CN107771004A - 电子设备中发热芯片与壳体之间的散热管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机械制造领域，具体涉及散热系统。电子设备中发热芯片与壳体之间的散热管理系统，包括一电子设备壳体，电子设备壳体内设有一发热芯片，发热芯片与电子设备壳体的内壁之间设有一间隙，间隙内设有第一隔热层。发热芯片的热量主要通过热辐射的方式传递到电子设备壳体，本发明通过第一隔热层先将热传递至第一隔热层上，再逐渐通过电子设备壳体散去，而避免直接热以辐射方式传递至电子设备壳体的局部区域。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械制造领域，具体涉及散热系统。
背景技术
IT产品，包括电脑、智能手机，手写本，笔记本电脑，服务器，控制芯片等含CPU部件的任何以CPU和IC(集成电路)芯片的基础的数字设备，随着数据运算速度增加，产品的集成度提高，产品的体积减小，如何有效降低发热芯片的结点温度一直是IT硬件设计的主要技术难题之一。尤其是对于手持消费电子类设备，包括智能手机，平板电脑，PDA等，人们使用时对设备外壳的温度变得更为敏感。通常来说，接触到操作人员机体的外壳温度应保持在45℃以下，以保证操作人员使用时舒适感。
目前降低设备外壳温度的基本思路是基于热传递原理，即将发热芯片的热量通过热辐射和热传导迅速散发到散热元件，如设备外壳上，又通过外壳将热量散发出去。并且通过机械设计和热设计使设备外壳的热量满足设计使用要求。
传统设计上，发热芯片的热量通过热设计，良好地传递到设备外壳上。而由于发热芯片与壳体的距离较近，其中主要的传递方式是依靠热辐射。如图1所示。因此在芯片对应位置的设备外壳开始出现局部或整体过热。而为了避免设备外壳出现局部过热，不得不提高设备整体散热设计或降低设备功率。
然而，大部分消费电子类设备对外壳的温度限制是有选择性的，壳体与人体接触皮肤位置不能超过温度限制；壳体其他部分温度可以偏高一些。因此，提出一种选择性散热管理系统，实现对机壳不同部位选择性控制表面温度，在实际产品设计中有现实意义。一种用时间换热量的方法，即适当延缓散热时间，而使设备外壳不会出现过热的方法。
发明内容
本发明的目的在于，提供电子设备中发热芯片与壳体之间的散热管理系统，以解决上面的问题。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
电子设备中发热芯片与壳体之间的散热管理系统，包括一电子设备壳体，所述电子设备壳体内设有一发热芯片，其特征在于，所述发热芯片与所述电子设备壳体的内壁之间设有一间隙，所述间隙内设有第一隔热层。
发热芯片的热量主要通过热辐射的方式传递到电子设备壳体，本发明通过第一隔热层先将热传递至第一隔热层上，再逐渐通过电子设备壳体散去，而避免直接热以辐射方式传递至电子设备壳体的局部区域。
所述间隙的宽度不小于5mm。本发明限制了间隙的宽度能够便于放置第一隔热层，所述间隙的宽度方向为发热芯片与电子设备壳体的间距方向。
所述第一隔热层的热传导系数在0.01W/mK-0.3W/mK之间。提高散热效果。
作为一种方案，所述第一隔热层包括第一侧面和第二侧面，所述第一侧面与所述发热芯片接触，所述第二侧面与所述电子设备壳体的内壁接触。减少电子设备壳体内部的空隙，防止热量散发。
作为一种方案，所述第一隔热层包括第一侧面和第二侧面，所述第一侧面与所述发热芯片接触，所述第二侧面与所述电子设备壳体的内壁不接触。防止热量散发。
作为一种方案，所述第一隔热层包括第一侧面和第二侧面，所述第一侧面与所述发热芯片不接触，所述第二侧面与所述电子设备壳体的内壁接触。防止热量散发。
所述第一隔热层的纵截面的面积不小于所述发热芯片的纵截面的面积。提高对热辐射的遮挡效果。
所述第一隔热层的纵截面所在的平面与所述发热芯片的纵截面所在的平面平行。
所述第一隔热层可以是一薄膜状的第一隔热层。
本发明通过薄膜状的第一隔热层能够减少电子设备壳体内的重量。
所述第一隔热层覆盖在所述发热芯片的外围。能够增加第一隔热层与发热芯片的接触面，遮挡热辐射。
所述第一隔热层是由聚酰亚胺、PE薄膜或聚酯薄膜制成的第一隔热层。能够起到绝缘和耐高温的作用。
作为一种方案，所述第一侧面上设有一银镀层。
本发明通过银镀层降低金属表面的接触电阻、提高金属的焊接能力。
作为一种方案，所述第二侧面上设有一银镀层。
本发明通过银镀层降低金属表面的接触电阻、提高金属的焊接能力。
作为一种方案，所述第一侧面与所述第二侧面上均设有一银镀层。
本发明通过银镀层降低金属表面的接触电阻、提高金属的焊接能力。
所述电子设备壳体可以是手机、掌上电脑、笔记本电脑或导航仪的壳体。手机、掌上电脑、笔记本电脑或导航仪往往会使用时间过长造成芯片过热，容易热量积聚。
所述壳体内壁设有第二隔热层,所述第二隔热层包括第一膜结构和第二膜结构。
本发明通过第二隔热层能够更好的避免直接热以辐射方式传递至壳体。
作为一种方案，所述第二隔热层与所述第一隔热层纵向排布。能够增加散热面积。
作为一种方案，所述第二隔热层与所述第一隔热层横向排布。能够节约空间。
所述第二膜结构位于所述第一膜结构和所述第一隔热层之间。
所述第二膜结构包括如下质量百分比的成分，包括40％-50％的石墨、聚乙烯醇10％-15％、氯化钙5％-8％、氮化铝10％-15％、氧化镁2％-10％、氧化锰4％-10％、氧化铜1％-5％。
本发明通过第二膜结构能够更好的进行导热。
作为一种优选方案，所述第二膜结构包括如下质量百分比的成分，包括50％的石墨、聚乙烯醇10％％、氯化钙5％、氮化铝10％、氧化镁10％、氧化锰10％、氧化铜5％。经试验此方案的导热效果最佳。
所述第一膜结构包括如下质量百分比的成分，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯40％-60％、硅酸钠5％-15％、石棉10％-25％、玻璃纤维5％-15％。
本发明通过第一膜结构能够将第一隔热层上的热量传递到第一膜结构上能够优化散热效果。
作为一种优选方案，所述第一膜结构包括如下质量百分比的成分，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯-60％、硅酸钠15％、石棉15％、玻璃纤维10％。经试验此方案的导热效果最佳。
所述电子设备壳体包括一盖体，所述第二侧面与所述盖体的内壁接触连接。能够便于打开盖体，优化散热效果。
所述第一隔热层内嵌有一金属网，所述金属网是由横向波浪状金属丝与所述纵向波浪状金属丝构成的金属网。
本发明通过金属网能够增加电磁屏蔽，通过波浪状的金属丝能够增加一定的弹性能够抗压。
所述电子设备壳体内设有一温度传感器，所述温度传感器连接一微型处理器系统。
本发明通过温度传感器能够监测电子设备壳体内的温度。
所述盖体通过一转轴与所述电子设备壳体连接，所述转轴通过传动装置连接一电机，所述电机连接所述微型处理器系统。
本发明通过电机能够根据温度情况自动打开盖体进行散热，防止热量积聚。
附图说明
图1为本发明的一种结构示意图；
图2为本发明的一种结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
参见图1、图2，电子设备中发热芯片与壳体之间的散热管理系统，包括一电子设备壳体1，电子设备壳体内设有一发热芯片2，发热芯片与电子设备壳体的内壁之间设有一间隙，间隙内设有第一隔热层3。发热芯片的热量主要 通过热辐射的方式传递到电子设备壳体，本发明通过第一隔热层先将热传递至第一隔热层上，再逐渐通过电子设备壳体散去，而避免直接热以辐射方式传递至电子设备壳体的局部区域。间隙的宽度不小于5mm。本发明限制了间隙的宽度能够便于放置第一隔热层，间隙的宽度方向为发热芯片与电子设备壳体的间距方向。第一隔热层的热传导系数在0.01W/mK-0.3W/mK之间。提高散热效果。作为一种方案，第一隔热层包括第一侧面和第二侧面，第一侧面与发热芯片接触，第二侧面与电子设备壳体的内壁接触。减少电子设备壳体内部的空隙，防止热量散发。作为一种方案，第一隔热层包括第一侧面和第二侧面，第一侧面与发热芯片接触，第二侧面与电子设备壳体的内壁不接触。防止热量散发。作为一种方案，第一隔热层包括第一侧面和第二侧面，第一侧面与发热芯片不接触，第二侧面与电子设备壳体的内壁接触。防止热量散发。
第一隔热层的纵截面的面积不小于发热芯片的纵截面的面积。提高对热辐射的遮挡效果。第一隔热层的纵截面所在的平面与发热芯片的纵截面所在的平面平行。第一隔热层可以是一薄膜状的第一隔热层。本发明通过薄膜状的第一隔热层能够减少电子设备壳体内的重量。第一隔热层覆盖在发热芯片的外围。能够增加第一隔热层与发热芯片的接触面，遮挡热辐射。第一隔热层是由聚酰亚胺、PE薄膜或聚酯薄膜制成的第一隔热层。能够起到绝缘和耐高温的作用。作为一种方案，第一侧面上设有一银镀层。本发明通过银镀层降低金属表面的接触电阻、提高金属的焊接能力。作为一种方案，第二侧面上设有一银镀层。本发明通过银镀层降低金属表面的接触电阻、提高金属的焊接能力。作为一种方案，第一侧面与第二侧面上均设有一银镀层。本发明通过银镀层降低金属表面的接触电阻、提高金属的焊接能力。电子设备壳体可以是手机、掌上电脑、笔记本电脑或导航仪的壳体。手机、掌上电脑、笔记本电脑或导航仪往往会使用时间过长造成芯片过热，容易热量积聚。壳体内壁设有第二隔热层4，第二隔热层包括第一膜结构和第二膜结构。本发明通过第二隔热层能够更好的避免直接热以辐射方式传递至壳体。
作为一种方案，第二隔热层与第一隔热层纵向排布。能够增加散热面积。 作为一种方案，第二隔热层与第一隔热层横向排布。能够节约空间。第二膜结构位于第一膜结构和第一隔热层之间。第二膜结构包括如下质量百分比的成分，包括40％-50％的石墨、聚乙烯醇10％-15％、氯化钙5％-8％、氮化铝10％-15％、氧化镁2％-10％、氧化锰4％-10％、氧化铜1％-5％。本发明通过第二膜结构能够更好的进行导热。作为一种优选方案，第二膜结构包括如下质量百分比的成分，包括50％的石墨、聚乙烯醇10％％、氯化钙5％、氮化铝10％、氧化镁10％、氧化锰10％、氧化铜5％。经试验此方案的导热效果最佳。第一膜结构包括如下质量百分比的成分，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯40％-60％、硅酸钠5％-15％、石棉10％-25％、玻璃纤维5％-15％。本发明通过第一膜结构能够将第一隔热层上的热量传递到第一膜结构上能够优化散热效果。作为一种优选方案，第一膜结构包括如下质量百分比的成分，包括聚对苯二甲酸乙二醇酯-60％、硅酸钠15％、石棉15％、玻璃纤维10％。经试验此方案的导热效果最佳。电子设备壳体包括一盖体，第二侧面与盖体的内壁接触连接。能够便于打开盖体，优化散热效果。第一隔热层内嵌有一金属网，金属网是由横向波浪状金属丝与纵向波浪状金属丝构成的金属网。本发明通过金属网能够增加电磁屏蔽，通过波浪状的金属丝能够增加一定的弹性能够抗压。电子设备壳体内设有一温度传感器，温度传感器连接一微型处理器系统。本发明通过温度传感器能够监测电子设备壳体内的温度盖体通过一转轴与电子设备壳体连接，转轴通过传动装置连接一电机，电机连接微型处理器系统。本发明通过电机能够根据温度情况自动打开盖体进行散热，防止热量积聚。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.电子设备中发热芯片与壳体之间的散热管理系统，包括一电子设备壳体，所述电子设备壳体内设有一发热芯片，其特征在于，所述发热芯片与所述电子设备壳体的内壁之间设有一间隙，所述间隙内设有第一隔热层。
2.根据权利要求1所述的电子设备中发热芯片与壳体之间的散热管理系统，其特征在于：所述间隙的宽度不小于5mm。
3.根据权利要求1所述的电子设备中发热芯片与壳体之间的散热管理系统，其特征在于：所述第一隔热层的热传导系数在0.01W/mK-0.3W/mK之间。
4.根据权利要求1所述的电子设备中发热芯片与壳体之间的散热管理系统，其特征在于：所述第一隔热层包括第一侧面和第二侧面，所述第一侧面与所述发热芯片接触，所述第二侧面与所述电子设备壳体的内壁接触。
5.根据权利要求1所述的电子设备中发热芯片与壳体之间的散热管理系统，其特征在于：所述第一隔热层的纵截面的面积不小于所述发热芯片的纵截面的面积。
6.根据权利要求1所述的电子设备中发热芯片与壳体之间的散热管理系统，其特征在于：所述第一隔热层是一薄膜状的第一隔热层。
7.根据权利要求1所述的电子设备中发热芯片与壳体之间的散热管理系统，其特征在于：所述第一隔热层是由聚酰亚胺、PE薄膜或聚酯薄膜制成的第一隔热层。
8.根据权利要求4所述的电子设备中发热芯片与壳体之间的散热管理系统，其特征在于：所述第一侧面上设有一银镀层。
9.根据权利要求1所述的电子设备中发热芯片与壳体之间的散热管理系统，其特征在于：所述电子设备壳体是手机、掌上电脑、笔记本电脑或导航仪的壳体。
10.根据权利要求1所述的电子设备中发热芯片与壳体之间的散热管理系统，其特征在于：所述第一隔热层内嵌有一金属网，所述金属网是由横向波浪状金属丝与所述纵向波浪状金属丝构成的金属网。
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