范围与网状毛细结构24的分布范围，在垂直方向上为接近互补的设置，如此一来，可以降低均温板2的整体厚度，或是让没有形成微结构211a的第一表面211，也刚好用来固定网状毛细结构24。本实施例所提供的均温板2，其微结构211a的分布范围可如图2b所示，完全对应网状毛细结构24而成互补的设置，两者的分界非常接近，或者，本实施例也可如图2e所示，选择让微结构211a的分布范围，在垂直方向上，与网状毛细结构24有部分的重叠，也就是两者仍有部分的连接，而此种设计也能让微结构211a用来固定住网状毛细结构24；或者，本实施例也可如图2f所示，选择让微结构211a的分布范围，在垂直方向上与网状毛细结构24之间没有重叠，也就是两者之间有一定的间距而没有连接，而这种设计可让工作介质在距离热源更远的地方，或者说在更接近上板21与下板22封合处，才在微结构211a处累积并往下滴落至下板22。而由于工作介质滴落的区域已藉由本实施例的设计而被控制在下板22的非直接受热区域22b，因此，不会影响到直接受热区22a上方所持续进行中的液气转换。上述的三种设置方式，可视情况或产品需求而予以选择，本实施例并不予以限制。因为本实施例所提供的微结构211a跟网状毛细结构24这两者之间重叠的地方已经减少甚至于没有，因此有机会让均温板缩减整体的高度。

本实施例中，均温板2的上板21在“部分”的第一表面211上形成有微结构211a，之所以是部分而不是全部的第一表面211，是因为微结构211a是由多个凹凸不平的结构所组合而成，多个凹凸不平的结构可以连结在一起，也可不相连或是有所间隔，而且在上板21的弯折处、侧壁或是接合面上，也不容易形成微结构。

本实施例中，上板21第一表面211的微结构211a，可选择业界常见的方式形成，例如蚀刻或是研磨等方式，本实施例并不予以限制。而若是选择以蚀刻方式形成的话，本实施例特别提供另一种节省制程的设计，也就是让上板21的焊料槽213(见图2g)，也在蚀刻制程中，与微结构211a一起形成，节省制作均温板2的步骤。请参考图2g，在本实施例所提供的均温板2中，上板21包含一第一封合面212，下板22包括一第二封合面222，第一封合面212与第二封合面222对应设置，其中，第一封合面212包括一焊料槽213。而当本实施例利用蚀刻制程，在上板21形成微结构211a时，也同时蚀刻出焊料槽213，简化制作均温板2的流程与时间。此外，本实施例所提供的均温板2，其下板22也可在第二封合面222上，设置有焊料槽223，并且利用蚀刻制程制成。例如当均温板2的下板22，选择在其第二表面221上直接形成毛细结构221a，并且此毛细结构221a是利用蚀刻方式形成时，就可藉由同一蚀刻制程，同时形成毛细结构221a以及焊料槽223。此举同样也可简化制作均温板2的流程与时间。

此外，在本实施例所提供的均温板2中，下板22可因应热源25的高度，如图2h所示，向外(或向下)延伸出一凸台224，而当本实施例的均温板2采用此种具有凸台224的设计时，上述所提关于均温板2的设计原理跟组成，也会因为高度或结构的变化，而做因应的调整，例如网状毛细结构24的高度可能会加高，而原本平面分布的毛细结构221a则会呈现阶梯状或是有段差的分布等。