CN111132520A - 电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电子设备，所述电子设备包括外壳、主板、电子元器件和散热组件，所述主板和所述散热组件固定于所述外壳内，所述电子元器件与所述主板电连接；所述散热组件包括导热盒体、相变材料和第一导热件；所述导热盒体固定于所述外壳内，所述相变材料填充于所述导热盒体内；所述第一导热件一端与所述电子元器件连接，另一端与所述导热盒体连接，所述第一导热件将所述电子元器件的热量传导至所述导热盒体，所述导热盒体将热量传递至所述相变材料，所述相变材料吸收热量。该电子设备具有散热性能良好的优点，通过设置导热盒体和导热盒体内的相变材料，可以有效提升散热效果。

Description

电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备领域，尤其涉及一种散热功能良好的电子设备及其散热装置。

背景技术

电子设备的电子元器件如电容、二极管、晶体管、电源、处理器等在工作时会产生热量，如果热量得不到及时的散发，即电子元器件得不到及时的降温，电子元器件热量积累并处于非正常工作温度范围工作，如高温环境下工作，一定时间后，会损坏电子元器件。目前市面上大部分是使用自然降温散热，这种方法通过将电子元器件所产生的的热量传递至周围的空气，用来带走电子元器件产生的热量，但是由于空气的导热性能较差，所以很难满足快速散热的需求，采用此类方法散热的电子设备也无法搭载大功率的电子元器件，造成电子设备功能受限。

发明内容

本申请提供一种散热效率良好的电子设备，包括外壳、主板、电子元器件和散热组件，所述主板和所述散热组件固定于所述外壳内，所述电子元器件与所述主板电连接；所述散热组件包括导热盒体、相变材料和第一导热件，所述导热盒体固定于所述外壳内，所述相变材料填充于所述导热盒体内，所述第一导热件一端与所述电子元器件连接，另一端与所述导热盒体连接，所述第一导热件将所述电子元器件的热量传导至所述导热盒体，所述导热盒体将热量传递至所述相变材料，所述相变材料吸收热量。

其中，所述散热组件还包括第二导热件，第二导热件固定于导热盒体，第二导热件与所述相变材料接触，第二导热件还与所述第一导热件和/或所述导热盒体接触。

其中，所述第二导热件贯穿所述导热盒体相对侧壁，第二导热件的两端分别与所述第一导热件连接，且第二导热件与所述相变材料接触。

其中，处于导热盒体内部的第二导热件以折叠形状延伸或直线延伸。在所述第二导热件直线延伸时，存在若干第二导热件相互平行，且同时存在若干第二导热件相互垂直。

其中，第二导热件上还包括若干导热凸起，导热凸起一端与第二导热件连接，另一端延伸至相变材料，若干个导热凸起由第二导热件从各个方向向相变材料延伸。

其中，导热凸起上还设置有若干第二导热凸起或导热凹部。

其中，第二导热件上包括第二传热块和第二导热件，第二传热块固定于导热盒体，第二传热块一端与第一导热件接触，另一端与第二导热件和相变材料接触，第二导热件由第二传热块延伸至相变材料。

其中，所述电子设备还包括散热鳍片，散热鳍片处于外壳和导热盒体之间，所述散热鳍片一端与所述散热组件连接，另一端与外壳连接并通过外壳将热量传递至外部，或在外壳开设有散热区域时，散热鳍片另一端延伸至散热区域并通过散热区域将热量传递至外部。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的电子设备的立体示意图；

图2是本申请实施例提供的散热组件的立体示意图一；

图3是本申请实施例提供的散热组件的立体示意图二；

图4是本申请实施例提供的主板、电子元器件和散热组件的立体示意图；

图5是本申请实施例提供的导热盒的正视图；

图6是图5沿I－I线的剖面结构示意图；

图7是本申请实施例提供的第二导热件的立体示意图一；

图8是本申请实施例提供的第二导热件的截面示意图一；

图9是本申请实施例提供的第二导热件的截面示意图二；

图10是本申请实施例提供的第二导热件的立体示意图二；

图11是本申请实施例提供的第二导热件的立体示意图三；

图12是本申请实施例提供的主板、电子元器件、散热组件和散热鳍片的立体示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本申请公开了一种电子设备100，电子设备100包括手机、电子手表、平板电脑及其他集成有多个电子元器件的功能组件等。

请参阅图1，所述电子设备100包括外壳10、主板20、电子元器件30和散热组件40，外壳10具有容纳空间，所述主板20固定于所述外壳10内，所述电子元器件30与所述主板20电连接，电子元器件30可固定于外壳10内或主板20上，所述散热组件40与所述电子元器件30连接，所述散热组件40可固定于外壳10内或主板20上，所述外壳10将主板20、电子元器件30和散热组件40容纳其中，以隔离外部环境，防止灰尘杂质进入容纳空间，与电子元器件和主板接触，而影响电子元器件工作或增加电子元器件发热量。所述散热组件40吸收电子元器件热量使电子元器件降温，以使电子元器件保持在正常工作温度范围内工作。

请参阅图2至图3，所述散热组件40包括导热盒体41、相变材料和第一导热件42；所述导热盒体41固定于所述外壳10或所述主板20上，所述相变材料填充于所述导热盒体41内；所述第一导热件42一端与所述电子元器件30连接，另一端与所述导热盒体41连接，所述第一导热件42将所述电子元器件30的热量传导至所述导热盒体41，所述导热盒体41将热量传递至所述相变材料，所述相变材料吸收热量，从而实现电子元器件的散热，以使电子元器件降温。所述相变材料是指温度不变的情况下，通过改变物质状态，提供潜热的物质，即在一定温度范围内，可通过改变自身物理状态而吸收或释放热量。以固－液相变材料为例，固态吸热后转化为液态，液态放热后转化为固态，相变材料为散热组件中主要吸热部分。具体的，相变材料包括但不限于为石蜡，石蜡在室温条件下为固态，持续吸收热量到达熔点后会转化为液态石蜡；当温度回复到室温环境过程中，液态石蜡散发热量转化为固态石蜡。导热盒体41是容纳相变材料的容器，导热盒体41密封保存相变材料。可以将相变材料加热为液体状态后注入到导热盒体41，待液态相变材料冷却为固态相变材料后将导热盒体41密封处理，也可以将固态相变材料放入导热盒体，再对导热盒体密封处理。

在本实施例中，第一导热件42、导热盒体41和电子元器件30都设置在主板20上，导热盒体41不与电子元器件30直接接触，即电子元器件30与导热盒体41相分离、具有一定距离，通过第一导热件42连接导热盒体41和电子元器件30，第一导热件42将电子元器件30产生的热量传递导热盒体41进而传导至相变材料。

可以理解，电子元器件30还可以采用紧挨导热盒体41的排布方式设置，电子元器件与导热盒体直接接触连接，如此，可缩短热量传导距离，且不需要第一导热件42。

可以理解，所述第一导热件42与所述电子元器件30连接，可以是所述第一导热件42完全覆盖或部分覆盖所述电子元器件30的发热区域。优选的，第一导热件42部分覆盖电子元器件30的发热区域时，第一导热件42与电子元器件30连接的端部设有主干部分和分支部分，分支部分从主干部分延伸而出，与电子元器件30连接，分支部分覆盖电子元器件30主要的主要发热区域，此时第一导热件42可以利用较少的材料完成对电子元器件30主要发热区域的覆盖。第一导热件42可以连接一个电子元器件30，也可以连接多个电子元器件30。第一导热件42的材料可以选用导热性能良好的金属，如铜、铝等，也可选用导热性能良好的非金属材料，如石墨、硅胶等。

进一步，所述散热组件40还包括第二导热件43，第二导热件43固定于导热盒体41，第二导热件43与相变材料接触，且第二导热件43还与第一导热件42和/或导热盒体接触。即，第二导热件43的一部分处于所述导热盒体41内并与所述相变材料接触，另一部分与第一导热件42和/或导热盒体接触。通过第二导热件43可将热量以更有效率、更充分、更均匀、更广范围的传递至相变材料各部分，促进相变材料对热量的吸收。优选的，第二导热件43有规律、有层次、均匀的向相变材料延伸。第二导热件材料与相变材料之间不发生化学反应。

所述第二导热件43的具体实施例一，第二导热件43安装于导热盒体内壁，一端与导热盒体41内壁接触，另一端延伸至所述导热盒体41内并与所述相变材料接触。增设第二导热件可避免第一导热件42将热量传递至导热盒体41，导热盒体41将热量传递至相变材料时，导热盒体41与相变材料的接触面积有限，热量容易在相变材料与导热盒体41接触部分聚集，不易将热量充分传递至与导热盒体壁距离较远的相变材料。

进一步，第二导热件43贯穿导热盒体壁并固定安装于导热盒体壁，其一端延伸至所述导热盒体41内并与所述相变材料接触，另一端与所述第一导热件42接触。如此，热量通过第一导热件42直接传递至第二导热件43，相比于实施例一中热量先传递至导热盒体41再传递至第二导热件43，提高了热量传递效率。另，在实施例一中，导热盒体41材质需满足可导热且不与相变材料发生化学反应两个条件，在本实施例中，导热盒体41材料只需满足不与相变材料发生化学反应一个条件即可，可使导热盒体41材料有更广的选择范围。在导热盒体41采用导热性差的材料制成时，有助于将传导至导热盒体相变材料中的热量保持在导热盒体中，导热盒体中的热量不会通过导热盒体的导热作用而散发导热盒体外部。可以理解，第二导热件43可一端贯穿导热盒体壁，也可以两端均贯穿导热盒体壁。优选的，第二导热件43两端分别贯穿导热盒体壁并固定安装于导热盒体壁，第二导热件43处于导热盒体41内的部分与所述相变材料接触，如此第二导热件43两端均可与第一导热件42连接，以使第二导热件43两端均可传热，不会出现第二导热件43与第一导热件42连接的一端温度高，而未与第一导热件42连接的一端温度低的情况。

进一步，请参阅图4～图6，第二导热件43处于导热盒体内的部分于导热盒体内部区域以折叠形状延伸，折叠形状包括脉冲波形、正弦波形、矩形波形、锯齿波、三角波形以及其他曲折延伸形状。折叠形状延伸可以增加第二导热件43在导热盒体41中的长度，即增大了第二导热件43与相变材料的接触面积。优选的，第二导热件43于导热盒体中间区域折叠延伸，以使热量从导热盒体中间区域向周围各方向传递，提升了热量传递效率。可以理解，第二导热件43还可以在导热盒体41中回绕多次，或若干第二导热件43平行排布，以形成多个均匀排布、多层次的折叠形状，进一步增大第二导热件43在导热盒体41中的长度和传热的面积。此时，第二导热件43可以为立方体板状形状。

可以理解，第二导热件43还可以是在导热盒体41内直线延伸，第二导热件43的两端贯穿导热盒体41的相对侧壁，第二导热件43的两端穿过导热盒体壁与第一导热件42连接。若干个第二导热件43相互平行，在导热盒体内形成均匀设置的导热平行线，以更均匀地将热量传递至相变材料。进一步，存在若干个第二导热件43相互平行，且同时存在若干个第二导热件43相互垂直还可以在导热盒体内形成导热网，如：形成立体“井”字形的导热网，均匀分布于导热盒体41各区域。此时，第二导热件43可以为圆柱形状。

可以理解，第一导热件42可以与第二导热件43一对一连接，也可以是第一导热件42同时与若干第二导热件43连接。

进一步，第二导热件43上还包括若干导热凸起，导热凸起一端与第二导热件43连接，另一端延伸至相变材料，多个导热凸起由第二导热件43从各个方向向相变材料延伸，如此，增加第二导热件43与相变材料的接触面积，更利于热量可从第二导热件43向各处相变材料传递，优选的，导热凸起有规律，均匀的向相变材料延伸。如，若使第二导热件43处于导热盒体41中间区域时，多个导热凸起使热量从导热盒体中间区域向导热盒体41的边缘区域均匀传导，以便于相变材料均匀吸收热量，防止导热盒体41内的相变材料局部过热。导热凸起形状包括半圆形、圆柱形、立方体形以及其他凸起形状。具体的，所述导热凸起为圆柱体导热柱。导热柱还可进一步设置若干第二导热凸起或导热凹部，以增加导热柱与相变材料的接触面积，加快导热柱与相变材料之间的传热效率。

所述第二导热件43的实施例二，请参阅图7，所述第二导热件43包括第二传热块431和第二传热件432，所述第二传热块431固定于所述导热盒体41壁，一端与所述第一导热件42接触，另一端与第二传热件432接触，所述第二传热件432一端固定于所述第二传热块431上，另一端朝远离所述第二传热块431方向延伸并与所述相变材料接触，以将第二传热块431上的热量快速传递至相变材料中。所述第二传热块431可增加第二导热件43与第一导热件43之间的接触面积，增加可传导的热量。且第二传热块431未与第二传热件432接触部分，会与相变材料接触，进一步增加第二导热件43与相变材料的接触面积，增强热传导能力。优选的，第二传热块431为导热盒体壁的一部分，即第二传热块431嵌入导热盒体壁。第二传热块431和第二传热件432可以选用化学性质不活泼且不与相变材料发生化学反应的金属材料和非金属材料，如铜、导热塑料等。

第二传热件432包括圆柱、立方体及其他凸起形状。

第二传热件432的具体实施例一，所述第二传热件432为多个圆柱体传热柱4321，传热柱4321在第二传热块431上均匀排布，所述传热柱4321与第二导热件43相互垂直，一端固定在第二导热件43表面，另一端向远离第二导热件43方向延伸并与相变材料接触，所述传热柱4321另一端还可延伸至导热盒体41内壁，也即传热柱4321一端与第二传热块431固定连接，另一端与导热盒体41内壁固定连接，此时传热柱4321可以与相变材料接触更充分。

请参阅图8和请参阅图9，所述传热柱4321还可包括多个传热凸部4322，所述传热凸部4322设置于所述传热柱4321外表面。传热凸部4322可以增加传热柱4321与相变材料的接触面积，加快传热柱4321与相变材料之间的传热效率。传热凸部4322的形状可以为半圆形，圆柱形，矩形等。进一步，传热凸部4322还可以延伸至其他传热柱4321的表面以形成传热凸部网。

或传热柱4321上可以设置若干贯穿的通孔4323，液态相变材料可以通过通孔4323流动，加强相变材料在导热盒体41内流动，也即加快了相变材料内部的热交换。

或传热柱4321表面还可以设置传热凹部，传热凹部也可以增加传热柱4321表面与相变材料的接触面积，加快传热效率。

所述第二传热件432具体实施例二，请参阅图10和图11，所述第二传热件432为传热板4324，即立方体形状，其中一个表面与第二传热块431固定连接，即传热板4324与第二传热块431相互垂直，传热板另一端延伸至相变材料。如此，第二传热块431将热量传递至传热板4324，传热板4324将热量传递至相变材料，由于传热板4324与相变材料有较大的接触面积，可以快速将热量传递至相变材料之中，传热板4324的数量可以为多个，多个传热板4324间隔、均匀排布于第二传热块431表面。传热板4324上可以设置多个传热凸部或传热凹部，以增大与相变材料的接触面积。传热板4324可连接导热盒体相对内壁，以将相变材料分隔在若干个相互独立的分隔区域，也可以不连接导热盒体相对内壁，即一端与导热盒体壁保持有间隙，以在以将相变材料分隔在若干分隔区域时，保持相变材料的流动。另，在传热板4324连接导热盒体相对内壁时，还可以通过在传热板4324上设置多个通孔，通孔贯穿传热板4324以使相变材料可以通过通孔流动。可以理解，若使不同的第二导热件42与不同电子元器件30连接，如第二导热件42与电子元器件30形成一一对应关系，且设定的第二导热件42热量主要在设定相变材料区域传导，此时，若使设定相变材料区域为独立的分隔区域，则可通过对独立的相变材料设定区域进行分区检测，如分区温度检测，以测算获取对应的电子元器件情况。在相变材料可在各区域流动时，便于不同区域相变材料相互之间的热量传递。

请参阅图12，所述电子设备100还包括多个散热鳍片50，散热鳍片50处于外壳10和导热盒体41之间，所述散热鳍片50一端与所述散热组件40连接，另一端连接至外壳10通过外壳将热量传递至外部，或延伸至外壳10开设的散热区域通过散热区域将热量传递至外部，即散热鳍片50可将散热组件40的热量传递至外部。散热鳍片50优选为板状结构，散热鳍片50可以采用导热性能良好的铜合金和铝合金。

可以理解，在外壳开设有散热区域时，外壳还包括第一容纳空间和第二容纳空间，第一容纳空间为封闭空间，用于容纳主板20、电子元器件30、以及散热组件40，第二容纳空间开设有散热区域，散热鳍片50容纳于第二容纳空间，散热鳍片可贯穿第一容纳空间与第二容纳空间之间的分隔壁与散热组件接触。如此，可避免开设有外壳10开设有散热区域，外壳内与外部连通时，外部灰尘从散热区域进入电子元器件，影响电子元器件工作或增加电子元器件发热，可以理解，第一容纳空间与第二容纳空间之间的分隔壁可以包括导热盒体壁。进一步，第一容纳空间还可以是真空封闭空间，此时，因真空不传热，电子元器件的热量均只能通过第一导热件42传导至相变材料，而不会有其他方式传导热量，因此，第一容纳空间的壳体不会因为出现空气传热而使壳体发热的情况。

可以理解，散热鳍片50可与导热盒体41、相变材料或第二导热件43连接，优选的，散热鳍片50一端与第二导热件43直接连接，如此，第二导热件43的热量可通过散热鳍片50直接传导至外部，只有在第二导热件43热量过多，通过散热鳍片50散热不畅时，第二导热件43将多余的热量在传导至相变材料，双重散热路径，更有利于电子元器件的散热。

进一步，所述电子设备还包括温度检测装置和处理器，所述温度检测装置与处理器电连接，处理器与电子元器件电连接。可以理解，处理器也可以是电子元器件之一。温度检测装置用以获取主板、电子元器件以及相变材料任意一种或任意多种的的温度信息，并将温度检测信息反馈至处理器，预设有主板、电子元器件以及相变材料对应的安全温度阈值，处理器将温度检测装置反馈的检测温度与预设安全温度阈值进行对比，若使检测温度大于预设安全温度阈值，处理器将调整电子元器件的工作状态，如：处理器按照预设程序将从电子元器件30的工作状态调整至低功耗状态或者停止运行状态，以减少电子元器件30产生的热量。

可以理解，温度检测装置可以包括多个，分别用于检测电子元器件、主板及相变材料。优选的，温度检测装置用于检测相变材料温度，通过相变材料温度获取或测算电子设备整体温度情况，如此，可减少温度检测装置数量，避免温度检测装置于多个电子元器件一一对应。优选的，相变材料中设置有多个温度检测装置，多个温度检测装置设置在相变材料各处，以在相变材料为固态时，各处温度不均匀的情况下通过预设算法，获取相变材料的大致温度，可以理解，在相变材料为液态时，各温度检测装置反馈的检测温度相同，此时，处理器可判断相变材料已处于液态状态，相变材料即将到达安全温度阈值，可对外发出警报信息。

本申请所提供的电子设备具有散热性能良好的优点，通过设置导热盒体和导热盒体内的相变材料，可以有效提升散热效果。

以上在说明书、权利要求书以及附图中提及的特征，只要在本申请的范围内是有意义的，均可以任意相互组合。

以上是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括外壳、主板、电子元器件和散热组件，所述主板和所述散热组件固定于所述外壳内，所述电子元器件与所述主板电连接；所述散热组件包括导热盒体、相变材料和第一导热件，所述导热盒体固定于所述外壳内，所述相变材料填充于所述导热盒体内，所述第一导热件一端与所述电子元器件连接，另一端与所述导热盒体连接，所述第一导热件将所述电子元器件的热量传导至所述导热盒体，所述导热盒体将热量传递至所述相变材料，所述相变材料吸收热量。

2.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述散热组件还包括第二导热件，第二导热件固定于导热盒体，第二导热件与所述相变材料接触，第二导热件还与所述第一导热件和/或所述导热盒体接触。

3.如权利要求2所述的电子设备，其特征在于，所述第二导热件贯穿所述导热盒体相对侧壁，第二导热件的两端分别与所述第一导热件连接，且第二导热件与所述相变材料接触。

4.如权利要求3所述的电子设备，其特征在于，处于导热盒体内部的第二导热件以折叠形状延伸或直线延伸。在所述第二导热件直线延伸时，存在若干第二导热件相互平行，且同时存在若干第二导热件相互垂直。

5.如权利要求4所述的电子设备，其特征在于，第二导热件上还包括若干导热凸起，导热凸起一端与第二导热件连接，另一端延伸至相变材料，若干个导热凸起由第二导热件从各个方向向相变材料延伸。

6.如权利要求5所述的电子设备，其特征在于，导热凸起上还设置有若干第二导热凸起或导热凹部。

7.如权利要求2所述的电子设备，其特征在于，第二导热件上包括第二传热块和第二导热件，第二传热块固定于导热盒体，第二传热块一端与第一导热件接触，另一端与第二导热件和相变材料接触，第二导热件由第二传热块延伸至相变材料。

8.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括散热鳍片，散热鳍片处于外壳和导热盒体之间，所述散热鳍片一端与所述散热组件连接，另一端与外壳连接并通过外壳将热量传递至外部，或在外壳开设有散热区域时，散热鳍片另一端延伸至散热区域并通过散热区域将热量传递至外部。

9.如权利要求8所述的电子设备，其特征在于，外壳还包括第一容纳空间和第二容纳空间，第一容纳空间为封闭空间，第一容纳空间容纳主板、电子元器件、以及散热组件，第二容纳空间开设有散热区域，散热鳍片容纳于第二容纳空间，散热鳍片贯穿第一容纳空间与第二容纳空间之间的分隔壁并与散热组件接触。

10.如权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备还包括温度检测装置和处理器，温度检测装置和处理器电连接，处理器与电子元器件电连接；所述温度检测装置检测所述相变材料的温度，并将检测温度反馈至处理器，所述处理器将检测温度与预设安全温度阈值进行对比，若使检测温度大于预设安全温度阈值，所述处理器调整所述电子元器件的工作状态以降低所述电子元器件发热。

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