專利名稱：均溫板及其交錯式毛細結構以及二者的制造方法
技術領域：
本發明涉及熱管，特別涉及熱管的毛細結構。
背景技術：
熱管(heat pipe)的原理是利用工作流體(working fluid)的潛熱 (latent heat)而產生熱量的移轉，其結構主要是在一封閉管體內置入工 作流體及毛細結構，并使管內形成低壓狀態。管體可區分為蒸發部及 冷凝部，工作流體于蒸發部(evaporating part)吸收外界熱量而蒸發成氣 體，該氣態工作流體(vapor phase working fluid)會朝向j氐溫JM氐壓的冷 凝部(condensing part)流動，通過位于冷凝端的散熱器吸收氣態工作流 體所帶的潛熱，而使氣態工作流體變為液態。該液態(liquid phase)工作 流體再借助毛細結構所具有的毛細壓力(capillary pressure)牽引而回流 (reflux)到蒸發端，如此重復循環，可達到極好的傳熱效果。
均溫板的原理與熱管極為類似，但其形體為平板狀，而非熱管的 管狀，其蒸發部與冷凝部為二維(2D)的面狀，不同于熱管的一維(ID) 線狀。故均溫板的熱交換效率遠高于熱管，并可將發熱組件發熱面所 產生的熱量快速且均勻地傳遞至大面積的均溫板上。由于近來個人計 算機的中央處理器(CPU)的散熱需求急劇升高，甚至熱管的傳熱效率 已難以滿足新型CPU的散熱需求，均溫板或類似的板狀熱管(flatplate type heat pipe)因此而受到重一見。
熱管或均溫板的熱傳性好壞主要決定于毛細結構，而毛細結構的 特性主要又決定于其材料及其設置的方式或型態，其中在材料方面已 有許多成熟的進展，如多孔性燒結物(porous sintered compound)及纖維 管束(fiber bundle)均具有極為優異的親水性及毛細性，且已被廣泛的采 用。但在毛細結構的設置型態上則仍存有極大的改進空間，如圖l所 示即為 一公知均溫板剖視圖，由于均溫板內部需維持低壓(低于外部大
氣壓力)，為避免均溫板的板狀殼體因壓力而凹陷，需在其內部設置支
撐體，頂靠于兩板面之間，圖中所示的均溫板是將毛細結構(la)設定 為以多孔性材料制成的浪板形態，夾合于上下兩板面(2a， 3a)之間。該 毛細結構(la)的浪板形態一方面可形成支撐作用，另一方面可形成液 態工作流體的回流路徑，但由于該毛細結構(la)本質上為片狀體，為 使其稍具可形變的彈性，其厚度極為有限，故該毛細結構(la)所能產 生的毛細路徑數量相對受到限制，其所能輸送液態工作流體的能力有 所不足，再加上該毛細結構(la)在兩板面(2a, 3a)形成斜向路徑，其長 度比垂直距離長，液態工作流體輸送所需時間即相對被延長，使得這 種均溫板極易發生干燒(dry-out)情形，因工作流體已完全氣化，但毛 細結構(la)無法及時將液態工作流體輸送至蒸發端。
發明內容
本發明的主要目的，在于提供一種均溫板及其交錯式毛細結構， 以及二者的制造方法，該毛細結構具有交錯式立體形的多孔體，可提 供大量且充分的毛細路徑供液態工作流體回流之用，有效提高工作流 體的輸送能力。
本發明的另一目的，在于提供一種均溫板的交錯式毛細結構及其 制造方法，其多孔體系垂直于均溫板的板面，使液態工作流體的輸送 距離縮小到最短，縮短輸送所需的時間。
為達成上述目的，按照本發明提供的均溫板的毛細結構，包括 板片，開設有多組成對的[]形溝槽，每一組溝槽的二單邊溝槽所圍繞 的板面區間形成分別向不同側凹入的片體，所述二片體分別對向扭轉 而與垂直于板片的兩側；二多孔層，布設于所述板片的兩側；多個多 孔體，成柱狀，固定于每一所述片體內。
按照本發明的一種實施方案提供的均溫板，以一殼體封合所述毛 細結構，所述殼體的內壁布設有多孔層，而每一組對向多孔體的高度 介于所述殼體的內壁間距與所述多孔層間距之間，使片體及多孔體與 殼體的多孔層緊密接觸。
按照本發明的另 一種實施方案提供的均溫板，以一殼體封合所述
毛細結構，所述殼體的內壁布設有多孔層，而每一組對向多孔體的高 度介于殼體的內壁間距與多孔層間距之間，使所述片體的所述尖錐受 殼體的壓迫而潰縮，而所述多孔體則與殼體的多孔層緊密接觸。
按照本發明提供的均溫板的毛細結構制造方法，包括下列步驟 提供一金屬板片；在所述金屬板片上開設多組[]形溝槽；在每一組溝 槽的二單邊溝槽所圍繞的板面區間內分別向不同側沖壓成半圓柱形片 體；在所述板片表面布設多孔層及各所述片體內固定多孔體；對向扭 轉同 一組溝槽內的多孔體及片體使其垂直于板片的兩側。
按照本發明提供的均溫板制造方法，包括提供均溫板的殼體； 在殼體的內壁布設多孔層；將前述制作完成的毛細結構封合于所述殼 體內。
按照本發明提供的均溫板及其交錯式毛細結構，以及二者的制造 方法相比現有技術具有如下優點
由于該毛細結構具有交錯式立體形的多孔體，因而可提供大量且 充分的毛細路徑供液態工作流體回流之用，有效提高工作流體的輸送 能力。另外，由于多孔體垂直于均溫板的板面，使液態工作流體的輸 送距離縮小到最短，縮短輸送所需的時間。
圖1為公知均溫板的剖視圖； 圖2為本發明的板片部分的第一狀態正視圖； 圖3為本發明的板片部分的第二狀態立體圖； 圖4A為圖3的剖-現圖4B為本發明的板片部分的第三狀態剖^L圖； 圖4C為本發明的板片部分的第四狀態剖視圖； 圖5為圖4C的立體圖6為本發明的毛細結構與殼體的分解剖視圖； 圖7為本發明的毛細結構與殼體的組合剖視圖； 圖8為圖7的立體圖； 圖9為本發明的制造方法的流程圖；圖IO為本發明的板片部分的另一實施例的正視圖。
組件代表符號
一、 />知部分
la…毛細結構 2a， 3a…板面
二、 本發明部分
I. ..金屬板片
II. ..溝槽 110...溝槽
lla， llb...單邊溝槽
llla, lllb."片體
112a， 112b…多孔體
113a， 113b…多孔層
114…尖錐
2…殼體
21…上殼體
22…下殼體
211. 221…多孔層
S1 S8…步驟
具體實施例方式
以下結合
本發明的 一 優選實施例。但以下說明中所述的 "水平"、"垂直，，或"上下，，等相對性用語，通常是為了便于解釋而 配合附圖的視角或方向而采用，若未特別說明，即非為一絕對或恒定 的狀態。
圖2為本發明的板片部分的第一狀態正視圖，首先提供一金屬板 片1，其形狀對應于待組裝的均溫板，圖中以矩形表示，當然也可為 圓形、三角形或其它平面的形狀。在板片1開設多個組成對的{ }形溝槽ll，每一組溝槽11由二對向的單邊溝槽lla， llb所組成，其排列 方式以如圖所示的交錯矩陣形態為最佳，因為這種方式可在同一面積 內設置最多數量的溝槽11，其設置密度以每10mmx 10mm的面積內 設置一至四組溝槽11為優選。次于每一組溝槽11的每一單邊溝槽lla， lib所圍繞的板面區間內分別向板片1的不同側沖壓成半圓柱形片體 llla， lllb,其中位于同一排的溝槽11的同一側單邊溝槽lla或llb， 其所沖壓的片體llla， lllb皆朝向板片l的同一側，即每一組溝槽ll 內的兩片體llla， lllb反向設置于板片l的兩側，且片體llla， lllb 的軸線方向平行于溝槽11的短邊，即如圖3及圖4A所示。
再將板片l放置成水平狀態，使一側片體llla位于下方即圖4A 的狀態。在板片1的上方板面上及位于下方的片體llla內布設金屬粉 末，并加以燒結，以形成一位于板面上的多孔層113b及位于片體llla 內的近似圓柱形的多孔體112a。且多孔層113b及多孔體112a形成接 續狀態。接著將板片1翻轉180度，再以相同的步驟在另一側板面上 制作相對應的多孔層113a及多孔體112b，即如圖4B所示，其后再將 每一多孔體112a, 112b暨片體llla， lllb向片體llla, lllb凹入的 方向分別扭轉90度，使每一組溝槽lla, lib內的多孔體112a， 112b 以對向方式直立于板片l上，即多孔體112a, 112b與板片l垂直于板 片1的兩側，如圖4C及圖5所示。由于溝槽11系為{ }形開"&,其長 邊的中央處會形成一尖錐114，尖錐114凸出于圓柱形多孔體112a， 112b的兩端面，此即完成毛細結構的制作。
接著請參見圖6，均溫板由一殼體2與前述毛細結構封合而成， 殼體2主要由上殼體21及下殼體22對應組成。在進行封合作業之前， 上下殼體21, 22的內側壁面先行分別布設多孔層211， 221,多孔層 211， 221優選地可為與多孔體112相同的金屬4分末燒結而成，而每一 組對向多孔體112a, 112b的總高度介于上下殼體21， 22的內壁間距 與多孔層211， 221間距之間。因此在上下殼體21, 22封合后，片體 llla， lllb的尖錐114會受上下殼體21, 22的壓迫而略為潰縮，以確 保片體llla, lllb可與上下殼體21, 22緊密接觸，形成穩定的支撐 作用。而多孔體112a， 112b則同時分別與殼體2的多孔層211， 221緊密接觸，因板片1表面上的多孔層113a, 113b不僅可蘊涵大量的液 態工作流體，并可銜接上下錯置的多孔體112a, 112b,形成完整且綿 密的液態工作流體的輸送路徑，即如圖7、 8所示。
圖9為本發明的均溫板的毛細結構及使用該毛細結構的均溫板的 制造方法的流程圖。該方法包括提供一金屬板片Sl,在該金屬板片 上開設多組{ }形溝槽S2，在每一組溝槽的每一單邊溝槽所圍繞的板面 區間內分別向不同側沖壓成半圓柱形片體S3,在該板片表面布設多孔 層及各該片體內固定多孔體S4,對向扭轉同一組溝槽內的二多孔體及 片體使其分別垂直于板片的兩側S5，此即完成毛細結構的制作。另行 提供均溫板的殼體S6，并于殼體的內壁布設多孔層S7，再將前述制 作完成的毛細結構封合于殼體內S8,即完成均溫板的制作。但此處所 指的完成，僅指與本發明有關部分的完成，并未包含如灌注工作流體 及除氣等公知且必要的步驟。
另有一種雖非優選但仍然可行的實施例，即如圖IO所示，即溝槽 110開設成[]形，去除長邊中央處的彎曲尖點。這種溝槽110所形成 片體不具有前述的尖錐114，只要能確保溝槽110內片體的高度及位 置的精準度，則以這種形狀的溝槽110所形成的片體也可達到極好的 支撐作用。
以上所述僅為本發明的 一優選實施例的具體說明，并不具有限制 性，其它未變更實質的等效變換，均應屬于本發明的權利要求的保護 范圍內。
權利要求
1.一種均溫板的毛細結構，其特征在于，包括板片，開設有多組成對的[]形溝槽，每一組溝槽的二單邊溝槽所圍繞的板面區間形成分別向不同側凹入的片體，所述二片體分別對向扭轉而與垂直于板片的兩側；二多孔層，布設于所述板片的兩側；多個多孔體，成柱狀，固定于每一所述片體內。
2. 如權利要求1所述的毛細結構，其特征在于，所述板片的溝槽 呈{}形，且每一單邊溝槽內的片體的一端分別形成有一尖錐，所述尖 錐凸出多孔體的端面。
3. 如權利要求1或2所述的毛細結構，其特征在于，所述片體成 半圓柱形。
4. 如權利要求3所述的毛細結構，其特征在于，所述多孔體為圓 柱形。
5. 如權利要求3所述的毛細結構，其特征在于，所述半圓柱形片 體的軸線方向平^f亍于所述溝槽的短邊。
6. 如權利要求1或2所述的毛細結構，其特征在于，所述多孔體 及多孔層為燒結金屬粉末。
7. 如權利要求1或2所述的毛細結構，其特征在于，所述板片上 所開設的多個組溝槽以交錯矩陣形態排列。
8. 如權利要求1或2所述的毛細結構，其特征在于，所述多個組 溝槽的設置密度為每10mmx 10mm的板片面積內設置一至四組溝槽。
9. 一種使用如權利要求1所述的毛細結構的均溫板，所述均溫板 以一殼體封合所述毛細結構，其特征在于，所述殼體的內壁布設有多孔層，而每一組對向多孔體的高度介于所述殼體的內壁間距與所述多 孔層間距之間，使片體及多孔體與殼體的多孔層緊密接觸。
10. —種使用如權利要求2所述的毛細結構的均溫板，所述均溫 板以一殼體封合所述毛細結構，其特征在于，所述殼體的內壁布^:有 多孔層，而每一組對向多孔體的高度介于殼體的內壁間距與多孔層間 距之間，使所述片體的所述尖錐受殼體的壓迫而潰縮，而所述多孔體 則與殼體的多孔層緊密接觸。
11. 如權利要求9或IO所述的均溫板，其特征在于，所述片體為 半圓柱形。
12. 如4又利要求11所述的均溫板，其特征在于，所述多孔體為圓 柱形。
13. 如權利要求12所述的均溫板，其特征在于，所述半圓柱形片 體的軸線方向平行于所述溝槽的短邊。
14. 如權利要求9或IO所述的均溫板，其特征在于，所述多孔體 及多孔層為燒結金屬粉末。
15. 如權利要求9或IO所述的均溫板，其特征在于，所述板片上 所開設的多個組溝槽以交錯矩陣形態排列。
16. 如權利要求9或IO所述的均溫板，其特征在于，所述多個組 溝槽的設置密度為每10mmx 10mm的板片面積內設置一至四組溝槽。
17. —種均溫板的毛細結構制造方法，包括下列步驟 提供一金屬板片；在所述金屬板片上開設多組[]形溝槽；在每一組溝槽的二單邊溝槽所圍繞的板面區間內分別向不同側沖 壓成半圓柱形片體；對向扭轉同 一組溝槽內的多孔體及片體使其垂直于板片的兩側。
18. 如權利要求17所述的毛細結構制造方法，其特征在于，所述 板片的溝槽呈{ }形，且每 一 單邊溝槽內的片體的 一 端分別形成有 一 尖錐。
19. 一種使用如權利要求17或18所制成毛細結構的均溫板制造 方法，包括提供均溫板的殼體； 在殼體的內壁布設多孔層； 將前述制作完成的毛細結構封合于所述殼體內。
全文摘要
本發明涉及一種均溫板及其交錯式毛細結構，以及該毛細結構的制造方法。該方法是主要在一金屬板片上切割出多個組成對的{}形溝槽，以交錯方式排列于板片上，于每一組溝槽的每一單邊溝槽所圍繞的板面區間中分別向不同側沖壓成半圓柱形片體，在板片的板面布設多孔層，并于每一片體內分別固定一圓柱形多孔體，再將每一組溝槽內的二多孔體及半圓柱形片體反向垂直扭轉使其與板片成垂直狀態，最后將板片及多孔體一并置入一殼體內，使多孔體及片體的兩端面分別接觸殼體的板面，即形成一均溫板。
文檔編號B21D53/02GK101354222SQ20071013003
公開日2009年1月28日 申請日期2007年7月25日 優先權日2007年7月25日
發明者子 王 申請人:貿暉科技股份有限公司