專利名稱：壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板的制作方法
技術領域：
一種壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板，尤指一種可不須設置毛細結構即可傳 導熱量，并更具熱傳效率的壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板。
背景技術：
近年來隨著電子半導體產業的蓬勃發展、制程技術的進步，并且在市場需求的趨 勢下，電子設備逐漸的走向輕薄短小的型態，但在外型尺寸逐漸縮小的過程中，功能及運算 能力卻是有增無減。像在信息產業中產值最高的筆記型計算機及桌上型計算機在實際運作 時，便有多項電子零件產生熱量，其中又以中央處理器CPU(Central Processing Unit)所 產生之熱量最大，此時散熱片配合風扇所組成之散熱器提供散熱功能即扮演保護CPU之重 要角色，使CPU維持在正常工作溫度以發揮應有之功能，故CPU散熱器為現今信息產業中重 要之零組件。所以近年來水冷技術開始被廣泛的運用在個人計算機上，雖然水冷技術看似省去 了體積龐大的散熱片，但其實是將系統內熱源的熱搜集到工作液體中，然后再藉由熱交換 器統一與空氣做熱交換的動作，因為管路長度可以自行變更，所以熱交換器的位置也較為 彈性，也讓熱交換器(散熱鰭片)的設計不會受到空間上的限制；但是水冷系統需要一個 泵浦來推動工作液體流動，而且還需要一個儲水箱，所以整個系統仍有泵浦可靠度問題、管 路泄露問題...等，但因為個人計算機內的發熱組件之熱量不斷增加，所以水冷式散熱技 術雖然不盡完美，仍然是目前市場上熱管理與控制的最佳選擇，不過，這是因為個人計算機 之體積較龐大，而且外部也較無空間上限制，但在筆記型計算機就不同了，筆記型計算機目 前越來越輕薄短小，根本就無法使用水冷的散熱技術，所以目前仍然是使用熱管來做熱轉 移，然后再使用散熱鰭片做熱交換的動作，除此之外，也只能盡量降低CPU的耗電功率。有 鑒于此，業界無不積極尋找熱通量更高的散熱技術，以因應接踵而來的龐大散熱需求。另外習知技術亦透過熱管、均溫板等散熱組件做為熱傳組件使用，而制造熱管及 均溫板時系透管于其內壁成型一燒結體，作為毛細結構使用，其主要制程系先將金屬(銅 質)顆或粒粉末填充于該內壁內，再將其銅質顆粒或粉末壓密壓實，最后送入燒結爐內施 以燒結加工，令該銅質顆粒或粉末形成多孔性質之毛細結構，使之可藉由該燒結體得毛細 力，但卻也因該燒結體令該熱管及均溫板之體積存在著一定厚度，而無法有效薄型化；另者 所述VC(Vap0r chamber)系使用燒結之芯或網格或溝槽等結構，進而產生毛細力現象驅動 熱管或VC(Vap0r chamber)中之汽水循環，但該項結構上之應用制造方式相當復雜，增加制 造成本，故甚不適當。再者，蒸汽芯之選擇系為一門學問，選擇適當的蒸汽芯系相當重要，該蒸汽芯須要 能夠保持冷凝液的流速及保持足夠的毛細壓力以克服重力的影響。故習知技術之熱管或VC (Vapor chamber)具有下列缺點1.加工不便；2.無法實現薄型化；[0009]3.成本較高；4.耗費工時。
實用新型內容為有效解決上述之問題，本創作之主要目的，系提供不需任何毛細結構即可驅動 工作流體傳遞熱量，并且大幅降低制造成本的壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板。本創作另一目的，系提供一種具有高效率熱傳效率的壓力梯度驅動之薄板式低壓 熱虹吸板。為達上述之目的，本創作系提供一種壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板，系包 含一本體、一板體，該板體對應蓋合前述本體，該本體靠近中央處設有一受熱區，該受熱區 兩側具有一蓄壓區及一第一流道組，并該蓄壓區連接一自由區，該自由區更連接一第一冷 凝區及一第二冷凝區，該第一流道組更連接一第三冷凝區及一第四冷凝區，所述第一、三 冷凝區間具有一第二流道組并連通該第一、三冷凝區，所述第二、四冷凝區具有一第三流道 組并連通該第二、四冷凝區；藉由適當之減壓設計，產生低壓端，形成驅動壓力差驅動熱虹 吸板中汽水循環所需之壓力梯度不需任何毛細結構即可驅動工作流體傳遞熱量，并且大幅 降低制造成本者。
圖1系為本創作壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板較佳實施例立體分解圖；圖2系為本創作壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板較佳實施例立體組合圖；圖3系為本創作壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板較佳實施例本體俯視圖；圖4系為本創作壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板第二實施例本體俯視圖；圖5系為本創作壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板第三實施例本體俯視圖；圖6系為本創作壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板第四實施例本體俯視圖；圖7系為本創作壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板第五實施例本體俯視圖。主要組件符號說明本體1第一間距112板體Ia自由區12受熱區11蓄壓區13凸柱111蓄壓流道131蓄壓導流體132第一冷凝區14第二冷凝區15第三冷凝區16第四冷凝區17第一出口18第二出口19第一流道組21第一流道211第一導流體212第一頂角2121第二刃邊2123 第二流道組22 第二流道221 第二導流體222 第三流道組23 第三流道231 第三導流體232 凹坑3 蒸發氣泡4 凸肋5 第一區間6[0039]第一刃邊2122第二區間具體實施方式
本創作之上述目的及其結構與功能上的特性，將依據所附圖式之較佳實施例予以 說明。請參閱第1、2、3圖，如圖所示本創作壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板較佳實 施例，所述壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板系包含一本體1、一板體Ia ；該板體Ia對應蓋合該本體1。該本體1具有一受熱區11、一第一流道組21、一第二流道組22、一第三流道組23、 一自由區12、一蓄壓區13、一第一冷凝區14、一第二冷凝區15、一第三冷凝區16、一第四冷 凝區17。該受熱區11設于該本體1之靠近本體1之中央處，而該受熱區11兩側分別連接 該第一流道組21及一蓄壓區13，并該蓄壓區13具有復數蓄壓流道131及復數蓄壓導流體 132，該等蓄壓導流體呈間隔排列，該等蓄壓流道131形成于兩兩蓄壓導流體132間，并由該 蓄壓流道131連接前述自由區12。該受熱區11具有復數凸柱111并呈間隔排列，該等凸柱111間具有一第一間距 112。該自由區12分別連接前述第一冷凝區14及第二冷凝區15，第一流道組21連接前 述第三冷凝區16及第四冷凝區17。所述第二流道組22位于該第一、三冷凝區14、16之間，并由該第三流道組22連通 該第一、三冷凝區14、16。所述第三流道組23位于該第二、四冷凝區15、17之間，并由該第三流道組23連通 該第二、四冷凝區15、17。所述第一流道組21具有復數第一流道211及復數第一導流體212，該等第一導流 體212呈間隔排列，并該第一流道211形成于兩兩第一導流體212間，所述第二流道組22 具有復數第二流道221及復數第二導流體222，該等第二導流體222呈間隔排列，并該第二 流道221形成于兩兩第二導流體222間。所述第三流道組23具有復數第三流道231及復數第三導流體232，該等第三導流 體232呈間隔排列，并該第三流道231形成于兩兩第三導流體232間。本較佳實施例中之所述第一、二、三導流體212、222、232系為一長條狀肋條。請參閱第4圖，系為本創作之壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板第二實施例， 如圖所示，本實施例部分結構及組件間之關連性系與前述較佳實施例相同，故在此不再贅 述，唯本實施例與前述較佳實施例不同之處系為所述第一導流體212系為一肋條，該肋條 具有一第一頂角2121及一第一刃邊2122及一第二刃邊2123，所述第一、二刃邊2122、2123 相交于該第一頂角2121，該等第一流道形成于該等肋條間，并該等第一導流部間具有一第 一間距。請參閱第5圖，系為本創作之壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板第三實施例， 如圖所示，本實施例部分結構及組件間之關連性系與前述較佳實施例相同，故在此不再贅 述，唯本實施例與前述較佳實施例不同之處系為所述本體更具有一凸肋5，該凸肋5縱向貫 穿該受熱區11及該蓄壓區13及該第一流道組21。[0055]請參閱第6圖，系為本創作之壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板第四實施例， 如圖所示，本實施例部分結構及組件間之關連性系與前述較佳實施例相同，故在此不再贅 述，唯本實施例與前述較佳實施例不同之處系為該本體更具有一凸肋5及一第一出口 18及 一第二出口 19，該凸肋5縱向貫穿該受熱區11及該蓄壓區13及該第一流道組21并將該本 體1界定一第一區間6及一第二區間7。請參閱第7圖，系為本創作之壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板第五實施例， 如圖所示，本實施例部分結構及組件間之關連性系與前述較佳實施例相同，故在此不再贅 述，唯本實施例與前述較佳實施例不同之處系為所述該等第一、二、三流道211、221、231間 具有復數凹坑3，并所述凹坑3系可呈圓形及方形及三角形及魚鱗狀及幾何形狀其中任一， 于本說明實施例中系以魚鱗狀作為說明，但并不引以為限，前述第一、二、三、四實施例中亦 可加入本實施例之于魚鱗狀凹坑3技術特征。請復參閱第3圖，如圖所示，本創作較佳實施例及第二、三、四實施例系提出兩相 壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板循環冷卻技術，此方法為自我驅動循環方式，使用的 工作流體可為純水、甲醇、丙酮、R134A等冷媒其中任一，壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸 板之內部系為抽真空之狀態，故于內部所填充之工作流體，于攝氏20 30度即為工作流體 之飽和溫度；該受熱區設置有凸柱111數組產生過熱蒸汽氣泡4于，流經自由區12而瞬間 降壓，產生驅動汽水循環所需之壓力梯度；另外受到第一、二、三、四冷凝區14、15、16、17經 由該第一、二、三流道組之導引，流回受熱區11(即具有凸柱111之區域)，完成汽水循環。即系統利用與發熱組件(圖中未表示)接觸之受熱區11產生過熱汽，建立驅動汽 水循環，即熱量導入于本體1受熱區11表面再傳至該受熱區11產生沸騰現象而使部份工 作流體汽化，再藉由蒸汽氣泡4因過熱度產生壓力(即蓄壓區13壓力較大)推動該流體由 受熱區11至該自由區12再到該第一、二、三、四冷凝區14、15、16、17散熱，冷凝后之工作流 體藉由蓄壓區13加壓回到受熱區11，即受熱區11與發熱組件(圖中未表示)接觸的受熱 區11吸熱而再循環。應用蒸發(加壓)、冷凝(降壓)，建立汽液循環所需之壓力梯度與循環流道，可避 免使用毛細結構，大幅降低VC厚度，大幅改善壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板之均溫 性，并降低熱阻。另外，本創作為確保使流體回流亦可加設有mesh等毛細結構，以幫助工作流體回 流至蓄壓區或受熱區者。近年來各大散熱廠雖投入許多水冷技術，尤其是主動式之水冷技術，即為幫浦產 生循環動力，然而，此種方法容易產生幫浦閥件之可靠度與壽命問題，但本創作所提出之兩 相壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板循環冷卻技術之優點為系統中無動件，因此較無零 件耗損及壽命等問題，且不需要外加額外之泵浦及毛細結構，可以節省能源，更可以解決噪 音的問題。
權利要求1.一種壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板，其特征在于，包含一本體，靠近中央處設有一受熱區，該受熱區兩側具有一蓄壓區及一第一流道組，并該 蓄壓區連接一自由區，該自由區更連接一第一冷凝區及一第二冷凝區，該第一流道組更連 接一第三冷凝區及一第四冷凝區，所述第一、三冷凝區間具有一第二流道組并連通該第一、 三冷凝區，所述第二、四冷凝區具有一第三流道組并連通該第二、四冷凝區；一板體，對應蓋合前述本體。
2.如權利要求1所述之壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板，其特征在于，所述受熱 區具有復數凸柱并呈間隔排列，該等凸柱間具有一第一間距。
3.如權利要求1所述之壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板，其特征在于，所述第一 流道組具有復數第一流道及復數第一導流體，該等第一導流體呈間隔排列，并該第一流道 形成于兩兩第一導流體間，所述第二流道組具有復數第二流道及復數第二導流體，該等第 二導流體呈間隔排列，并該第二流道形成于兩兩第二導流體間，所述第三流道組具有復數 第三流道及復數第三導流體，該等第三導流體呈間隔排列，并該第三流道形成于兩兩第三 導流體間。
4.如權利要求3所述之壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板，其特征在于，所述第一、 二、三導流體系為一長條狀肋條。
5.如權利要求1所述之壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板，其特征在于，所述該等 第一、二、三流道間具有復數凹坑。
6.如權利要求5所述之壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板，其特征在于，所述凹坑 系呈圓形及方形及三角形及魚鱗狀其中任一。
7.如權利要求1所述之壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板，其特征在于，該本體內 更具有工作流體，該工作流體系為純水及甲醇及丙酮及R134A冷媒其中任一。
8.如權利要求1所述之壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板，其特征在于，該蓄壓區 具有復數蓄壓流道及復數蓄壓導流體，該等蓄壓導流體呈間隔排列，并該蓄壓流道形成于 兩兩蓄壓導流體間。
9.如權利要求3所述之壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板，其特征在于，該第一導 流體系為一肋條，該肋條具有一第一頂角及一第一刃邊及一第二刃邊，所述第一、二刃邊相 交于該第一頂角，該等第一流道形成于該等肋條間，并該等第一導流部間具有一第一間距。
10.如權利要求1所述之壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板，其特征在于，更具有一 凸肋，該凸肋縱向貫穿該受熱區及該蓄壓區及該第一流道組。
11.如權利要求1所述之壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板，其特征在于，更具有一 凸肋及一第一出口及一第二出口，該凸肋縱向貫穿該受熱區及該蓄壓區及該第一流道組并 將該本體界定一第一區間及一第二區間。
專利摘要一種壓力梯度驅動之薄板式低壓熱虹吸板，系包含一個本體、一個板體，該板體對應蓋合前述本體，該本體靠近中央處設有一個受熱區，該受熱區兩側具有一個蓄壓區及一個第一流道組，并該蓄壓區連接一個自由區，該自由區更連接一個第一冷凝區及一第二冷凝區，該第一流道組更連接一第三冷凝區及一第四冷凝區，所述第一、三冷凝區間具有一第二流道組并連通該第一、三冷凝區，所述第二、四冷凝區具有一第三流道組并連通該第二、四冷凝區；藉由適當之減壓設計，產生低壓端，形成驅動壓力差驅動熱虹吸板中汽水循環所需之壓力梯度，不需任何毛細結構即可驅動工作流體傳遞熱量者。
文檔編號F28F9/00GK201828174SQ20102027253
公開日2011年5月11日 申請日期2010年7月23日 優先權日2010年7月23日
發明者張始偉, 江貴鳳, 顧云軍 申請人:奇鋐科技股份有限公司