CN107787163A - 环形热超导管路相变抑制散热板及电子产品 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种环形热超导管路相变抑制散热板及电子产品，所述环形热超导管路相变抑制散热板为复合板式结构；所述环形热超导管路相变抑制散热板的表面均为平面，所述环形热超导管路相变抑制散热板表面设有至少一个热源固定区域；所述环形热超导管路相变抑制散热板内部形成有环形热超导管路，所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质。本发明的环形热超导管路相变抑制散热板具有高传热密度、高传热速率及均温性良好的特性，使热源所散发出的热量快速的扩散传递并均匀分布在所述环形热超导管路相变抑制散热板上，从而可避免热量过度集中于各个热源附近的部位，而造成各局部高温情形的发生。
Description
技术领域
本发明属于相变抑制传热领域，特别是涉及一种环形热超导管路相变抑制散热板及电子产品。
背景技术
随着电子科技的不断进步，各种电子产品的使用也越来越频繁，同时伴随着电子元器件的功率密度逐渐增大，单一电子电路中多个热源的布置，则会难以避免地产生大量的热量，若令该热量直接扩散，则会造成热源附近产生热量堆积，致使局部位置的温度过高；针对此种情形，较常见的解决方式是利用一导热率较佳的快速导热元件(例如：热管)以其局部接触于该热源，且该快速导热元件另结合一散热组件(例如：散热片，风扇)，利用该快速导热元件将热源的热量传输至远程，并由该散热组件加以散热，如此，虽可减缓热量过度集中，但由于该热源的热量仍会持续地以辐射方式发散，从而难以避免会造成局部温度过高的情形。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种环形热超导管路相变抑制散热板及电子产品，用于解决现有技术中电子产品采用传统散热方式散热而存在的局部温度过高的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种环形热超导管路相变抑制散热板，所述环形热超导管路相变抑制散热板为复合板式结构；所述环形热超导管路相变抑制散热板的表面均为平面，所述环形热超导管路相变抑制散热板表面设有至少一个热源固定区域；所述环形热超导管路相变抑制散热板内部形成有环形热超导管路，所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质。
作为本发明的环形热超导管路相变抑制散热板的一种优选方案，所述热超导管路通过吹胀工艺形成。
作为本发明的环形热超导管路相变抑制散热板的一种优选方案，所述环形热超导管路相变抑制散热板包括第一板材、第二板材及第三板材；所述第一板材、所述第二板材及所述第三板材依次叠置，所述第一板材及所述第三板材分别位于所述第二板材的两侧，并与所述第二板材通过辊压工艺复合在一起；
所述第三板材包括凸起区域，所述凸起区域的表面为平面；
所述热超导管路位于所述第一板材与所述第三板材之间，且所述热超导管路分布的区域与所述凸起区域相对应。
作为本发明的环形热超导管路相变抑制散热板的一种优选方案，所述热超导管路包括若干个第一槽道、第二槽道及连接通孔；
所述第一槽道位于所述第一板材与所述第二板材之间；
所述第二槽道位于所述第二板材与所述第三板材之间；
所述连接通孔贯穿所述第二板材，且将相邻的所述第一槽道及所述第二槽道相连通；
所述第二板材表面形成有与所述第一槽道及所述第二槽道相对应的凸起结构。
作为本发明的环形热超导管路相变抑制散热板的一种优选方案，相邻两所述第一槽道及相邻两所述第二槽道均相隔离，且所述第一槽道与所述第二槽道交错平行分布；
所述连接通孔位于所述第一槽道及所述第二槽道之间，且将相邻的所述第一槽道及所述第二槽道相连通。
作为本发明的环形热超导管路相变抑制散热板的一种优选方案，所述第一槽道及所述第二槽道横截面的形状均为梯形，所述第一槽道及所述第二槽道纵截面的形状均为环形。
作为本发明的环形热超导管路相变抑制散热板的一种优选方案，所述连接通孔的形状为圆形或椭圆形。
作为本发明的环形热超导管路相变抑制散热板的一种优选方案，所述第一槽道的横向尺寸与所述第二槽道的横向尺寸相同。
作为本发明的环形热超导管路相变抑制散热板的一种优选方案，所述第一板材及所述第三板材的外表面均设有防腐层。
作为本发明的环形热超导管路相变抑制散热板的一种优选方案，所述第一板材及所述第三板材二者中至少一者为包括至少两种材料层的复合板材。
作为本发明的环形热超导管路相变抑制散热板的一种优选方案，所述复合板材为包括铜材料层与铝材料层的铜铝复合板材、包括不锈钢材料层与铝材料层的不锈钢铝复合板材、包括铁材料层与铝材料层的铁铝复合板材或包括铝合金材料层与铝材料层的铝合金铝复合板材；所述第一板材及所述第三板材中的所述铝材料层与所述第二板材相接触。
作为本发明的环形热超导管路相变抑制散热板的一种优选方案，所述复合板材为通过辊压工艺形成的复合板材。
本发明还提供一种电子产品，所述电子产品包括至少一个热源及如上述任一方案中所述的环形热超导管路相变抑制散热板，所述热源固定于所述热源固定区域内。
如上所述，本发明的环形热超导管路相变抑制散热板及电子产品，具有以下有益效果：本发明的环形热超导管路相变抑制散热板具有高传热密度、高传热速率及均温性良好的特性，使热源所散发出的热量快速的扩散传递并均匀分布在所述环形热超导管路相变抑制散热板上，从而可避免热量过度集中于各个热源附近的部位，而造成各局部高温情形的发生；同时，在不增加散热装置尺寸重量的前提下，利用所述环形热超导管路相变抑制散热板代替传统的导热器件，拥有更大的传热面积和传热效果；所述热超导管路设置为环形，所述环形热超导管路相变抑制散热板可以朝任意方向传热，散热性能不受重力及摆放角度等因素的影响。
所述环形热超导管路相变抑制散热板中第一板材及第三板材二者中至少一者包括至少两种材料层的复合板材，所述环形热超导管路相变抑制散热板中对应于热超导管路部分的强度大幅提高，抗拉强度＞4MPa；在保证足够的强度的前提下，所述相变抑制散热板的总厚度≤1mm，可应用于精密元件中，具有体积小，重量轻等优点；所述相变抑制散热板的外表面为铜层，可以直接进行钎焊或锡焊，便于操作，质量稳定，解决了相变抑制散热板与器件间的焊接问题。
附图说明
图1显示为本发明实施例一中提供的环形热超导管路相变抑制散热板的结构示意图。
图2显示为本发明实施例一中提供的环形热超导管路相变抑制散热板中的相变抑制散热板的截面局部结构示意图。
图3显示为本发明实施例一中提供的环形热超导管路相变抑制散热板中具有对应于第一槽道的石墨线路图案的第一板材的结构示意图。
图4显示为本发明实施例一中提供的环形热超导管路相变抑制散热板中具有连接通孔的第二板材的结构示意图。
元件标号说明
1 环形热超导管路相变抑制散热板
11 第一板材
111、131 第一材料层
112、132 第二材料层
12 第二板材
13 第三板材
14 热超导管路
141 第一槽道
142 第二槽道
143 连接通孔
144 对应于第一槽道的石墨线路图案
15 灌装口
16 凸起结构
17 非管路部分
18 热源固定区域
19 固定孔
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图4，需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例一
请参阅图1至图4，本发明提供一种环形热超导管路相变抑制散热板1，所述环形热超导管路相变抑制散热板1为复合板式结构；所述环形热超导管路相变抑制散热板1的表面均为平面，所述环形热超导管路相变抑制散热板1表面设有至少一个热源固定区域18；所述环形热超导管路相变抑制散热板1内部形成有环形热超导管路14，所述热超导管路14为封闭管路，所述热超导管路14内填充有传热工质。本发明的环形热超导管路相变抑制散热板1具有高传热密度、高传热速率及均温性良好的特性，使热源所散发出的热量快速的扩散传递并均匀分布在所述环形热超导管路相变抑制散热板1上，从而可避免热量过度集中于各个热源附近的部位，而造成各局部高温情形的发生；同时，在不增加散热装置尺寸重量的前提下，利用所述环形热超导管路相变抑制散热板1代替传统的导热器件，拥有更大的传热面积和传热效果；所述热超导管路14设置为环形，所述环形热超导管路相变抑制散热板1可以朝任意方向传热，散热性能不受重力及摆放角度等因素的影响；将所述环形热超导管路相变抑制散热板1的双面均设计为平面，可方便实现与热源的良好结合。
作为示例，所述传热工质为流体，优选地，所述传热工质可以为气体或液体或气体与液体的混合物，更为优选地，本实施例中，所述传热工质为液体与气体的混合物。
作为示例，所述热超导管路14均通过吹胀工艺形成。
作为示例，所述热源固定区域18的数量可以根据实际需要设置为一个或多个。
作为示例，所述热源固定区域18位于所述热超导管路14所在的区域，即所述热源固定区域18的投影位于所述热超导管路14所在的区域内。将所述热源固定区域18设置于所述热超导管路14所在的区域内，使得所述环形热超导管路相变抑制散热板1的散热效果更加显著。
作为示例，所述环形热超导管路相变抑制散热板1包括第一板材11、第二板材12及第三板材13；所述第一板材11、所述第二板材12及所述第三板材13依次叠置，所述第一板材11及所述第三板材13分别位于所述第二板材12的两侧，并与所述第二板材12通过辊压工艺复合在一起；所述第三板材13包括凸起区域，所述凸起区域的表面为平面；所述热超导管路14位于所述第一板材11与所述第三板材13之间，且所述热超导管路14分布的区域与所述凸起区域相对应。
作为示例，所述CPU固定区域可以位于所述环形热超导管路相变抑制散热板1表面的任意位置，所述CPU固定区域可以位于所述第一板材11的表面，也可以位于所述第三板材13的表面，优选地，本实施例中，所述CPU固定区域位于所述凸起区域内。
作为示例，所述CPU固定区域的数量可以根据实际需要设定，所述CPU固定区域的数量可以为一个、两个或多个；即所述CPU2的数量可以为一个、两个或多个。
作为示例，所述热超导管路14包括若干个第一槽道141、第二槽道142及连接通孔143；所述第一槽道141位于所述第一板材11与所述第二板材12之间；所述第二槽道142位于所述第二板材12与所述第三板材13之间；所述连接通孔143贯穿所述第二板材12，且将相邻的所述第一槽道141及所述第二槽道142相连通；所述第二板材12表面形成有与所述第一槽道141及所述第二槽道142相对应的凸起结构16。
作为示例，位于所述第一板材11与所述第二板材12之间的若干个所述第一槽道141之间互不连通，即相邻两所述第一槽道141之间相隔离。
作为示例，位于所述第二板材12与所述第三板材13之间的若干个所述第二槽道142之间互不连通，即相邻两所述第二槽道142之间相隔离。
作为示例，所述第一槽道141与所述第二槽道142交错平行分布。
作为示例，所述连接通孔143位于所述第一槽道141及所述第二槽道142之间，且将相邻的所述第一槽道141及所述第二槽道142相连通。
作为示例，所述第一槽道141及所述第二槽道142的横截面形状可以为但不仅限于梯形，所述第一槽道141及所述第二槽道142的纵截面形状可以为但不仅限于矩形。需要说明的是，所述第一槽道141及所述第二槽道142的横截面均为沿垂直于其长度方向的截面，所述第一槽道141及所述第二槽道142的纵截面均为沿其长度方向的截面。
需要说明的是，所述第一槽道141及所述第二槽道142是通过现在所述第一板材11及所述第三板材13的表面形成对应于所述第一槽道141及对应于所述第二槽道142的石墨线路图案，然后将所述第一板材11、所述第二板材12及所述第三板材13复合在一起后通过吹胀工艺形成。
图3为环形热超导管路相变抑制散热板中具有对应于所述第一槽道141的石墨线路图案144的第一板材11的结构示意图，由图3可知，所述石墨线路图案144的纵截面形状(即所述第一槽道141)的纵截面形状为环形，环形所述石墨线路图案144的每部分均包括多个矩形石墨线路图案，且矩形的所述石墨线路图案相互平行分布，即所述第一槽道141内包括多个矩形子槽道，若将所述矩形第一槽道141沿其四条边分为四部分，则各部分内所述矩形子槽道均相互平行分布；其中，环形结构即为所述第一槽道141，所述环形结构内部及所述第一板材11的边缘即为非管路部分17。需要说明的是，由于所述热超导管路14通过吹胀工艺制备而成，所以在形成所述热超导管路14的过程中，所述传热板结构上形成有灌装口15，即亦为充工质口。所述灌装口15可以形成于所述第一板材11的表面，也可以形成于所述第三板材13的表面，本实施例中，所述灌装口15形成于所述第一板材11的表面。所述灌装口15在所述热超导管路14的形状初步形成以后，所述灌装口15通过焊接方式密封，以实现所述热超导管路14的密封，使得所述热超导管路14不与外界导通。需要说明的是，所述第一板材11为包括至少两次材料层的复合板材，图3为了便于说明，并没有显示出所述第一板材11的具体结构。需要进一步说明的是，所述第一板材11内还设有用于固定热源的固定孔19，所述固定孔19位于所述热源固定区域内。
作为示例，若干个所述第一槽道141之间的横向尺寸可以相同，也可以不同；优选地，本实施例中，若干个所述第一槽道141之间的横向尺寸相同。
作为示例，所述连接通孔143的形状可以为但不仅限于圆形或椭圆形。
图4为环形热超导管路相变抑制散热板中具有所述连接通孔143的第二板材12的结构示意图，由图4可知，所述连接通孔143呈阵列分布；其中，圆形结构即为所述连接通孔143，所述圆形结构对应于所述第一槽道141及所述第二槽道142的交叉区域，即在所述第一板材11、所述第二板材12及所述第三板材13叠合在一起并进行轧制复合时，所述第一板材2中的所述连接通孔143区域与所述第一板材11及所述第三板材13不形成复合，也就是说有石墨层隔离而分层；所述圆形结构之间及所述第二板材12的边缘即为非管路部分17；所述连接通孔143对应于所述第一槽道141及所述第二槽道142之间。
所述第二槽道142的具体结构与所述第一槽道141的具体结构相似，具体请参阅关于所述第一槽道141的描述，此处不再累述。
作为示例，若干个所述第二槽道142之间的横向尺寸可以相同，也可以不同；优选地，本实施例中，位于两侧的所述第二槽道142的横向尺寸小于位于中间的所述第二槽道142的横向尺寸。
作为示例，所述第一槽道141的横向尺寸与所述第二槽道142的横向尺寸可以相同，也可以不同，优选地，本实施例中，所述第一槽道141的横向尺寸与所述第二槽道142的横向尺寸相同。
作为示例，所述第一板材11及所述第三板材13的外表面均设有防腐层，可以提高所述环形热超导管路相变抑制散热板1的耐腐蚀性，进而延长其使用寿命。
在一示例中，所述第一板材11、所述第二板材12及所述第三板材13可以均为单层板材结构，所述第一板材11、所述第二板材12及所述第三板材13的材料应为导热性良好的材料，优选地，本实施例中，所述第一板材11、所述第二板材12及所述第三板材13的材料均可以为铜、铜合金、铝或铝合金或任意一种以上的任意组合。
在另一示例中，所述第一板材11及所述第三板材13二者中至少一者为包括至少两种材料层的复合板材，优选地，本实施例中，所述第一板材11及所述第三板材13均为包括至少两种材料层的复合板材；当然，在其他示例中，也可以所述第一板材11及所述第三板材13中的一者为包括至少两种材料层的复合板材，具体可以为只有所述第一板材11为包括至少两种材料层的复合板材，也可以为只有所述第三板材13为包括至少两种材料层的复合板材；图2中以所述第一板材11为包括第一材料层111及第二材料层112，,所述第三板材13为包括第一材料层131及第二材料层132作为示例；当然，所述第一板材11及所述第三板材13还可以为包括三层材料层的复合板材，也可以为包括四层或者更多层材料层的复合板材；所述环形热超导管路相变抑制散热板的表面均为平面；所述环形热超导管路相变抑制散热板内部形成有具有特定形状的热超导管路14，所述热超导管路14为封闭管路且相互连通，所述热超导管路14内填充有传热工质。将所述第一板材11及所述第三板材13设置为包括至少两种材料层的复合板材，可以使得所述环形热超导管路相变抑制散热板中对应于所述热超导管路14部分的强度大幅提高，抗拉强度＞4MPa；同时，在保证足够的强度的前提下，所述环形热超导管路相变抑制散热板可以做到更薄，总厚度≤1mm，可应用于精密元件中，具有体积小，重量轻等优点；所述热超导管路14内充入传热工质，并封闭，构成相变抑制传热器件，具有导热速率快、均温好的特点。
作为示例，所述第一板材11及所述第三板材13可以为包括铜材料层与铝材料层的铜铝复合板材、也可以为包括不锈钢材料层与铝材料层的不锈钢铝复合板材、也可以为包括铁材料层与铝材料层的铁铝复合板材，还可以为包括铝合金材料层与铝材料层的铝合金铝复合板材；所述第一板材11及所述第三板材13中的所述铝材料层与所述第二板材12相接触，即所述第一板材11中的所述第二材料层112为铝材料层，所述第三板材13中的所述第二材料层132为铝材料层。所述第二板材12的材料应为导热性良好的材料；优选地，本实施例中，所述第二板材12的材料均可以为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金、或任一种以上的任意组合。将位于靠近所述第二板材12一侧的所述第一材料层111及131设定为铝材料层，当所述第一板材11及所述第三板材13为铝铜复合板材时，可以确保所述铜材料层位于外侧，即所述环形热超导管路相变抑制散热板的外表面为铜层，可以直接进行钎焊或锡焊，便于操作，质量稳定，解决了相变抑制散热板与器件间的焊接问题。
作为示例，可以通过辊压工艺将至少两种不同的材料层进行辊压成型以形成所述第一板材11及所述第三板材13，也可以通过溅射工艺、蒸镀工艺、电镀工艺等在一材料层表面镀另一层材料层以形成所述第一板材11及所述第三板材13。
实施例二
本发明还提供一种电子产品，所述电子产品包括至少一个热源及如实施例一中所述的环形热超导管路相变抑制散热板1，所述热源固定于所述热源固定区域18内。所述环形热超导管路相变抑制散热板1的具体结构请参阅实施例一，此处不再累述。
作为示例，所述电子产品可以为笔记本电脑、台式电脑或ipad等等。
综上所述，本发明提供一种环形热超导管路相变抑制散热板及电子产品，所述环形热超导管路相变抑制散热板为复合板式结构；所述环形热超导管路相变抑制散热板的表面均为平面，所述环形热超导管路相变抑制散热板表面设有至少一个热源固定区域；所述环形热超导管路相变抑制散热板内部形成有环形热超导管路，所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质。本发明的环形热超导管路相变抑制散热板具有高传热密度、高传热速率及均温性良好的特性，使热源所散发出的热量快速的扩散传递并均匀分布在所述环形热超导管路相变抑制散热板上，从而可避免热量过度集中于各个热源附近的部位，而造成各局部高温情形的发生；同时，在不增加散热装置尺寸重量的前提下，利用所述环形热超导管路相变抑制散热板代替传统的导热器件，拥有更大的传热面积和传热效果；所述热超导管路设置为环形，所述环形热超导管路相变抑制散热板可以朝任意方向传热，散热性能不受重力及摆放角度等因素的影响；所述环形热超导管路相变抑制散热板中第一板材及第三板材二者中至少一者包括至少两种材料层的复合板材，所述环形热超导管路相变抑制散热板中对应于热超导管路部分的强度大幅提高，抗拉强度＞4MPa；在保证足够的强度的前提下，所述相变抑制散热板的总厚度≤1mm，可应用于精密元件中，具有体积小，重量轻等优点；所述相变抑制散热板的外表面为铜层，可以直接进行钎焊或锡焊，便于操作，质量稳定，解决了相变抑制散热板与器件间的焊接问题。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (13)
1.一种环形热超导管路相变抑制散热板，其特征在于，所述环形热超导管路相变抑制散热板为复合板式结构；
所述环形热超导管路相变抑制散热板的表面均为平面，所述环形热超导管路相变抑制散热板表面设有至少一个热源固定区域；
所述环形热超导管路相变抑制散热板内部形成有环形热超导管路，所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质。
2.根据权利要求1所述的环形热超导管路相变抑制散热板，其特征在于：所述热超导管路通过吹胀工艺形成。
3.根据权利要求1所述的环形热超导管路相变抑制散热板，其特征在于：所述环形热超导管路相变抑制散热板包括第一板材、第二板材及第三板材；所述第一板材、所述第二板材及所述第三板材依次叠置，所述第一板材及所述第三板材分别位于所述第二板材的两侧，并与所述第二板材通过辊压工艺复合在一起；
所述第三板材包括凸起区域，所述凸起区域的表面为平面；
所述热超导管路位于所述第一板材与所述第三板材之间，且所述热超导管路分布的区域与所述凸起区域相对应。
4.根据权利要求3所述的环形热超导管路相变抑制散热板，其特征在于：所述热超导管路包括若干个第一槽道、第二槽道及连接通孔；
所述第一槽道位于所述第一板材与所述第二板材之间；
所述第二槽道位于所述第二板材与所述第三板材之间；
所述连接通孔贯穿所述第二板材，且将相邻的所述第一槽道及所述第二槽道相连通；
所述第二板材表面形成有与所述第一槽道及所述第二槽道相对应的凸起结构。
5.根据权利要求4所述的环形热超导管路相变抑制散热板，其特征在于：
相邻两所述第一槽道及相邻两所述第二槽道均相隔离，且所述第一槽道与所述第二槽道交错平行分布；
所述连接通孔位于所述第一槽道及所述第二槽道之间，且将相邻的所述第一槽道及所述第二槽道相连通。
6.根据权利要求4或5所述的环形热超导管路相变抑制散热板，其特征在于：所述第一槽道及所述第二槽道横截面的形状均为梯形，所述第一槽道及所述第二槽道纵截面的形状均为环形。
7.根据权利要求4或5所述的环形热超导管路相变抑制散热板，其特征在于：所述连接通孔的形状为圆形或椭圆形。
8.根据权利要求4或5所述的环形热超导管路相变抑制散热板，其特征在于：所述第一槽道的横向尺寸与所述第二槽道的横向尺寸相同。
9.根据权利要求1所述的环形热超导管路相变抑制散热板，其特征在于：所述第一板材及所述第三板材的外表面均设有防腐层。
10.根据权利要求3所述的环形热超导管路相变抑制散热板，其特征在于：所述第一板材及所述第三板材二者中至少一者为包括至少两种材料层的复合板材。
11.根据权利要求10所述的环形热超导管路相变抑制散热板，其特征在于：所述复合板材为包括铜材料层与铝材料层的铜铝复合板材、包括不锈钢材料层与铝材料层的不锈钢铝复合板材、包括铁材料层与铝材料层的铁铝复合板材或包括铝合金材料层与铝材料层的铝合金铝复合板材；所述第一板材及所述第三板材中的所述铝材料层与所述第二板材相接触。
12.根据权利要求10或11所述的环形热超导管路相变抑制散热板，其特征在于：所述复合板材为通过辊压工艺形成的复合板材。
13.一种电子产品，其特征在于，所述电子产品包括至少一个热源及如权利要求1至12中任一项所述的环形热超导管路相变抑制散热板，所述热源固定于所述热源固定区域内。
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