CN112484544A - 非定向型均热板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种非定向型均热板，其包括：上板，具备有第一结构面；下板，具备与所述第一结构面相对的第二结构面；宏通道，通过蚀刻工艺形成在所述第一结构面和第二结构面中至少一个上，并形成有能够使汽相的运转流体基于热能从蒸发部向凝集部流动的通路；以及微通道，通过蚀刻工艺形成在所述第一结构面和第二结构面中至少一个上，具有比所述宏通道更小宽度的沟槽，并配置于两个相邻所述宏通道中间的位置，还形成有能够使液相运转流体基于毛细管力从所述凝集部向所述蒸发部移动的通路；所述宏通道包括外侧放热通道，其占据着所述上板或者所述下板上最外侧通道中的至少一部分。
Description
技术领域
本发明是涉及一种用于将热从热源释放的非定向型均热板。
背景技术
均热板(Vapor Chamber)是利用液体和气体之前的相位变化(Phase Transition)时的潜热，从对象物中去除热量的装置。均热板作为与一般状态下的热传递体系(传导、对流、辐射)不同的方式，可以从对象物中迅速除热和排出，具有这样的优势。
目前现有的均热板大部分都是设计成单一方向来运转的。具体而言，热源位于所述腔室的下部，基于所述热源而汽化的气体上升后在所述腔室的上部设置的凝集部(condensation section)凝集成液体。凝集的液体基于重力再次滴落至下部的热源一侧。
与此不同的是，为了使均热板不受方向性限制而运转，也可采用纤维材质的灯芯(wick)。但是纤维材质的灯芯需要通过热处理(电离化、高温加热)来进行制造，产品的厚度过厚和工艺制造昂贵等因素存在，具有这样的缺点。
并且，与均热板相似的导热管(heat pipe)大部分是由圆筒形铜管构成的，并广泛应用于电子器械冷却装置之中。近来，对于超薄化趋势和薄版型的需求不断增加，对圆筒形铜导热管或均热板冲压压扁而进行产品的制作和使用。但是这些厚度达到了2.0mm的水平，并且相比于厚度，对超薄化需求也已经达到了技术性局限之处。在制造时很难将产品的厚度控制在1mm以下。并且，在上板和下板相互熔接的过程中，制造时间增加和过热引起的塑性变形还会导致软氮化问题等现象出现。
发明内容
(要解决的问题)
本发明目的在于，提供一种非定向型均热板，通过薄化工艺将厚度缩小至最小，以达到放热最大化的效果。
本发明的另一目的在于，提供一种通过薄化工艺制作，能够防止在使用中结构强度变低的非定向型均热板。
(解决问题的方式)
为了成功解决上述课题，本发明旨在提供一种非定向型均热板，其包括：上板，具备有第一结构面；下板，具备与所述第一结构面相对的第二结构面；宏通道，通过蚀刻工艺形成在所述第一结构面和第二结构面中至少一个上，并形成有能够使汽相的运转流体基于热能从蒸发部向凝集部流动的通路；以及微通道，通过蚀刻工艺形成在所述第一结构面和第二结构面中至少一个上，具有比所述宏通道更小宽度的沟槽，并配置于两个相邻所述宏通道中间的位置，还形成有能够使液相运转流体基于毛细管力从所述凝集部向所述蒸发部移动的通路；所述宏通道包括外侧放热通道，其占据着所述上板或者所述下板上最外侧通道中的至少一部分。
在这里，所述上板及所述下板，分别由具备四个边的四角形形成，所述外侧放热通道，占据着所述上板或者所述下板的四个边的最外侧通道的全部，并且形成将所述微通道包围起来的结构。
在这里，所述上板及所述下板中至少一个还包括有形成的间隔维持凸起，其在所述宏通道内突出形成，维持所述上板和所述下板相互分隔的状态。
在这里，所述间隔维持凸起可具备有多个，沿一个方向配置形成锯齿形。
在这里，所述上板和所述下板可具备不同的厚度。
在这里，所述宏通道和所述微通道，在所述上板和所述下板中的一个上交替并排排列配置；所述上板和所述下板中的另一个上包括划痕领域，其具有相比所述微通道更小宽度的划痕沟槽。
在这里，所述划痕领域与所述宏通道和微通道所形成的领域相对应。
在这里，所述划痕沟槽是对所述上板和下板中另一个进行金属电刷接触和旋转的操作而制造形成的。
在这里，所述上板和所述下板分别还包括：熔接槽，形成于外面上；所述上板和所述下板是通过对所述熔接槽进行激光照射，而使其进行相互熔接接合的。
(发明的效果)
如上所述，本发明中的非定向型均热板通过对上板第一结构面和下板的第二结构面中至少一个进行蚀刻工艺，形成宏通道和微通道，从而使非定向型均热板从整体上降低厚度。
再进一步讲，宏通道占据着上板或者下板最外侧通道中至少一部分，使汽相的运转流体不断流动，因此就可以使其拥有的热量高效地向外部释放出去。
并且，上板和下板通过熔接而相互熔合，因此在制造过程中，由于热的影响导致上板和下板整体的强度下降的问题，就可以得到防止。
并且，在宏通道上形成的间隔维持凸起，可以抑制在使用过程中上板和下板产生的挤压。
附图说明
图1是图示本发明中一实施例的非定向型均热板100的概略性分解立体图。
图2是图示图1中非定向型均热板100的组装状态下的具体截面图。
图3是基于图2中非定向型均热板100的一变形实施例，而图示出的制作完成的非定向型均热板100’的分解图。
图4是图示本发明中另一实施例的非定向型均热板200的具体截面图。
图5是图示图4中非定向型均热板200的分解截面图。
图6是本发明中其他另一实施例的非定向型均热板300的具体截面图。
(附图标记)
100，100’，200，300：非定向型均热板
110，210，310：上板
130，230，330：下板
150，250，350：宏通道
170，270，370：微通道
390：划痕领域
具体实施方式
以下基于本发明优选实施例的非定向型均热板，将参照附图进行详细说明。在本说明书中，即使是相互不同的实施例，针对相同或相似的结构也会赋予相同或相似的附图标记，对这部分的说明也会用最初的说明来代替。
图1是图示本发明中一实施例的非定向型均热板100的概略性分解立体图。
通过附图可以看出，非定向型均热板100整体上由上板110和下板130结合构成。
上板110和下板130分别由矩形形态的平板而构成。其结构可以由金属材质构成，例如可以由铜合金来制作而成。上板110和下板130作为相互叠加结合的结构，可以具有相同的大小和形态。
在上板110和下板130之间的相对的面分别是由第一结构面111和第二结构面131构成。在这相对面上可通过蚀刻(etching)工艺来制造宏通道(150，参照附图2)等结构。在上板110和下板130上，向外部露出的面分别由第一露出面112和第二露出面132构成。并且，在上板110和下板130的一角落处形成有突出的注入口形成部113、133。所述注入口形成部113、133在运转流体注入至宏通道150后被切断开。
对于上述非定向型均热板100的具体结构将参照附图2进行具体地说明。图2是图示图1中非定向型均热板100在组装状态下的具体截面图。
参照此图，为了使上板110和下板130结合，沿着第一露出面112和第二露出面132的边缘处，形成了熔接槽114、134。熔接槽114、134可以通过对上板110和下板130的蚀刻工艺来制造。对所述熔接槽114、134可通过照射激光来熔接上板110和下板130，从而完成熔接。通过上述熔接接合，可将熔接点和周围的热变形最小化，提高熔接性的同时，还可以扼制由于热变形而引起的上板110和下板130的塑性变形(软氮化)。这不仅可以维持薄型非定向型均热板100的原有刚性，还可以使其维持较原来相比较高的弹性。
通过对第一结构面111和第二结构面131的蚀刻工艺，可以形成宏通道150和微通道170。宏通道150和微通道170以相互并排的状态交替配置。在本实施例中，宏通道150具备有4个，而微通道170具备有3个。微通道170配置在邻近的一对宏通道150之间的位置。
宏通道150是通过对第一结构面111和第二结构面131进行的蚀刻工艺而形成的结构。对第一结构面111和第二结构面131进行蚀刻时的高度可以是相同的。这部分结构形成一个通路，使汽相运转流体由于热能从蒸发部(EZ，参照图3)流动至凝集部(CZ，参照图3)。
宏通道150内部形成有间隔维持凸起115、135。间隔维持凸起115、135在蚀刻工艺中，由未被蚀刻的部分形成。间隔维持凸起115、135分别形成于上板110或者下板130上，可以具备相同的高度。间隔维持凸起115、135可以防止受到外力而导致的上板110和下板130的相互压缩，使宏通道150维持其稳定的形状。在这里所指的外力是相对于宏通道150内部的真空，从非定向型均热板100的外部向内部作用的外力。在本附图中，间隔维持凸起115、135只是概念性地标识出，具体的形态参照附图3的内容便可以理解。
宏通道150中最外侧通道可以被称为是外侧放热通道155。在位于非定向型均热板100的最外侧的外侧放热通道155的作用下，汽相运转流体将热能高效地释放至外部。外侧放热通道155可以占据最外侧通道的全部，或者是占据其中一部分。
微通道170也是通过对第一结构面111和第二结构面131的蚀刻工艺而形成的结构。微通道170也是类似于上述情形，对第一结构面111和第二结构面131进行蚀刻时的高度可以是相同的。这部分结构是用于形成一个通路，使液相的运转流体受毛细管力的作用，从凝集部(CZ)到返回至蒸发部(EZ)。为了使毛细管力的作用能够正常持续下去，微通道170具有比宏通道150更细小宽度的沟槽。基于上述毛细管力，液相的运转流体便不受重力影响而移动至沟槽之内。在本实施例中，一个微通道170之中形成有2-5个沟槽。
现在将参照图3，对实际制造的非定向型均热板100’举例，对增加部分的结构进行说明。图3是基于图2中非定向型均热板100的一变形实施例，而图示出的制作完成的非定向型均热板100’的分解图。
参照此附图，上板110和下板130分别设置为4个边的四角形形状，外侧放热通道155相对于上板110和下板130的4个边，可以占据最外侧通道的全部。基于上述结构，微通道170由于外侧放热通道155在被围住的领域内像小岛一样存在。由此，汽相运转流体所持有的热能就能更高效地从位于各个边上的外侧放热通道155释放至外部。
间隔维持凸起115、135可以在宏通道150内设置有多个。间隔维持凸起115、135可以大体上以圆柱形形态、四角柱状形态、半球形等形状出现。如上所述的间隔维持凸起115、135可以沿一个反向以“之”字形态，或者格子形态来配置。由此，汽相的运转流体就不会受制于宏通道150延长的方向，沿着与上述方向交叉的方向上也可以进行扩散。并且，间隔维持凸起115、135并不是连续凸起延长形成墙，而是圆柱形等的固定形态，因此相比于刑场墙的方式，可以确保拥有更大的空间。
现在将参照附图4和附图5，针对另一形态的非定向型均热板200来进行说明。图4是图示本发明中另一实施例的非定向型均热板200的具体截面图。图5是图示图4中非定向型均热板200的分解截面图。
参照本附图，非定向型均热板200与上述提及的非定向型均热板100的基本结构大体上是相同的，但上板210和下板230的结构是相互不对称的，在这点上存在差异。
首先，上板210相比于下板230具有更厚的厚度。例如，上板210的厚度如果是0.25mm，则下板230的厚度可以是0.1mm。因此，非定向型均热板200的整体厚度可以薄至0.4mm左右的厚度。进一步讲，上板210或者下板230的宽度可以制作成15-200mm，而长度在40-200mm。一般的铜均热板为了确保沿重力方向上不受运转特性影响，通过烧结(sintering)工艺或者使用灯芯(wick)，但受制于制造工艺无法完成1.0mm以下厚度的制造，目前只是达到2.5mm的水准的产品完成了真正量产并正在市场上销售。在本实施例中的非定向型均热板200其均热板不足1.0mm，甚至0.4mm厚度及在这个厚度以下的产品都可以确保其运转特性良好。
由于上板210和下板230的厚度存在差异，在这上面为了制造宏通道250为微通道270而进行的蚀刻的高度也会有所不同。例如，在上板210如果蚀刻0.17mm的话，在下板230上的蚀刻高度可以是0.05mm。并且，宏通道250的宽度如果是4-5mm时，在微通道270上的沟槽宽度可以是0.01-0.1mm。进一步讲，在宏通道250上间隔维持凸起215、235的宽度可以维持在0.3mm-0.5mm之间的水平。
最后，将参照附图6对其他另一形态的均热板300进行详细说明。图6是本发明中其他另一实施例的非定向型均热板300的具体截面图。
参照本附图，非定向型均热板300与上述提及的非定向型均热板200的基本结构大体上是相同的，但宏通道350以及微通道370在下板330的形成上是存在差异的。
具体而言，相比于上板310，下板330可以具备更厚的厚度。在这样的下板330上，形成有宏通道350和微通道370。为此，只在第二结构面331上完成蚀刻制造相应的宏通道350和微通道370可进行的。因此，宏通道350和微通道370在下板330上可以交替并排配置。
与这样的下板330所不同的是，在上板310上可以形成有刮痕领域390。所述刮痕领域390上形成有比微通道370的沟槽更细小的划痕沟槽。所述划痕沟槽与上板310的第一结构面311上的金属电刷接触后，在旋转的机械作用力下而形成。在电刷的作用下形成的沟槽是可以毫无方向性的随机自然的形态而形成。划痕领域390与宏通道350和微通道370形成的领域相对应，整体上都形成在第一结构面311上。
基于上述这样的结构，在厚度比较薄的上板310上形成的划痕领域390的作用下，不仅不增加整体的厚度，还能提高整体的性能。并且，由于划痕领域390是形成在整体领域上，从宏通道350凝集的运转流体通过划痕领域390迅速向发热部，或者通过微通道370向发热部移动。在这样的情形下，运转流体的蒸发和凝集的循环过程可以更好的进行下去，提高放热的效率。
如上所述的非定向型均热板，并不局限于上述实施例的结构和运转方式。在上述各个实施例中，对其全部或者一部分进行有选择性地组合和变形也是可以完成相应功能的。
Claims (9)
1.一种非定向型均热板，其特征在于，包括：
上板，具备有第一结构面；
下板，具备与所述第一结构面相对的第二结构面；
宏通道，通过蚀刻工艺形成在所述第一结构面和第二结构面中至少一个上，并形成有能够使汽相的运转流体基于热能从蒸发部向凝集部流动的通路；以及
微通道，通过蚀刻工艺形成在所述第一结构面和第二结构面中至少一个上，具有比所述宏通道更小宽度的沟槽，并配置于两个相邻所述宏通道中间的位置，还形成有能够使液相运转流体基于毛细管力从所述凝集部向所述蒸发部移动的通路；
所述宏通道包括外侧放热通道，其占据着所述上板或者所述下板上最外侧通道中的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的非定向型均热板，其特征在于，
所述上板及所述下板，分别由具备四个边的四角形形成，
所述外侧放热通道，占据着所述上板或者所述下板的四个边的最外侧通道的全部，并且形成将所述微通道包围起来的结构。
3.根据权利要求1所述的非定向型均热板，其特征在于，
所述上板及所述下板中至少一个还包括有形成的间隔维持凸起，其在所述宏通道内突出形成，维持所述上板和所述下板相互分隔的状态。
4.权利要求3所述的非定向型均热板，其特征在于，
所述间隔维持凸起具备有多个，沿一个方向配置形成锯齿形。
5.根据权利要求1所述的非定向型均热板，其特征在于，
所述上板和所述下板具备不同的厚度。
6.根据权利要求1所述的非定向型均热板，其特征在于，
所述宏通道和所述微通道，在所述上板和所述下板中的一个上交替并排排列配置；
所述上板和所述下板中的另一个上包括划痕领域，其具有相比所述微通道更小宽度的划痕沟槽。
7.根据权利要求6所述的非定向型均热板，其特征在于，
所述划痕领域与所述宏通道和微通道所形成的领域相对应。
8.根据权利要求6所述的非定向型均热板，其特征在于，
所述划痕沟槽，是对所述上板和下板中另一个进行金属电刷接触和旋转的操作而制造形成的。
9.根据权利要求1所述的非定向型均热板，其特征在于，
所述上板和所述下板分别还包括：熔接槽，形成于外面上；
所述上板和所述下板是通过对所述熔接槽进行激光照射，而使其进行相互熔接接合的。
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