薄型均温板及便携电子设备的制作方法

1.本实用新型涉及薄型均温板结构技术领域，尤其涉及一种薄型均温板及便携电子设备。


背景技术：

2.近年来，电子设备发展趋势为增加便携性，且增强性能。在此趋势下，薄型均温板成为解决便携电子设备散热问题的有效途径。
3.现有的薄型均温板如申请号为202022423652.x的前期专利中提供的一种具有毛细结构的薄型均温板组件，通过工质在薄型均温板内部的相变和流动，使得热量得以从设置有毛细结构的第一板件扩散并传递至第二板件，通过毛细结构引导液态工质回流，并增大了蒸发面积，满足散热需求。但是该薄型均温板存在以下问题：
4.1、当该薄型均温板应用于安装空间较小的便携电子设备时，若便携电子设备以高功率运行(例如长时间游戏)，薄型均温板内的大部分工质会迅速蒸发转变为气态，蒸发速度远大于回流速度，使得回流量不足，进而导致蒸发吸热性能降低，薄型均温板的解热功率在较短时间内快速下降，使得便携电子设备因过热保护限制而降性能运行，降低了用户的使用体验。
5.2、现有的笔记本电脑、平板电脑等便携电子设备中，存在芯片朝向笔记本电脑或平板电脑的底盖安装(例如笔记本电脑行业内所定义的主板正装)以及芯片背向底盖安装(例如笔记本电脑行业内所定义的主板倒装)两种安装方式，而当芯片朝向底盖安装时，薄型均温板位于芯片下方，此时设置有毛细结构的吸热板位于散热板上方，液态工质因重力作用在没有设置毛细结构的散热板表面流动，导致液态工质的回流速度因缺少毛细结构的引导而下降，不利于芯片位于薄型均温板上方的笔记本电脑或平板电脑散热。
6.基于以上所述，亟需一种薄型均温板及便携电子设备，能够解决上述的技术问题之一。


技术实现要素：

7.本实用新型的一个目的在于提供一种薄型均温板，既具有较薄的厚度，较轻的重量，同时也不会在较短时间内降低解热功率，进而延长便携电子设备高功率的工作时长。
8.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.薄型均温板，用于便携电子设备，包括第一板件和第二板件，上述第二板件的边缘和上述第一板件的边缘密封连接，且上述第二板件和上述第一板件之间形成密封真空腔体，上述密封真空腔体中设置有可相变的工质，上述第二板件或上述第一板件热接触冷源，其中：上述第二板件内侧表面设置有毛细结构；上述第一板件与热源热接触形成热源区域，上述第一板件内侧表面设置有若干传热柱，上述传热柱远离上述第一板件的端部抵接于上述毛细结构，若干上述传热柱的位置对应于上述热源区域，且部分上述传热柱位于上述热源区域外。
10.可选地，位于上述热源区域外的上述传热柱与上述热源区域的间距不大于 50mm。
11.可选地，上述传热柱采用方形柱。
12.可选地，上述方形柱的长和宽均不小于0.2mm。
13.可选地，相邻上述传热柱之间的间距不小于0.1mm。
14.可选地，部分相邻上述传热柱之间设置有避空空间，上述避空空间的宽度d 大于1mm。
15.可选地，上述避空区域内设置有毛细引流结构。
16.可选地，上述第一板件蚀刻有上述传热柱，上述第一板件的壁厚h不大于 0.3mm。
17.可选地，上述薄型均温板的厚度不大于2mm。
18.本实用新型所提供的薄型均温板的有益效果在于：通过设置于热源区域对应的若干传热柱，并将部分传热柱设置在热源区域外，使得蒸发区域接受的热流密度小于热源区域传递的热流密度，相比于现有薄型均温板，蒸发区域较小的热流密度使得蒸发区域中单位面积内蒸发速度减少，且由于蒸发区域的总面积增大，蒸发区域的总蒸发速度仍能满足热量传递的需求。当便携电子设备处于高功率时，蒸发区域的总蒸发速度既能够满足热量传递的需求，同时单位面积内的蒸发速度与液态工质的回流速度之间的差距缩小，即蒸发区域的总蒸发速度与总回流速度之间的差距缩小，使得薄型均温板内的解热功率不会在较短时间内降低，延长了便携电子设备高功率的工作时长，提升了用户的使用体验。
19.本实用新型的另一个目的在于提供一种便携电子设备，既能够实现轻薄化，在热源位于薄型均温板上方时也具有较优良的散热性能。
20.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
21.便携电子设备，上述便携电子设备中安装有芯片以及上述的任一种薄型均温板，上述芯片热接触上述薄型均温板的第一板件，且上述芯片位于上述薄型均温板上方。
22.本实用新型所提供的便携电子设备的有益效果在于：通过在便携电子设备中设置上述的薄型均温板，使得该便携电子设备能够以较小的安装空间安装较轻的薄型均温板，减小了该便携电子设备的尺寸和重量。并且，由于热源区域位于第一板件，毛细结构位于第二板件，热源位于薄型均温板上方，使得该薄型均温板在使用时，液体工质能够通过毛细结构的引导快速回流，保障了上述的回流速度，也能够延长便携电子设备高功率的工作时长，提升用户的使用体验。
附图说明
23.图1是本实用新型所提供的第一种薄型均温板中第一板件的结构示意图；
24.图2是图1中a处的局部放大图；
25.图3是本实用新型所提供的第二种薄型均温板中第一板件的结构示意图；
26.图4是图3中c处的局部放大图；
27.图5是本实用新型所提供的第三种薄型均温板中第一板件的结构示意图；
28.图6是图1中沿b-b方向的薄型均温板内部结构侧视图。
29.图中：
30.1、第一板件；101、传热柱；102、支撑柱；11、热源区域；12、冷源区域； 13、风扇安装处；14、避空空间；
31.2、第二板件；
32.3、散热翅片；
33.4、毛细结构；
34.5、毛细引流结构；
35.6、芯片。
具体实施方式
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
39.下面参照图1至图6介绍本实用新型所提供的薄型均温板及便携电子设备。该薄型均温板安装于便携电子设备中，尤其是一类使用时热源位于薄型均温板之上的便携电子设备中。需要说明的是，在本实用新型中，便捷电子设备主要是指笔记本电脑电脑、平板电脑等具有随身携带需求的电子设备，热源则是指电子设备中的芯片6等产热电子元器件。为方便介绍，在本实用新型中以热源位于薄型均温板之上的便携电子设备举例说明本实用新型所提供的薄型均温板及便携电子设备，但该薄型均温板并不局限于应用在热源位于薄型均温板之上的便携电子设备中。
40.具体地，参考图1至图6所示，该薄型均温板包括第一板件1和第二板件2，第一板件1和第二板件2密封连接，且第一板件1和第二板件2之间形成密封真空腔体，密封真空腔体内则设置有可相变的工质。示例性地，在本实施例中，第一板件1的边缘和第二板件2的边缘通过超声波焊接连接封边，且连接处、第一板件1或第二板件2上留有注液口，工质通过注入口注入，并通过该注液口进行抽真空处理，最后超声波焊接封闭注液口，使得第一板件1和第二板件2 之间形成上述的密封真空腔体。当然，在一些其他实施例中，也可以采用胶粘、钎焊、电阻焊、扩散焊、高频焊或激光焊等方式代替超声波焊接，本实用新型对此不做具体限定。
41.在密封真空腔体外，热源与第一板件1热接触，形成位于第一板件1的热源区域11，第二板件2的外表面上设置有冷源区域12，冷源区域12和冷源热接触。当然，冷源也可以热
接触在第一板件1的外表面(例如第一板件1外表面上远离热源区域11的位置)，只要能够将密封真空腔体中的热量传递至冷源即可，在本实用新型中不具体限定冷源的热接触位置。示例性地，如图1、图6 所示，在本实施例中，薄型均温板设置有风扇安装处13，冷源采用散热翅片3，散热翅片3贴合设置于第二板件2上远离上述热源区域11的位置，散热翅片3 以风冷的方式散发热量；当然，在一些其他实施例中，也可以采用液冷的方式，例如将液冷系统的冷排头贴合于该薄型均温板，也能够实现散热效果。
42.如图1、图2所示，第一板件1的内侧表面蚀刻有若干传热柱101，若干传热柱101的位置和上述的热源区域11相对应，且部分传热柱101位于热源区域 11外。第二板件2的内表面设置有毛细结构4，传热柱101远离第一板件1的端部热接触毛细结构4，使得毛细结构4的表面形成蒸发区域。示例性地，在本实施例中，参考图2、图4所示，位于热源区域11外的传热柱101与热源区域 11的间距不大于50mm。可以理解的是，在本实用新型中，毛细结构4可采用铜网、铜粉层等一种或多种能够驱动液态工质回流的毛细结构4。
43.需要说明的是，在本实用新型中，该蒸发区域既包括了传热柱101的端部与毛细结构4直接接触的区域，也包括了毛细结构4上位于相邻传热柱101的端部之间的非直接接触区域。示例性地，在本实施例中，如图1所示，薄型均温板仅与一个热源相接触，蒸发区域是一片连续的区域；而在一些其他实施例中，薄型均温板与多个间隔较远距离设置的热源相接触，蒸发区域就可以是多个间隔一定距离的单独区域。
44.使用时，示例性地，当热源贴合在薄型均温板的上方时，热源所产生的热量通过第一板件1以及传热柱101，传递至毛细结构4，使得毛细结构4上位于蒸发区域内的液态工质吸热相变为气态，气态工质扩散流动至冷源与薄型均温板接触的位置(即上述冷源区域12)并进行放热，相变为液态工质，并在重力的作用下流向位于第二板件2表面的毛细结构4，并进一步在毛细结构4的毛细引导作用下，回流至蒸发区域，继续吸热相变为气态，形成内部的热循环。
45.通过设置于热源区域11对应的若干传热柱101，并将部分传热柱101设置在热源区域11外，使得蒸发区域接受的热流密度小于热源区域11传递的热流密度，相比于现有薄型均温板，蒸发区域较小的热流密度使得蒸发区域中单位面积内蒸发速度减少，且由于蒸发区域的总面积增大，蒸发区域的总蒸发速度仍能满足热量传递的需求。当便携电子设备处于高功率时，蒸发区域的总蒸发速度既能够满足热量传递的需求，同时单位面积内的蒸发速度与液态工质的回流速度之间的差距缩小，即蒸发区域的总蒸发速度与总回流速度之间的差距缩小，使得薄型均温板内的解热功率不会在较短时间内降低，延长了便携电子设备高功率的工作时长，提升了用户的使用体验。
46.可选地，在本实施例中，参考图3、图4所示，相邻传热柱101之间的间距不小于0.1mm，即相邻两个传热柱101上最接近的表面之间的最小距离不小于 0.1mm，使得相邻传热柱101之间不会因间距过小，导致气态工质的扩散速度较慢，出现冷源区域12气态工质不足的情况。当然，可以理解的是，相邻传热柱 101之间的间距也不宜过大，间距过大会使得传热柱101的数量减少，进而影响传热柱101传递热量的功率。优选地，在本实施例中，相邻传热柱101之间的间距不小于0.4mm且不大于2mm。
47.可选地，在本实施例中，参考图4所示，传热柱101采用方形柱。同等体积下方形柱相比于圆柱，具有面积更大的端部，使得传热柱101与第一板件1 以及毛细结构4的接触面
积较大，能够以更高的功率传递热量。
48.进一步地，在本实施例中，方形柱的长和宽均不小于0.2mm，使得方形柱的端部与毛细结构4的接触面积不小于0.04mm2。优选地，方形柱的长和宽不小于 0.5mm且不大于1.5mm，使得方形柱既能够满足热量传递的需求，也不会因尺寸过大导致气态工质膨胀，进而影响液态工质回流。
49.可选地，在本实施例中，如图4所示，在第一板件1的内侧表面上，除了上述的传热柱101，还设置有若干支撑柱102，支撑柱102的端部抵接于第二板件2或毛细结构4，以防止薄型均温板塌缩，影响密封真空腔体中工质的扩散和流动。示例性地，在本实施例中，支撑柱102采用易于制作的圆形柱，相邻圆形柱之间的间距大于0.2mm。优选地，相邻支撑柱102之间的间距不小于1.2mm 且不大于3mm，使得支撑柱102既能够防止薄型均温板塌缩，并且相邻支撑柱 102之间留有足够的流动间隙，不会阻碍密封真空腔体中工质的扩散和流动。
50.优选地，位于热源区域11外的传热柱101与热源区域11的间距大于1mm，使得蒸发区域大于热源区域11，降低了蒸发区域的热流密度，缩小了蒸发区域内单位面积的蒸发速度。可以理解的是，由于传热柱101的设置间距小于上述的支撑柱102，因此位于热源区域11外的传热柱101与热源区域11的间距小于 10mm，使得传热柱101保证热传递的同时还不会阻遏气态工质的流动扩散。
51.可选地，如图4所示，部分相邻传热柱101之间设置有避空空间14，且避空空间14的宽度d大于1mm，能够便于气态工质的扩散和液态工质的回流，从而加速工质在薄型均温板内的循环。需要说明的是，避空空间14有多种设置方式，在本实施例中，如图4所示的，蒸发区域内设置有两个避空空间14，且在传热柱101之间平行间隔设置避空空间14，使得传热柱101呈“三”字形排列；而在一些其他实施例中，可以是“x”字形设置，也可以是其他的设置方式，只要避空空间14的宽度d大于1mm，能够方便气态工质的流动扩散或液态工质的回流，均属于本实用新型的保护范围之内。
52.进一步地，在本实施例中，如图5所示，避空空间14内设置有毛细引流结构5。具体地，毛细引流结构5可以是上述毛细结构4的分支，例如毛细结构4 采用铜网，部分铜网凸出形成一条线状铜网凸起，线状铜网凸起的端部插接至上述的避空空间14内，引导液态工质通过毛细引流结构5流动至蒸发区域内；或者，毛细引流结构5也可以是额外设置的铜纤维绳，铜纤维绳的一端延伸至避空空间14内，另一端延伸至冷源区域12，能够进一步加快在冷源区域12冷凝的液态工质快速回流至蒸发区域。
53.需要说明的是，本实用新型中，采用上述的结构，薄型均温板的厚度能够不大于2mm，使得该薄型均温板能够安装在笔记本电脑、平板电脑等便携电子设备中，并使得该便携电子设备能够轻薄化。优选地，上述的传热柱101以及支撑柱102采用蚀刻的方式设置于第一板件1，相比于机加工，蚀刻工艺能够便于控制第一板件1的厚度，使得第一板件1的壁厚h不大于0.3mm，从而确保密封真空腔体具有便于工质循环的尺寸。优选地，在本实施例中，参考图6所示，第一板件1的壁厚h为0.04-0.15mm。进一步地，第二板件2的壁厚也为 0.04-0.15mm，使得该薄型均温板既轻薄，也具有较大的密封真空腔体，便于工质循环。
54.本实用新型还提供了一种便携电子设备，包括芯片6和上述的薄型均温板，参考图6所示，芯片6热接触薄型均温板的第一板件1，且芯片6位于薄型均温板上方。通过在便携电子设备中设置上述的薄型均温板，使得该便携电子设备能够以较小的安装空间安装较轻的
薄型均温板，减小了该便携电子设备的尺寸和重量。并且，由于热源区域11位于第一板件1，毛细结构4位于第二板件2，热源位于薄型均温板上方，使得该薄型均温板在使用时，液体工质能够通过毛细结构4的引导快速回流，保障了上述的回流速度，也能够延长便携电子设备高功率的工作时长，提升用户的使用体验。
55.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。