專利名稱：壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板，尤指一種可不須設(shè)置毛細(xì)結(jié)構(gòu)即可傳導(dǎo)熱量，并更具熱傳效率的壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板。
背景技術(shù)：
近年來隨著電子半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展、制程技術(shù)的進(jìn)步，并且在市場需求的趨勢下，電子設(shè)備逐漸的走向輕薄短小的型態(tài)，但在外型尺寸逐漸縮小的過程中，功能及運(yùn)算能力卻是有增無減。像在信息產(chǎn)業(yè)中產(chǎn)值最高的筆記型計(jì)算機(jī)及桌上型計(jì)算機(jī)在實(shí)際運(yùn)作時(shí)，便有多項(xiàng)電子零件產(chǎn)生熱量，其中又以中央處理器CPU(Central Processing Unit)所產(chǎn)生之熱量最大，此時(shí)散熱片配合風(fēng)扇所組成之散熱器提供散熱功能即扮演保護(hù)CPU之重要角色，使CPU維持在正常工作溫度以發(fā)揮應(yīng)有之功能，故CPU散熱器為現(xiàn)今信息產(chǎn)業(yè)中重要之零組件。所以近年來水冷技術(shù)開始被廣泛的運(yùn)用在個(gè)人計(jì)算機(jī)上，雖然水冷技術(shù)看似省去了體積龐大的散熱片，但其實(shí)是將系統(tǒng)內(nèi)熱源的熱搜集到工作液體中，然后再藉由熱交換器統(tǒng)一與空氣做熱交換的動作，因?yàn)楣苈烽L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(shè)計(jì)不會受到空間上的限制；但是水冷系統(tǒng)需要一個(gè)泵浦來推動工作液體流動，而且還需要一個(gè)儲水箱，所以整個(gè)系統(tǒng)仍有泵浦可靠度問題、管路泄露問題...等，但因?yàn)閭€(gè)人計(jì)算機(jī)內(nèi)的發(fā)熱組件之熱量不斷增加，所以水冷式散熱技術(shù)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?yàn)閭€(gè)人計(jì)算機(jī)之體積較龐大，而且外部也較無空間上限制，但在筆記型計(jì)算機(jī)就不同了，筆記型計(jì)算機(jī)目前越來越輕薄短小，根本就無法使用水冷的散熱技術(shù)，所以目前仍然是使用熱管來做熱轉(zhuǎn)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(yè)界無不積極尋找熱通量更高的散熱技術(shù)，以因應(yīng)接踵而來的龐大散熱需求。另外習(xí)知技術(shù)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(shí)系透管于其內(nèi)壁成型一燒結(jié)體，作為毛細(xì)結(jié)構(gòu)使用，其主要制程系先將金屬(銅質(zhì))顆或粒粉末填充于該內(nèi)壁內(nèi)，再將其銅質(zhì)顆?；蚍勰好軌簩?shí)，最后送入燒結(jié)爐內(nèi)施以燒結(jié)加工，令該銅質(zhì)顆?；蚍勰┬纬啥嗫仔再|(zhì)之毛細(xì)結(jié)構(gòu)，使之可藉由該燒結(jié)體得毛細(xì)力，但卻也因該燒結(jié)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(jié)之芯或網(wǎng)格或溝槽等結(jié)構(gòu)，進(jìn)而產(chǎn)生毛細(xì)力現(xiàn)象驅(qū)動熱管或VC(Vap0r chamber)中之汽水循環(huán)，但該項(xiàng)結(jié)構(gòu)上之應(yīng)用制造方式相當(dāng)復(fù)雜，增加制造成本，故甚不適當(dāng)。再者，蒸汽芯之選擇系為一門學(xué)問，選擇適當(dāng)?shù)恼羝鞠迪喈?dāng)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(xì)壓力以克服重力的影響。故習(xí)知技術(shù)之熱管或VC (Vapor chamber)具有下列缺點(diǎn)1.加工不便；2.無法實(shí)現(xiàn)薄型化；
3.成本較高；4.耗費(fèi)工時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
為有效解決上述之問題，本創(chuàng)作之主要目的，系提供不需任何毛細(xì)結(jié)構(gòu)即可驅(qū)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(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板。本創(chuàng)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(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板。為達(dá)上述之目的，本創(chuàng)作系提供一種壓力梯度驅(qū)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(yīng)蓋合前述本體，該本體靠近中央處設(shè)有一受熱區(qū)，該受熱區(qū)兩側(cè)具有一蓄壓區(qū)及一第一流道組，并該蓄壓區(qū)連接一自由區(qū)，該自由區(qū)更連接一第一冷凝區(qū)及一第二冷凝區(qū)，該蓄壓區(qū)更連接一第三冷凝區(qū)及一第四冷凝區(qū)，所述第一、三冷凝區(qū)間具有一第二流道組并連通該第一、三冷凝區(qū)，所述第二、四冷凝區(qū)具有一第三流道組并連通該第二、四冷凝區(qū)；藉由適當(dāng)之減壓設(shè)計(jì)，產(chǎn)生低壓端，形成驅(qū)動壓力差驅(qū)動熱虹吸板中汽水循環(huán)所需之壓力梯度不需任何毛細(xì)結(jié)構(gòu)即可驅(qū)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(chuàng)作壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板較佳實(shí)施例立體分解2系為本創(chuàng)作壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板較佳實(shí)施例立體組合3系為本創(chuàng)作壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板較佳實(shí)施例本體俯視4系為本創(chuàng)作壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板第二實(shí)施例本體俯視5系為本創(chuàng)作壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板第三實(shí)施例本體俯視6系為本創(chuàng)作壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板第四實(shí)施例本體俯視7系為本創(chuàng)作壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板第五實(shí)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(qū)12受熱區(qū)11 蓄壓區(qū)13凸柱111 蓄壓流道131蓄壓導(dǎo)流體132第一冷凝區(qū)14第二冷凝區(qū)15第三冷凝區(qū)16第四冷凝區(qū)17第一出口18第二出口19第一流道組21第一流道211
第二刃邊2123 第二流道組22 第二流道221 第二導(dǎo)流體222 第三流道組23 第三流道231 第三導(dǎo)流體232 凹坑3 蒸發(fā)氣泡4
4
第一導(dǎo)流體212第一頂角2121第一刃邊2122
凸肋5 第一區(qū)間6 第二區(qū)間具體實(shí)施例方式本創(chuàng)作之上述目的及其結(jié)構(gòu)與功能上的特性，將依據(jù)所附圖式之較佳實(shí)施例予以說明。請參閱第1、2、3圖，如圖所示本創(chuàng)作壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板較佳實(shí)施例，所述壓力梯度驅(qū)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(yīng)蓋合該本體1。 該本體1具有一受熱區(qū)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(qū)12、一蓄壓區(qū)13、一第一冷凝區(qū)14、一第二冷凝區(qū)15、一第三冷凝區(qū)16、一第四冷凝區(qū)17。該受熱區(qū)11設(shè)于該本體1之靠近本體1之中央處，而該受熱區(qū)11兩側(cè)分別連接該第一流道組21及一蓄壓區(qū)13，并該蓄壓區(qū)13具有復(fù)數(shù)蓄壓流道131及復(fù)數(shù)蓄壓導(dǎo)流體 132，該等蓄壓流道131形成于兩兩蓄壓導(dǎo)流體132間，并由該蓄壓流道131連接前述自由區(qū)12。該受熱區(qū)11具有復(fù)數(shù)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(qū)12分別連接前述第一冷凝區(qū)14及第二冷凝區(qū)15，第一流道組21連接前述第三冷凝區(qū)16及第四冷凝區(qū)17。所述第二流道組22位于該第一、三冷凝區(qū)14、16之間，并由該第三流道組22連通該第一、三冷凝區(qū)14、16。所述第三流道組23位于該第二、四冷凝區(qū)15、17之間，并由該第三流道組23連通該第二、四冷凝區(qū)15、17。所述第一流道組21具有復(fù)數(shù)第一流道211及復(fù)數(shù)第一導(dǎo)流體212，該等第一導(dǎo)流體212呈間隔排列，并該第一流道211形成于兩兩第一導(dǎo)流體212間，所述第二流道組22 具有復(fù)數(shù)第二流道221及復(fù)數(shù)第二導(dǎo)流體222，該等第二導(dǎo)流體222呈間隔排列，并該第二流道221形成于兩兩第二導(dǎo)流體222間。所述第三流道組23具有復(fù)數(shù)第三流道231及復(fù)數(shù)第三導(dǎo)流體232，該等第三導(dǎo)流體232呈間隔排列，并該第三流道231形成于兩兩第三導(dǎo)流體232間。本較佳實(shí)施例中之所述第一、二、三導(dǎo)流體212、222、232系為一長條狀肋條。請參閱第4圖，系為本創(chuàng)作之壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板第二實(shí)施例， 如圖所示，本實(shí)施例部分結(jié)構(gòu)及組件間之關(guān)連性系與前述較佳實(shí)施例相同，故在此不再贅述，唯本實(shí)施例與前述較佳實(shí)施例不同之處系為所述第一導(dǎo)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。請參閱第5圖，系為本創(chuàng)作之壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板第三實(shí)施例， 如圖所示，本實(shí)施例部分結(jié)構(gòu)及組件間之關(guān)連性系與前述較佳實(shí)施例相同，故在此不再贅述，唯本實(shí)施例與前述較佳實(shí)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(qū)11及該蓄壓區(qū)13及該第一流道組21。請參閱第6圖，系為本創(chuàng)作之壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板第四實(shí)施例， 如圖所示，本實(shí)施例部分結(jié)構(gòu)及組件間之關(guān)連性系與前述較佳實(shí)施例相同，故在此不再贅述，唯本實(shí)施例與前述較佳實(shí)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(qū)11及該蓄壓區(qū)13及該第一流道組21并將該本體1界定一第一區(qū)間6及一第二區(qū)間7。請參閱第7圖，系為本創(chuàng)作之壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板第五實(shí)施例， 如圖所示，本實(shí)施例部分結(jié)構(gòu)及組件間之關(guān)連性系與前述較佳實(shí)施例相同，故在此不再贅述，唯本實(shí)施例與前述較佳實(shí)施例不同之處系為所述該等第一、二、三導(dǎo)流體211、221、231 間具有復(fù)數(shù)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(shí)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(shí)施例中亦可加入本實(shí)施例之于魚鱗狀凹坑3技術(shù)特征。請復(fù)參閱第3圖，如圖所示，本創(chuàng)作較佳實(shí)施例及第二、三、四實(shí)施例系提出兩相壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板循環(huán)冷卻技術(shù)，此方法為自我驅(qū)動循環(huán)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(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板之內(nèi)部系為抽真空之狀態(tài)，故于內(nèi)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(qū)設(shè)置有凸柱111數(shù)組產(chǎn)生過熱蒸汽氣泡4于，流經(jīng)自由區(qū)12而瞬間降壓，產(chǎn)生驅(qū)動汽水循環(huán)所需之壓力梯度；另外受到第一、二、三、四冷凝區(qū)14、15、16、17經(jīng)由該第一、二、三流道組之導(dǎo)引，流回受熱區(qū)11 (即具有凸柱111之區(qū)域)，完成汽水循環(huán)。即系統(tǒng)利用與發(fā)熱組件(圖中未表示)接觸之受熱區(qū)11產(chǎn)生過熱汽，建立驅(qū)動汽水循環(huán)，即熱量導(dǎo)入于本體1受熱區(qū)11表面再傳至該受熱區(qū)11產(chǎn)生沸騰現(xiàn)象而使部份工作流體汽化，再藉由蒸汽氣泡4因過熱度產(chǎn)生壓力(即蓄壓區(qū)13壓力較大)推動該流體由受熱區(qū)11至該自由區(qū)12再到該第一、二、三、四冷凝區(qū)14、15、16、17散熱，冷凝后之工作流體藉由蓄壓區(qū)13加壓回到受熱區(qū)11，即受熱區(qū)11與發(fā)熱組件(圖中未表示)接觸的受熱區(qū)11吸熱而再循環(huán)。應(yīng)用蒸發(fā)(加壓)、冷凝(降壓)，建立汽液循環(huán)所需之壓力梯度與循環(huán)流道，可避免使用毛細(xì)結(jié)構(gòu)，大幅降低VC厚度，大幅改善壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板之均溫性，并降低熱阻。另外，本創(chuàng)作為確保使流體回流亦可加設(shè)有mesh等毛細(xì)結(jié)構(gòu)，以幫助工作流體回流至蓄壓區(qū)或受熱區(qū)者。近年來各大散熱廠雖投入許多水冷技術(shù)，尤其是主動式之水冷技術(shù)，即為幫浦產(chǎn)生循環(huán)動力，然而，此種方法容易產(chǎn)生幫浦閥件之可靠度與壽命問題，但本創(chuàng)作所提出之兩相壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板循環(huán)冷卻技術(shù)之優(yōu)點(diǎn)為系統(tǒng)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(xì)結(jié)構(gòu)，可以節(jié)省能源，更可以解決噪音的問題。
權(quán)利要求
1.一種壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板，系包含一本體，靠近中央處設(shè)有一受熱區(qū)，該受熱區(qū)兩側(cè)具有一蓄壓區(qū)及一第一流道組，并該蓄壓區(qū)連接一自由區(qū)，該自由區(qū)更連接一第一冷凝區(qū)及一第二冷凝區(qū)，該第一流道組更連接一第三冷凝區(qū)及一第四冷凝區(qū)，所述第一、三冷凝區(qū)間具有一第二流道組并連通該第一、 三冷凝區(qū)，所述第二、四冷凝區(qū)具有一第三流道組并連通該第二、四冷凝區(qū)；一板體，對應(yīng)蓋合前述本體。
2.如權(quán)利要求1所述之壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板，其中所述受熱區(qū)具有復(fù)數(shù)凸柱并呈間隔排列，該等凸柱間具有一第一間距。
3.如權(quán)利要求1所述之壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板，其中所述第一流道組具有復(fù)數(shù)第一流道及復(fù)數(shù)第一導(dǎo)流體，該等第一導(dǎo)流體呈間隔排列，并該第一流道形成于兩兩第一導(dǎo)流體間，所述第二流道組具有復(fù)數(shù)第二流道及復(fù)數(shù)第二導(dǎo)流體，該等第二導(dǎo)流體呈間隔排列，并該第二流道形成于兩兩第二導(dǎo)流體間，所述第三流道組具有復(fù)數(shù)第三流道及復(fù)數(shù)第三導(dǎo)流體，該等第三導(dǎo)流體呈間隔排列，并該第三流道形成于兩兩第三導(dǎo)流體間。
4.如權(quán)利要求3所述之壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板，其中所述第一、二、三導(dǎo)流體系為一長條狀肋條。
5.如權(quán)利要求1所述之壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板，其中所述該等第一、二、 三流道間具有復(fù)數(shù)凹坑。
6.如權(quán)利要求5所述之壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板，其中所述凹坑系呈圓形及方形及三角形及魚鱗狀及幾何圖形其中任一。
7.如權(quán)利要求1所述之壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板，其中該本體內(nèi)更具有工作流體，該工作流體系為純水及甲醇及丙酮及R134A等冷媒其中任一。
8.如權(quán)利要求1所述之壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板，其中該蓄壓區(qū)具有復(fù)數(shù)蓄壓流道及復(fù)數(shù)蓄壓導(dǎo)流體，該等蓄壓導(dǎo)流體呈間隔排列，并該蓄壓流道形成于兩兩蓄壓導(dǎo)流體間。
9.如權(quán)利要求3所述之壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板，其中該第一導(dǎo)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(dǎo)流部間具有一第一間距。
10.如權(quán)利要求1所述之壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板，更具有一凸肋，該凸肋縱向貫穿該受熱區(qū)及該蓄壓區(qū)及該第一流道組。
11.如權(quán)利要求1所述之壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板，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(qū)及該蓄壓區(qū)及該第一流道組并將該本體界定一第一區(qū)間及一第二區(qū)間。
全文摘要
一種壓力梯度驅(qū)動之薄板式低壓熱虹吸板，系包含一個(gè)本體、一個(gè)板體，該板體對應(yīng)蓋合前述本體，該本體靠近中央處設(shè)有一個(gè)受熱區(qū)，該受熱區(qū)兩側(cè)具有一個(gè)蓄壓區(qū)及一個(gè)第一流道組，并該蓄壓區(qū)連接一個(gè)自由區(qū)，該自由區(qū)更連接一個(gè)第一冷凝區(qū)及一第二冷凝區(qū)，該第一流道組更連接一第三冷凝區(qū)及一第四冷凝區(qū)，所述第一、三冷凝區(qū)間具有一第二流道組并連通該第一、三冷凝區(qū)，所述第二、四冷凝區(qū)具有一第三流道組并連通該第二、四冷凝區(qū)；藉由適當(dāng)之減壓設(shè)計(jì)，產(chǎn)生低壓端，形成驅(qū)動壓力差驅(qū)動熱虹吸板中汽水循環(huán)所需之壓力梯度，不需任何毛細(xì)結(jié)構(gòu)即可驅(qū)動工作流體傳遞熱量者。
文檔編號F28D15/02GK102338582SQ20101023848
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者張始偉, 江貴鳳, 顧云軍 申請人:奇鋐科技股份有限公司