本實(shí)用新型涉及一種均熱板，尤其涉及一種新型超薄均熱板。

背景技術(shù)：

現(xiàn)今電子產(chǎn)品的運(yùn)算速度越來越快，而同時(shí)又要求產(chǎn)品的尺寸盡可能小。尤其是智能手機(jī)，其厚度越來越薄，不斷挑戰(zhàn)著厚度極限，這就需要在手機(jī)內(nèi)有限的空間中將大量的熱散發(fā)出去。

目前，傳熱效率最好的材料是液體相變傳熱的熱管或均熱板。液體相變傳熱熱管的熱阻比金屬銅或鋁材料的熱阻低幾十甚至上百倍，是當(dāng)今電子產(chǎn)品中最佳的散熱組件。而均熱板比熱管的散熱效率更高，因此，均熱板正逐步取代熱管成為高端CPU和GPU的必選散熱組件。

現(xiàn)有的均熱板為一平面板狀物，上下各有一蓋(蓋板與底板)相互密合。均熱板是一個(gè)內(nèi)部具有微細(xì)結(jié)構(gòu)的真空腔體，其內(nèi)有銅柱支撐。均熱板上下兩板狀體通常以無氧銅為材質(zhì)，以純水為工作流體，毛細(xì)結(jié)構(gòu)以銅粉燒結(jié)或銅網(wǎng)之工藝制作。均熱板在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，在平板上任兩點(diǎn)所測(cè)得溫度差可小于10℃以內(nèi)，較熱管對(duì)熱源的傳導(dǎo)效果更均勻，均熱板之名亦因此而來。均熱板工作時(shí)，熱源熱量由底板外部傳導(dǎo)至內(nèi)部腔體，腔體底面為多孔結(jié)構(gòu)，吸附有工作液體，工作液體受熱汽化，蒸汽迅速布滿整個(gè)腔體，蓋板的上表面一般安裝有散熱熱沉，散熱熱沉可將熱量迅速散發(fā)到周圍環(huán)境，因此，蓋板的溫度低于相變溫度，腔體中的蒸汽在蓋板內(nèi)表面冷卻凝結(jié)為液體，又通過連接蓋板與底板的結(jié)構(gòu)回流到腔體底面的多孔結(jié)構(gòu)中，從而完成整個(gè)循環(huán)。

但是，現(xiàn)有的均熱板存在以下缺陷：

⑴均熱板工作時(shí)，其腔體內(nèi)部的液體汽化導(dǎo)致壓力遠(yuǎn)高于大氣壓，因此，為了避免均熱板鼓脹，傳統(tǒng)的均熱板設(shè)有專門的加強(qiáng)筋連接蓋板和底板，如此，提高了制造成本，不適宜大規(guī)模生產(chǎn)。

⑵傳統(tǒng)均熱板的蓋板和底板的內(nèi)表面均需燒結(jié)銅粉多孔結(jié)構(gòu)，同時(shí)要保留中部空腔作為蒸汽擴(kuò)散的通道，為了連接蓋板和底板還需要設(shè)置專門的支撐結(jié)構(gòu)，這樣，不但制作工藝復(fù)雜，而且由于設(shè)置了專門的支撐結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)筋，使得均熱板較厚，現(xiàn)有的均熱板所能達(dá)到的最小厚度是0.6mm。

⑶由于現(xiàn)有的均熱板較厚，若均熱板發(fā)生彎曲形變，會(huì)破壞其中的毛細(xì)芯結(jié)構(gòu)，從而影響傳熱性能。

當(dāng)前，智能手機(jī)等輕薄、高性能電子產(chǎn)品對(duì)厚度尺寸的要求最高，因此迫切需要研發(fā)厚度更薄、性能更好的均熱板，然而如何將均熱板的厚度進(jìn)一步減小，這是本領(lǐng)域目前亟待解決的技術(shù)難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可大大簡(jiǎn)化制作工藝、能夠彎曲形變且不影響傳熱性能、散熱效率高、制作成本低并適宜大規(guī)模生產(chǎn)的新型超薄均熱板。

本實(shí)用新型的目的通過以下的技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：一種新型超薄均熱板，包括于周緣密封連接的蓋板和底板以及設(shè)于蓋板與底板之間的毛細(xì)結(jié)構(gòu)，在所述蓋板或底板的內(nèi)表面上設(shè)有凹槽，使得蓋板與底板之間形成處于真空狀態(tài)的空腔，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)位于空腔中，其特征在于：在所述蓋板的內(nèi)表面上分布有若干個(gè)呈陣列排布的實(shí)心的支撐柱體，所述凹槽和支撐柱體通過在平板狀的金屬薄板上蝕刻或鐳雕而成，所述支撐柱體下壓毛細(xì)結(jié)構(gòu)并與毛細(xì)結(jié)構(gòu)及底板熔接在一起，所述支撐柱體連接蓋板與底板以支撐在蓋板與底板之間并用于蓋板與底板之間的熱量傳遞，且支撐柱體的外壁供工作流體蒸發(fā)遇冷凝結(jié)后向下流動(dòng)。

本實(shí)用新型在蓋板上有通過蝕刻或鐳雕而成的支撐柱體，增加了蓋板的表面積，使受熱、換熱面積增大。支撐柱體與蓋板一體，作用之一是支撐蓋板和底板，起到控制均熱板厚度并加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的作用，無需在空腔內(nèi)專門設(shè)置加強(qiáng)筋，作用之二是用于底板與蓋板之間的熱量傳遞，作用之三是支撐柱體的外壁作為蓋板和底板之間工作流體蒸發(fā)遇冷凝結(jié)后向下流動(dòng)的橋梁，因此，本實(shí)用新型不但可使均熱板的厚度在現(xiàn)有均熱板厚度基礎(chǔ)上減小，而且柱體采用蝕刻或鐳雕工藝制作而成，簡(jiǎn)化了制造工藝，成本低廉，適宜大規(guī)模生產(chǎn)。另外，由于本實(shí)用新型厚度較薄，即使彎曲形變也不會(huì)破壞毛細(xì)結(jié)構(gòu)，因此，對(duì)傳熱性能并無影響，使得本實(shí)用新型能夠廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)等輕薄、高性能電子產(chǎn)品。

作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述支撐柱體的高度是0.05～0.6mm。

作為本實(shí)用新型的實(shí)施方式，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)燒結(jié)在底板或蓋板的內(nèi)表面上，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)采用銅網(wǎng)或者銅粉，在所述蓋板或底板上燒結(jié)銅網(wǎng)，或者在所述底板上燒結(jié)銅粉，所述毛細(xì)結(jié)構(gòu)的厚度為0.05～0.6mm。

作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述支撐柱體均勻分布在所述蓋板上。

作為本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方式，所述3～6個(gè)支撐柱體相互靠近合圍成一個(gè)中部具有孔道的局部空隙單元，相鄰的支撐柱體之間具有間隙，各局部空隙單元呈陣列均勻分布。

作為本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式，所述凹槽設(shè)置在底板上，所述蓋板是平板，所述蓋板的周緣為平面，所述底板凹槽的槽壁頂面焊接在所述蓋板的周緣上以連接蓋板和底板。

作為本實(shí)用新型的另一種實(shí)施方式，所述凹槽設(shè)置在蓋板上，所述蓋板上的凹槽和支撐柱體為一體制成，所述底板是平板，所述底板的周緣為平面，所述蓋板凹槽的槽壁頂面焊接在所述底板的周緣上以連接蓋板和底板。

本實(shí)用新型所述超薄均熱板的厚度為0.2～1mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下顯著的效果：

⑴本實(shí)用新型在蓋板上設(shè)置支撐柱體，增加了蓋板的表面積，使受熱、換熱面積增大。支撐柱體與蓋板接觸，作用之一是支撐蓋板和底板，起到控制均熱板厚度并加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的作用，作用之二是用于底板與蓋板之間的熱量傳遞，作用之三是柱體的外壁作為蓋板和底板之間工作流體蒸發(fā)遇冷凝結(jié)后向下流動(dòng)的橋梁，因此，本實(shí)用新型不但可使均熱板的厚度在現(xiàn)有均熱板厚度基礎(chǔ)上減小，而且支撐柱體采用簡(jiǎn)單的蝕刻或鐳雕工藝而成，簡(jiǎn)化了制造工藝，成本低廉，適宜大規(guī)模生產(chǎn)。

⑵本實(shí)用新型3～6個(gè)支撐柱體相互靠近合圍成一個(gè)中部具有孔道的局部空隙單元，蒸發(fā)遇冷凝結(jié)的工作流體可以沿著局部空隙單元中部的孔道向下流動(dòng)，即沿著支撐柱體用于合圍成孔道的側(cè)壁流動(dòng)，能夠促進(jìn)工作流體流動(dòng)，以提高散熱效率。

⑶本實(shí)用新型在底板的內(nèi)表面上鋪設(shè)有毛細(xì)結(jié)構(gòu)，毛細(xì)結(jié)構(gòu)增加了底板的表面積，使受熱、換熱面積增大，進(jìn)一步提高了散熱效率。

⑷由于本實(shí)用新型厚度較薄(柔韌性較好，可以設(shè)計(jì)成彎曲狀的結(jié)構(gòu)，不會(huì)影響傳熱性能)，即使彎曲形變也不會(huì)破壞毛細(xì)結(jié)構(gòu)，因此，對(duì)傳熱性能并無影響。

⑸本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用性強(qiáng)，使得本實(shí)用新型能夠廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)等輕薄、高性能電子產(chǎn)品。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)爆炸圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1支撐柱體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例1在蓋板上設(shè)置支撐柱體的局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例1的工作原理示意圖；

圖6是本實(shí)用新型實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)爆炸圖；

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例2蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例2的工作原理示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

如圖1～5所示，是本實(shí)用新型一種新型超薄均熱板，包括于周緣密封連接的蓋板1和底板2以及設(shè)于蓋板1與底板2之間的毛細(xì)結(jié)構(gòu)3，在底板2的內(nèi)表面上設(shè)有凹槽5，使得蓋板1與底板2之間形成處于真空狀態(tài)的空腔，毛細(xì)結(jié)構(gòu)3位于空腔中，毛細(xì)結(jié)構(gòu)3具體采用銅網(wǎng)或者銅粉，銅網(wǎng)可燒結(jié)在蓋板1或底板2的內(nèi)表面上，銅粉則燒結(jié)在底板2的內(nèi)表面上，毛細(xì)結(jié)構(gòu)3的厚度為0.05～0.6mm。在蓋板1的內(nèi)表面上均勻分布有若干個(gè)呈陣列均勻排布的實(shí)心的支撐柱體4，支撐柱體4的高度是0.05～0.6mm。凹槽5和支撐柱體4通過在平板狀的金屬薄板上蝕刻或鐳雕而成，支撐柱體4下壓毛細(xì)結(jié)構(gòu)3并與毛細(xì)結(jié)構(gòu)3及底板2熔接在一起，支撐柱體4連接蓋板1與底板2以支撐在蓋板1與底板2之間并用于蓋板1與底板2之間的熱量傳遞，且支撐柱體4的外壁供工作流體蒸發(fā)遇冷凝結(jié)后向下流動(dòng)。

在本實(shí)施例中，凹槽5設(shè)置在底板2上，蓋板1是平板，蓋板1的周緣為平面，底板2凹槽5的槽壁頂面焊接在蓋板1的周緣上以連接蓋板和底板。

本實(shí)用新型超薄均熱板的厚度為0.2～1mm。

本實(shí)用新型在實(shí)際使用時(shí)，熱源優(yōu)選與底板2緊密接觸，散熱熱沉優(yōu)選與蓋板1緊密接觸，底板2和蓋板1由導(dǎo)熱性能好的銅、鋁、鎳等金屬材料制成，并優(yōu)選銅材料制成。

如圖5所示，本實(shí)用新型的工作原理是：超薄均熱板工作時(shí)，底板2底面為受熱端，其直接與熱源芯片接觸，蓋板1為冷卻端，其上面與熱沉之類的冷卻裝備接觸。當(dāng)熱量Q1由熱源傳導(dǎo)至受熱端時(shí)，底板2內(nèi)壁面上的工質(zhì)A會(huì)在低真空度的環(huán)境中發(fā)生液相汽化的現(xiàn)象，工質(zhì)因相變現(xiàn)象可攜帶大量潛熱并且體積迅速膨脹充滿整個(gè)腔體，當(dāng)成為氣態(tài)的工質(zhì)B接觸到蓋板1時(shí)遇冷時(shí)產(chǎn)生凝結(jié)現(xiàn)象，凝結(jié)過程中會(huì)釋放出氣態(tài)工質(zhì)攜帶的所有熱量Q2。工質(zhì)凝結(jié)后形成液態(tài)工質(zhì)C沿著支撐柱體4外壁再回到蒸發(fā)熱源處，此循環(huán)在超薄均熱板的腔體內(nèi)周而復(fù)始的進(jìn)行。

制作本實(shí)用新型具體包括以下步驟：

⑴制作底板和具有支撐柱體的蓋板，同時(shí)預(yù)留除氣口6，其中，底板上的凹槽和蓋板上的支撐柱體是在平板狀的金屬薄板上蝕刻或者鐳雕而成的；

⑵將作為毛細(xì)結(jié)構(gòu)的銅網(wǎng)燒結(jié)在蓋板或者底板上，或者將銅粉燒結(jié)在底板上；

⑶將蓋板扣合在底板上使得支撐柱體與毛細(xì)結(jié)構(gòu)相接觸；

⑷將蓋板與底板及支撐柱體熔接在一起，形成一具有除氣口6的腔體；

⑸從除氣口6抽取腔體中的空氣使腔體處于真空狀態(tài)，真空狀態(tài)的絕對(duì)壓強(qiáng)小于或等于10^-3torr；

⑹通過除氣口6向腔體內(nèi)填充工作流體，即在真空狀態(tài)下，利用負(fù)壓充填技術(shù)將工作流體注入腔體；

⑺從除氣口6第二次抽取腔體中的空氣使腔體再次處于真空狀態(tài)，真空狀態(tài)的絕對(duì)壓強(qiáng)小于或等于10^-2torr；

⑻封堵除氣口6并焊接密封制成超薄均熱板。

實(shí)施例2

如圖6～8所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于：凹槽5設(shè)置在蓋板1上，蓋板1上的凹槽5和支撐柱體4為在平板狀的金屬薄板上蝕刻或鐳雕一體制成，底板2是平板，底板2的周緣為平面，蓋板1凹槽5的槽壁頂面焊接在底板2的周緣上以連接蓋板和底板。

本實(shí)施例的工作原理和實(shí)施例1的工作原理相同。

實(shí)施例3

本實(shí)施例與實(shí)施例1的不同之處在于：蓋板上的支撐柱體的分布方式不同，在本實(shí)施例中，3～6個(gè)支撐柱體相互靠近合圍成一個(gè)中部具有孔道的局部空隙單元，相鄰的支撐柱體之間具有間隙，各局部空隙單元呈陣列均勻分布。蒸發(fā)遇冷凝結(jié)的工作流體可以沿著局部空隙單元中部的孔道向下流動(dòng)，即沿著支撐柱體用于合圍成孔道的側(cè)壁流動(dòng)，能夠促進(jìn)工作流體流動(dòng)，以提高散熱效率。

本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此，根據(jù)本實(shí)用新型的上述內(nèi)容，按照本領(lǐng)域的普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段，在不脫離本實(shí)用新型上述基本技術(shù)思想前提下，本實(shí)用新型蓋板和底板的具體形狀以及毛細(xì)結(jié)構(gòu)等還有其它的實(shí)施方式。因此，本實(shí)用新型還可以做出其它多種形式的修改、替換或變更，均落在本實(shí)用新型權(quán)利保護(hù)范圍之內(nèi)。