CN108770321B - 热量冷却器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热量冷却器，包括相互附着的下侧构件和上侧构件以及介于下侧构件及上侧构件之间的真空腔，真空腔内填充有工作油，工作油根据外部温度的高低在真空腔内进行相变循环。本发明实现了占有空间的最小化及根据简单构成来实现轻薄短小化，进而保障生产率和散热的最大化。

Description

热量冷却器
技术领域
本发明涉及一种热量冷却器，更详细而言，该冷却器在相互附着的下侧构件及上侧构件之间配备有真空腔，不仅使得毛细管线容易形成，而且作为下侧构件可以直接利用电子设备内的材料，使热量冷却器不作为另外添加的部件，而是作为与电子设备一体化的构成部分，能够实现占有空间的最小化，而且根据简单的构成来实现轻薄短小化，进而保障了生产率和散热的最大化。
背景技术
一般而言，导热管(HeatPipe)是通过介质(工作油)的蒸发和凝聚，将热量从加热部传递到散热部，以便能够对电子设备内的热量进行散热的电子部件。
具体而言，导热管是在减压(ReducedPressure；真空状态)的内部置入诸如酒精或乙醇等的工作油后，如果将一侧加热，则液体成为蒸汽并向另一侧流动(在真空状态下，相变所需的温度较低。即从液体到气体的相变温度低的特性)，在另一侧，蒸汽散热而成为液体后，液体借助于毛细现象而重新还原到一侧的结构。
图1a是显示现有技术文献(韩国公布专利第2015-0091873号)的包括导热管120的便携装置的图。
参考图1a，便携装置100包括：电路基板110，其包括至少一个电子部件110a；导热管120，其配置于电子部件110a上，对从电子部件110a发生的热进行散热；及散热材料，其使电路基板110与导热管120相互粘合。
电子部件110a可以为AP(Application Processor，应用处理器)、CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)、PMIC(PowerManagement IC，电源管理集成电路)。这种电子部件110a是在便携装置中发生热的主发热源。因此，导热管120应配置于电子部件110a上，可以将电子部件110a中发生的热散热到别处。
图1b是图示现有技术文献的在电路基板配置导热管的一个示例的图。
导热管120包括：蒸发部(Evaporator；310)，其配置于电子部件110a上，吸收从电路基板110发生的热；连接部320，其在电路基板110的侧面区域形成，将吸收的热向与电子部件110a相向的方向传递；及凝聚部(Condenser；330)，其释放所传递的热。
蒸发部310吸收电子部件110a中发生的热，使热变化成气体。变化成气体的热沿着连接部320移动到凝聚部330。凝聚部220在将变化成气体的热凝聚成液体的同时，释放所吸收的热。释放的热重新沿着连接部320移动到蒸发部310。
因此，导热管120可以将电路基板110a中发生的热，分散到电路基板110之外的便携装置内。
图1c是图示现有技术文献的导热管的图。
参照图1c，便携装置a是将图1b的便携装置沿“X2”切开的剖面图。沿X2切开的部分是形成导热管120的连接部320的部分。导热管120可以由蒸汽腔410、引流芯(Wick；420)、导热构件430构成。
参考图1c，蒸汽腔410(Vapor Cavity)可以使从电路基板450吸收的热发生相变而形成为气体。变化成气体的热沿着蒸汽腔410移动，传递到凝聚部330。引流芯420环绕蒸汽腔410，可以使从凝聚部330释放的热发生相变而变换成液体。变化为液体的热沿着引流芯420重新传递到蒸发部310。导热构件430包围引流芯420而形成。导热构件430可以以铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)、钛(Ti)、铬(Cr)、金(Au)、碳(C)、镍(Ni)、铁(Fe)、铂(Pt)、石墨(Graphite)及氮化硼(BN)中至少一者或两者以上的合金构成。
可是，利用导热管120来吸收电子部件11a的热并在电池处进行散热，导热管120厚度又过大。当考虑到便携装置的宽度时，从电子部件110a直接连接到电池130的形态插入导热管120的方式，不仅需要另外的空间，而且该插入工序也麻烦。进而在蒸汽腔410内放入引流芯420后进行按压时，往往导致不良。而且导热管120无法自由弯曲或折弯，有着很难设置在电子设备内的问题。
图2是显示制作通常的电子设备用导热管P的工序的剖面图。
通常的电子设备用导热管设计成在由铜构成的管P内插入网(Mesh；M)，在真空处理的状态下加入工作油R后进行压平，如现有技术文献所示，导热管配置于电路基板的旁边，根据工作油R的气化及凝聚的相变来进行散热。
可是，这种用于电子设备的常规导热管存在着，当在铜质管P内插入网(Mesh；M)后，在真空处理的状态下加入工作油R后进行压平时，发生大量不良的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种热量冷却器，该冷却器在相互附着的下侧构件及上侧构件之间配备有真空腔，不仅使得毛细管线容易形成，而且作为下侧构件可以直接利用电子设备内的材料，使热量冷却器不作为另外添加的部件，而是作为与电子设备一体化的构成部分，能够实现占有空间的最小化及根据简单构成来实现轻薄短小化，进而保障生产率和散热的最大化。
本发明的目的在于提供一种热量冷却器，该冷却器的凝聚部比移动部及气化部相对更宽、更深地形成，使得能够在保障工作油的高效循环的同时，防止工作油的流体干涸(Dry)现象。
本发明的目的在于提供一种热量冷却器，该冷却器在真空腔的两侧形成了毛细管线，并在毛细管线之间形成了通道，使得工作油充分时，可以通过毛细管线及中央的通道而迅速循环。
本发明的目的在于提供一种热量冷却器，该冷却器在真空腔的中心形成了毛细管线，并在毛细管线的两侧分别设置通道，使得工作油充分时，可以通过毛细管线及两侧的通道而迅速循环。
本发明的目的在于提供一种热量冷却器，该冷却器的线形管线的真空腔在面状区域内为，以凝聚部为中心的并相互连通的多个线形管线，使得能够保障散热的最大化。
本发明的目的在于提供一种热量冷却器，该冷却器的上侧构件安放并附着于下侧构件的安放槽内，可以有助于坚固地固定及整体厚度最小化。
本发明的目的在于提供一种热量冷却器，该冷却器的毛细管线为具有毛细管的薄片并介于下侧构件及上侧构件之间，能够在保障组装作业便利的同时，在薄片上预先形成更纤细、多样的毛细管线。
本发明的目的在于提供一种热量冷却器，在下侧构件还具备用于散热的多个散热针，以求散热的最大化。
为了达成上述目的，本发明的热量冷却器的技术构成上的基本特征包括：
相互附着的下侧构件及上侧构件；
真空腔，其配备于所述下侧构件及上侧构件之间，使得发挥凝聚部、移动部及气化部的功能；
毛细管线，其配备于所述真空腔内；
工作油，其填充于真空腔内，工作油因高温在气化部气化后，沿着移动部移动，工作油因低温在凝聚部液化后，沿毛细管线重新回到移动部及气化部，冷却器通过上述循环中的工作油的相变来实现散热。
通过上述技术特征，本发明具有的效果是，在相互附着的下侧构件及上侧构件之间配备有真空腔，不仅使得毛细管线容易形成，而且作为下侧构件可以直接利用电子设备内的材料，使热量冷却器不作为另外添加的部件，而是作为与电子设备一体化的构成部分，能够实现占有空间的最小化及根据简单构成来实现轻薄短小化，进而保障生产率和散热的最大化的效果。
进一步地，本发明的凝聚部比移动部及气化部相对更宽、更深地形成，使得能够在保障工作油的高效循环的同时，防止工作油的流体干涸(Dry)现象的效果。
进一步地，本发明在配备于下侧构件的真空腔的底面形成毛细管线，具有能够使工作油的扩散现象实现最大化的效果。
进一步地，本发明在在真空腔的两侧形成了毛细管线，并在毛细管线之间形成了通道，使得工作油充分时，可以通过毛细管线及中央的通道而迅速循环的效果。
进一步地，本发明在真空腔的中心形成了毛细管线，并在毛细管线的两侧分别设置通道，使得工作油充分时，可以通过毛细管线及两侧的通道而迅速循环的效果。
进一步地，本发明的线形管线的真空腔在面状区域内为，以凝聚部为中心的并相互连通的多个线形管线，使得能够保障散热的最大化的效果。
进一步地，本发明的上侧构件安放并附着于下侧构件的安放槽内，具有可以有助于坚固地固定以及整体厚度最小化的效果。
进一步地，本发明具有可以借助于引导凸起及引导孔而保障下侧构件及上侧构件相互间的简单组装及坚固组装的效果。
进一步地，本发明的毛细管线为具有毛细管的薄片配备并介于下侧构件及上侧构件之间，具有可以在保障组装作业便利的同时，在薄片上预先形成更纤细、多样的毛细管线的效果。
进一步地，本发明在下侧构件还具备用于散热的多个散热针，具有以求散热最大化的效果。
附图说明
图1a是显示现有技术文献的包括导热管的便携装置的图；
图1b是图示现有技术文献的在电路基板配置导热管的一个示例的图；
图1c是图示现有技术文献的导热管的图；
图2是显示制作通常的电子设备用导热管的工序的剖面图；
图3是显示本发明的热量冷却器的分解立体图；
图4a及图4b是显示本发明实施例的热量冷却器的剖面图；
图5a及图5b是分别显示本发明实施例的热量冷却器中应用的毛细管线的剖面图；
图6a及图6b是分别显示本发明实施例的热量冷却器中应用的真空腔的立体图；
图7a至图7c是显示本发明实施例的热量冷却器的分解立体图或主要部分切开立体图；
图8a是显示应用本发明的热量冷却器的电子设备内的电路基板及防护罩的立体图及分解立体图；
图8b是显示应用本发明的热量冷却器的手机的框架的分解立体图；
图9a及图9b是显示应用本发明的热量冷却器的LED灯具框架的分解立体图。
以下为附图标记说明。
H：下侧构件 H1：散热针
H2：安放槽 H3：引导凸起
S：上侧构件 S1：引导孔
J：粘合手段 C：真空腔
C1：凝聚部 C2：移动部
C3：气化部 M：毛细管线
M1：薄片 R：工作油
U：通道 10：防护罩
100：电路基板 200：手机的框架
300：LED灯具框架
具体实施方式
参照附图，说明本发明的热量冷却器的优选实施例，其实施例可以存在多个，通过这些实施例，可以更好地理解本发明的目的、特征及优点。
图3是显示本发明的热量冷却器的分解立体图，图4a及图4b是显示本发明实施例的热量冷却器的剖面图。
本发明的热量冷却器如图3至图4b所示，包括：相互附着的下侧构件H及上侧构件S；真空腔C，其配备于下侧构件H及上侧构件S之间，使得发挥凝聚部C1、移动部C2及气化部C3的功能；毛细管线M，其配备于真空腔C内；工作油R，其填充于真空腔C内，工作油R因高温在气化部C3气化后，沿着移动部C2移动，工作油R因低温在凝聚部C1液化后，沿毛细管线M重新回到移动部C2及气化部C3，冷却器通过上述循环中的工作油R的相变来实现散热。
真空腔C内的工作油R根据与气化部C3碰到或接近的手机或平板电脑、家电制品或LED灯等电子设备内的诸如电路基板100、IC芯片、CPU、LED等各种部件所发生的高热进行气化(真空腔C为真空状态，因而工作油R的气化温度变得较低，即可以使得从大致30～50℃开始气化，降低散热温度，积极地实现电子设备内的散热)后，经移动部C2在低热状态的凝聚部C1进行液化。本发明通过上述相变过程来实现散热，使得可以积极冷却电子设备内的热量，而且通过工作油R从气化部C3开始沿毛细管线M，到达移动部C2及凝聚部C1的反复的气化和凝聚循环来实现持续的散热。
特别是在相互附着的下侧构件H及上侧构件S之间配备有真空腔C，不仅使得毛细管线M容易形成，而且作为下侧构件H可以直接利用电子设备内的材料(由金属、FCCL(Flexible Copper Clad Laminate，柔性覆铜板)、散热塑料等构成的材料)，使热量冷却器不作为另外添加的部件，而是作为与电子设备一体化的构成部分，能够实现占有空间的最小化，而且根据简单的构成来实现轻薄短小化，进而保障了生产率和散热的最大化。
根据本发明，真空腔C如图4a所示，可以配备于下侧构件H，利用上侧构件S的简单粘合手段J(粘合剂或双面胶带等)来完成附着，当然可以如图4b及后述图7b所示，配备于下侧构件H及上侧构件S，通过相互间的粘合来完成。
另一方面，本发明的热量冷却器中应用的真空腔C的凝聚部C1如图3所示，比移动部C2及气化部C3相对更宽、更深地形成，在保障工作油R的高效的循环的同时，还防止工作油R的流体干涸(Dry)现象。
图5a及图5b是分别显示本发明实施例的热量冷却器中应用的毛细管线M的剖面图。
工作油R在气化部C3气化后，在凝聚部C1液化时，使得工作油R可以沿着毛细管线M重新扩散并回流到气化部C3。在本发明中，在配备于下侧构件H的真空腔C的底面形成了毛细管线M，使得工作油R的扩散现象实现最大化。
如图5a所示，在真空腔C的两侧形成了毛细管线M，且在毛细管线M之间设置了通道U。当工作油R充分时，可以通过毛细管线M及中间的通道U迅速地循环。
如图5b所示，在真空腔C的中心形成了毛细管线M，且在毛细管线M的两侧分别设置了通道U。当工作油R充分时，工作油R可以通过毛细管线M及两侧的通道U迅速地循环。
图6a及图6b是分别显示本发明实施例的热量冷却器中应用的真空腔C的立体图。
根据本发明，下侧构件H及上侧构件S由面状区域构成，真空腔C在面状区域内以线形管线形成，可以保障工作油R的循环，进而，如图6a及图6b所示，线形管线的真空腔在面状区域内为，以凝聚部为中心的并相互连通的多个线形管线，可以保障散热的最大化。
图7a至图7c是显示本发明实施例的热量冷却器的分解立体图或主要部分切开立体图。
根据本发明的实施例，如图7a所示，下侧构件H包括沿真空腔C周边配备的安放槽H2，上侧构件S安放并附着于安放槽H2。即上侧构件S安放并附着于下侧构件H的安放槽H2内，可以使上侧构件S坚固地固定，且能够实现整体厚度的最小化。
如图7b所示，下侧构件H包括沿真空腔C周边凸设的引导凸起H3，上侧构件S包括与引导凸起H3吻合的引导孔S1，保障下侧构件H及上侧构件S相互间的简单坚固的组装。
如图7c所示，毛细管线M为具有有毛细管的薄片M1，毛细管线M介于下侧构件H及上侧构件S之间，使得简单地插入于真空腔C内。从而保障组装作业便利的同时，可以在薄片M1预先形成更纤细、多样的毛细管线M。
另一方面，根据本发明的实施例，下侧构件H如图6b所示，还具备用于散热的多个散热针H1，有助于散热的最大化。
图8a是显示应用本发明的热量冷却器的电子设备内的电路基板100及防护罩的立体图及分解立体图。图8b是显示应用本发明的热量冷却器的手机的框架200的分解立体图。图9a及图9b是显示应用本发明的热量冷却器的LED灯具框架300的分解立体图。
本发明以下侧构件H及上侧构件S为基本构成而构成。如图8a所示，可以将装载诸如手机等各种电路部件后进行保护的防护罩(Shield Can)10作为下侧构件H来完成热量冷却器。如图8b所示，可以将手机的框架200作为下侧构件H来完成热量冷却器。如图9a及图9b所示，可以将LED灯具框架300作为下侧构件H来完成热量冷却器。

Claims (10)

1.一种热量冷却器，其特征在于，所述热量冷却器用于电子设备，所述热量冷却器包括：
相互附着的下侧构件(H)及上侧构件(S)，所述下侧构件(H)直接利用所述电子设备内的材料，以作为与所述电子设备一体化的构成部分；
真空腔(C)，其配备于所述下侧构件(H)及上侧构件(S)之间并发挥凝聚部(C1)、移动部(C2)及气化部(C3)的功能；
毛细管线(M)，其配备于所述真空腔(C)内；
工作油(R)，其填充于所述真空腔(C)内，所述工作油(R)因高温在所述气化部(C3)气化后，沿着所述移动部(C2)移动，所述工作油(R)因低温在所述凝聚部(C1)液化后，沿所述毛细管线(M)重新回到所述移动部(C2)及气化部(C3)，所述冷却器通过上述循环中的所述工作油(R)的相变来实现散热；
其中，所述下侧构件(H)及上侧构件(S)为面状区域，所述真空腔(C)在所述面状区域内为线形管线，并且线形管线的所述真空腔(C)在所述面状区域内为，以所述凝聚部(C1)为中心并相互连通的多个线形管线。
2.根据权利要求1所述的热量冷却器，其特征在于，所述真空腔(C)配备于所述下侧构件(H)，或配备于所述下侧构件(H)和所述上侧构件(S)。
3.根据权利要求2所述的热量冷却器，其特征在于，所述凝聚部(C1)与所述移动部(C2)和气化部(C3)相比，更宽、更深地形成。
4.根据权利要求2所述的热量冷却器，其特征在于，所述毛细管线(M)形成在配备于所述下侧构件(H)的所述真空腔(C)的底面。
5.根据权利要求4所述的热量冷却器，其特征在于，所述毛细管线(M)形成在所述真空腔(C)的两侧，所述毛细管线(M)之间设有通道(U)。
6.根据权利要求4所述的热量冷却器，其特征在于，所述毛细管线(M)形成在所述真空腔(C)的中心，所述毛细管线(M)的两侧分别设有通道(U)。
7.根据权利要求2所述的热量冷却器，其特征在于，所述下侧构件(H)沿所述真空腔(C)周边具备安放槽(H2)，所述上侧构件(S)安放并附着于所述安放槽(H2)。
8.根据权利要求2所述的热量冷却器，其特征在于，所述下侧构件(H)具备沿所述真空腔(C)周边凸出的多个引导凸起(H3)，所述上侧构件(S)具备与所述引导凸起(H3)吻合的引导孔(S1)。
9.根据权利要求1所述的热量冷却器，其特征在于，所述毛细管线(M)为具有毛细管的薄片(M1)，所述毛细管线(M)介于所述下侧构件(H)及上侧构件(S)之间并插入于所述真空腔(C)内。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的热量冷却器，其特征在于，所述下侧构件(H)还具备用于散热的多个散热针(H1)。
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