热板

均热板(VaporChamber)介绍

均热板(VaporChamber)基本原理及运用

均热板是一个内壁具微结构的真空腔体，当热由热源传导至蒸发区时，腔体裡面的工质会在低真

空度的环境中，便会开始產生液相气化的现象，此时工质吸收热能并且体积迅速膨胀，气相的

工质会很快充满整个腔体，当气相工质接触到一个比较冷的区域时便会產生凝结的现象，藉由

凝结的现象释放出在蒸发时累积的热，凝结后的液相工质会藉由微结构的毛细现象再回到蒸发

热源处，此运作将在腔体内週而復始进行，这就是均热板的运作方式。又由於工质在蒸发时微结

构可以產生毛细力，所以均热板的运作可不受重力的影响。

均热板与热管的原理与理论架构是相同的，只有热传导的方式不相同，热管的热传导方式是一维

的，是线的热传导方式，而均热板的热传导方式是二维的，是面的热传导方式。

腔体材质

C1100韧炼铜

工质

水(已纯化及除气)

微结构

以扩散接合的方式将单层或多层铜网彼此连接起来，并与腔体紧密的接合所形成，其效果与铜

粉烧结的相同。

接合后铜网微结构特色:

1.孔径约在50μm至100μm

2.可製作上下层孔径大小不同的微结构，将可提供昇微结构效能。

3.可製作在同一平面上有多个不同孔径区域的微结构

4.运用特色

可在蒸发区及凝结区製作不同的微结构以符合產品的需求，本公司於蒸发区中有二种基本组合，

而於凝结区中有九种基本组合，彼此可依需要搭配使用。

形状及大小

最大可达400mmx400mm，没有形状限制。

厚度

3.5mm至4.2mm，最薄可至3mm

支撑及耐压度

内部有连结上下盖接合的铜柱，耐压高达3.0kg/cm2

（约130?C环境的内部压力）

穿孔

均热板可做穿孔设计。

平整度

依不同腔体壁厚及铜柱设计，在热源接触面可以达到50μm其他部份可达100μm，铜片的厚度

及铜柱的数量将会影响均热板的效能及平整度

后加工製程

可於均热板测试完成后再焊接鰭片，不会影响均热板性能，產品品质更有保障，加工更具弹性。

均热板製作技术以產品效能及品质要求为基础，配合量產可行性及成本考量，开发完成的量產

技术，具有以下技术特点。

组合式铜网微结构

可依蒸发区及凝结区特性於均热板中组合生產不同孔径的铜网微结构。在同一层的微结构中可產

生上下层不同孔径的微结构，此为烧结微结构难以达成之技术。

扩散结合

高阶扩散结合技术，无须任何焊料即可完成二金属相互接合，接合后两片金属将合而为一，本公

司运用此技术来完成均热板四周、微结构间及铜柱的结合，结合后洩漏率低於9x10-10

mbarl/c，拉力可达3kgs/cm2，完全符合均热板產品需求，且无任何环保问题。

真空除气注水

可控制均热板内部洁净度及真空度，确保產品性能ㄧ致性及品质稳定。

真空高频高週波焊接

运用於充填微管焊接，高週波加热具有加热时间短、温度范围集中的特性，可有效且迅速完成充

填管的硬焊(Brazing)，且於真空环境下进行，可防止焊接时腔体内部的氧化。

测漏

确保產品气密，均经过二种测漏(1)正压测漏(2)负压测漏(氦气测漏)。

弹性可靠之產品设计

可依效能及成本需求设计各种形状及厚度之均热板，并经专业实验室测试设备快速提供可靠详实

之產品数据，加速客户產品开发时效。

在对于Vapor-Chamber真空腔均热板有了初步的认识之后,让我们进一步深入探讨该技术的

特色.

▲均热板一共由4种材质所组成,每一种介质都是均热板不可缺少的一部分.

显卡核心Heating①,产生热能通过大面积均热板迅速吸收和传导,使封装的介质开始由

液体转化为气体,通过②蒸发区将热能带出.③气态介质膨胀至整个真空腔,将带出的热能迅速传

导到整个封装的铜内腔体中并传导到铝鳍片上.④铝鳍片的热能经过风扇强制对流冷却后,使工质

失去热能冷却,变化为液态通过内腔管壁毛细作用⑤回流到底部②蒸发区,回流到底部后又吸收到

新的热能,并再度气化将热带出,形成一个循环.

▲均热板的工作原理图.

均热板几大特点:

•无定向全方位散热.与热管的基本单向传输不同,均热板它具备是全方位散热

的特性.熱管的熱傳導方式是一維的,是線的熱傳導方式,而均熱板的熱傳導方式是二維的,

是面的熱傳導方式.

•具备更低的热阻值,只为铜的1/2,芯片热量消散的速度更快.

•具备更高的热传递性,基本是铜的2倍,热量从核心传递到鳍片的速度更快,单

位时间内的热交换率提高.

•所以均热板目前最适合用作热源非常集中的高热量设备的散热,如HD4870接

近125W的功耗、但散热面积只有小小的256平方毫米,对外部散热速度要求极高.

▲图中左边为普通的纯铜散热块,右边为均热板,3D演示图告诉我们均热板的传热面积要远远高于普通纯铜散热块.