CN116847621A - 散热模组和电子设备 - Google Patents

散热模组和电子设备 Download PDF

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CN116847621A CN202210842406.9A CN202210842406A CN116847621A CN 116847621 A CN116847621 A CN 116847621A CN 202210842406 A CN202210842406 A CN 202210842406A CN 116847621 A CN116847621 A CN 116847621A
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张洲
靳林芳
方浩明
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Abstract

本申请实施例提供一种散热模组，包括两相散热件，两相散热件包括密封的金属外壳和位于金属外壳内部的液体工质；非金属散热件，非金属散热件与两相散热件的金属外壳焊接连接，非金属散热件和两相散热件之间形成有焊接层，非金属散热件与两相散热件相连接的表面设有金属层，金属层位于非金属散热件与焊接层之间，金属层为含钛金属层。该散热模组将两相散热件与非金属散热件配合使用，并通过在非金属散热件表面设置含钛金属层，实现与两相散热件的可靠焊接连接，该散热模组结构稳定，可以实现较好的散热均热效果，还可以一定程度满足散热模组的减重减薄、降成本需求。本申请实施例还提供了包含该散热模组的电子设备。

Description

散热模组和电子设备
本申请是分案申请，原申请的申请号是202210296597.3，原申请日是2022年3月24日，原申请的全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请实施例涉及散热技术领域，特别是涉及一种散热模组和包含该散热模组的电子设备。
背景技术
随着电子设备小型化、高集成化、多功能化的发展，电子设备中的热点失效问题已成为消费电子领域的关键挑战。为了快速地将大功耗芯片的热点进行均热，传统的手段是使用热管(Heat Pipe，HP)、均热板(Vapor Chamber，VC，也叫平面热管)或环路热管(LHP,Loop Heat Pipe)等两相散热件进行散热均热。然而，这些两相散热件虽然导热性能优异，但存在厚度高、体积大、质量重、成本高等缺点，因而无法更好地满足折叠手机、平板电脑、可穿戴设备(眼镜、手表、VR)等电子设备的减重和降成本需求。
发明内容
鉴于此，本申请实施例提供一种散热模组，其同时包括两相散热件和非金属散热件，该散热模组中两相散热件和非金属散热件连接可靠性高，可以实现较好的散热均热效果，还可以一定程度满足散热模组的减重减薄、降成本需求。
具体地，本申请实施例第一方面提供一种散热模组，包括：
两相散热件，所述两相散热件包括密封的金属外壳和位于所述金属外壳内部的液体工质；
非金属散热件，所述非金属散热件与所述两相散热件的金属外壳焊接连接，所述非金属散热件和所述两相散热件之间形成有焊接层，所述非金属散热件与所述两相散热件相连接的表面设有金属层，所述金属层位于所述非金属散热件与所述焊接层之间，所述金属层为含钛金属层。
本申请实施例提供的散热模组为包括两相散热件和非金属散热件的复合结构，其中两相散热件作为主导热结构，非金属散热件作为副导热结构，该复合结构的传热过程为，由热源处产生的热量分两部分进行散热，一部分热量直接通过作为主导热结构的两相散热件长距离快速均热，另一部分热量可传递至轻薄化的非金属散热件进行均热；因热源处产生的热量分流传导可以使主导热结构所承受传热量减少，从而可以实现主导热结构的轻量化和薄型化设计。本申请实施例提供的散热模组，将两相散热件和非金属散热件固定连接在一起进行配合使用，可使得散热模组兼具两相散热件导热性能优异和非金属散热件质轻、厚度薄、成本低的优点，同时，本申请通过在非金属散热件表面设置含钛金属层，并与两相散热件焊接连接，可实现与两相散热件的可靠固定连接，且焊接连接方式热阻低，可以实现热量由两相散热件向非金属散热件快速传导；而含钛金属层的设置可以提高焊接过程中非金属散热件的焊接力，提升非金属散热件与两相散热件之间的焊接质量，提高连接可靠性。本申请实施例提供的散热模组可以用于各种有散热需求的场景中，例如可以是用于各种需要进行散热的电子设备中，为电子设备中的各种热源器件进行导热散热。其中热源器件可以是电子设备中任何的会产生热量需要进行散热的器件，如芯片等。
本申请实施方式中，金属层可以是通过对非金属散热件进行表面金属化处理形成，所述金属层为含钛金属层。金属层中钛的存在，不仅可以与非金属散热件中的非金属原子(例如碳原子、氧原子等)形成化学键合，还能够实现原位增强，有效降低非金属散热件与金属层之间的内应力，提高金属层在非金属散热件表面的结合，同时还能提高两相散热件的金属外壳与非金属散热件之间的结合。
本申请实施方式中，所述金属层中，钛元素的质量含量在1.25％-10％范围内。适合的钛元素含量可以提高金属层在非金属散热件表面的结合，同时可以提高后续焊接的质量，提高非金属散热件与金属外壳之间的结合力，从而提高非金属散热件与两相散热件之间的结合可靠性，提高散热模组复合结构的结构稳定性。
本申请实施方式中，所述金属层中的至少部分钛与所述非金属散热件中的非金属原子形成化学键合。钛与非金属散热件中的非金属原子(例如碳原子、氧原子等)形成化学键合，能够实现原位增强，有效降低非金属散热件与金属层之间的内应力，提高金属层在非金属散热件表面的结合，进而能提高两相散热件的金属外壳与非金属散热件之间的结合。
本申请实施方式中，所述金属层还包括铜元素、银元素中的一种或多种。金属层中铜元素与低温钎料反应活性强，有利于低温钎焊；银元素可以降低金属层原料熔点，降低非金属散热件表面金属化过程所需的温度峰值，减弱非金属散热件在高温金属化过程中的变形或氧化速率。
本申请实施方式中，所述金属层中，靠近非金属散热件的一侧的钛元素含量大于靠近两相散热件的一侧的钛元素含量。靠近非金属散热件的一侧的钛元素含量大有利于金属层与非金属散热件形成紧密结合，进而提高非金属散热件与两相散热件之间的连接可靠性。
本申请实施方式中，金属层的厚度可以是10μm-100μm。适合的金属层厚度既可以与非金属散热件本体强结合，又能够有利于提高两相散热件与非金属散热件之间的焊接可靠性。
本申请实施方式中，所述焊接层的焊接温度小于或等于300℃。由于随着环境温度或工作温度上升，在≥120℃后，两相散热件内部已由真空状态变为正压态。而手机、平板电脑等电子设备中常用的HP、VC、LHP等两相散热件，其金属外壳的壁厚一般≤0.2mm，无法耐受常规＞300℃的焊接温度。本申请实施例采用熔点小于或等于300℃的钎料形成焊接层，可实现小于或等于300℃的低温焊接，这样可使内部热应力较低，避免在焊接过程对两相散热件造成不利影响。
本申请实施方式中，所述焊接层包括锡基焊接层、铟基焊接层或铋基焊接层。选择锡基焊接层、铟基焊接层、铋基焊接层有利于实现两相散热件与非金属散热件的可靠焊接连接。
本申请实施方式中，所述锡基焊接层中锡的质量含量大于或等于50％。将锡基焊接层中锡的含量控制在50％以上可以在小于或等于250℃的焊接温度下完成焊接，更好地获得强结合力，高质量、高可靠性的焊接连接。
本申请实施方式中，所述铟基焊接层中铟的质量含量大于或等于50％。将铟基焊接层中铟的含量控制在50％以上可以在小于或等于250℃的焊接温度下完成焊接，更好地获得强结合力，高质量、高可靠性的焊接连接。
本申请实施方式中，所述铋基焊接层中铋的质量含量大于或等于50％。将铋基焊接层中铋的含量控制在50％以上可以在小于或等于250℃的焊接温度下完成焊接，更好地获得强结合力，高质量、高可靠性的焊接连接。
本申请实施方式中，所述锡基焊接层包括银元素和铜元素中的一种或多种；所述铟基焊接层包括银元素。银元素、铜元素的引入有利于获得低焊接温度的钎料，同时可以更好地提高焊接质量。
本申请实施方式中，所述锡基焊接层中，银元素的质量含量为1％-10％，铜元素的质量含量为0.05％-1％；所述铟基焊接层中，银元素的质量含量为1％-10％。焊接层中，控制银元素、铜元素的含量在适合范围，有利于获得低焊接温度的钎料，同时可以更好地提高焊接质量。
本申请实施方式中，所述非金属散热件为片状或板状，所述非金属散热件通过厚度方向上的侧面与所述两相散热件的金属外壳相连接；所述非金属散热件垂直于所述厚度方向的平面方向的导热系数大于所述厚度方向的导热系数。非金属散热件在垂直于厚度方向的XY平面方向的导热系数大于厚度方向的导热系数，即非金属散热件在XY平面方向的导热性能优于其厚度方向的导热性能，本申请实施例将非金属散热件通过厚度方向上的侧面与两相散热件连接，则热源器件的热量传至两相散热件后，两相散热件的热量可以直接通过非金属散热件的XY平面方向传导开，从而可以充分利用非金属散热件的XY平面方向高导热系数特性，提高整个散热模组的导热性能，同时可以更有利于满足散热模组的减重减薄、降成本需求。
本申请实施方式中，所述非金属散热件的内部包括多层层叠的非金属原子层，所述厚度方向为所述非金属原子层的层叠方向。
本申请实施方式中，所述非金属散热件垂直于所述厚度方向的平面方向的导热系数是所述厚度方向的导热系数的10-1000倍。当非金属散热件垂直于厚度方向的平面方向的导热系数相对厚度方向的导热系数越大，则可以通过将非金属散热件厚度方向上的侧面与两相散热件连接，更有效地通过非金属散热件的XY平面方向进行导热散热，获得更大导热收益。
本申请实施方式中，所述非金属散热件可以是碳片或碳板。具体地，碳片或碳板例如可以是但不限于是石墨片或石墨板、石墨烯片或石墨烯板、金刚石片或金刚石板。碳片或碳板的形状尺寸可以根据需要设计，可以是规则形状，也可以是不规则形状，可以整体为实心板，也可以是部分开孔或凹槽等；其中尺寸包括长宽尺寸和厚度尺寸。
本申请实施方式中，所述非金属散热件垂直于厚度方向的表面上设置有凹槽或通孔，所述凹槽或通孔内具有所述厚度方向上的侧面，所述两相散热件嵌设在所述凹槽或通孔中，与所述厚度方向上的侧面相连接。将非金属散热件垂直于厚度方向的表面上开设凹槽或通孔，使两相散热件嵌设在凹槽或通孔中，既可以实现采用非金属散热件厚度方向上的侧面与两相散热件有效固定连接，提高散热模组导热散热性能；同时，非金属散热件的导热贡献增大，也有利于两相散热件的轻薄化设计；另外，两相散热件与非金属散热件组合后散热模组厚度仅由其中厚度相对较大的一者决定，从而能够避免非金属散热件与两相散热件在厚度方向上堆叠导致的散热模组厚度较厚的问题，有利于散热模组的轻薄化设计。
本申请实施方式中，所述非金属散热件还通过垂直于所述厚度方向的表面与所述两相散热件相连接。在有需要的情况下，非金属散热件通过垂直于厚度方向的表面与两相散热件相连接可以实现补强连接，使非金属散热件与两相散热件形成更稳定的固定结构，同时能够使热量传导的方向更多维化。
本申请实施方式中，所述金属外壳的材质包括金属或合金，所述金属或合金的密度大于或等于2.5g/cm3。
本申请实施方式中，所述金属外壳的材质包括铜、铜合金、不锈钢、钛、钛合金、铝、铝合金、金属复合材料中的一种或多种。上述金属材料能够较好的满足两相散热件壳体耐高温、导热好、结构稳定等性能需求。
本申请实施方式中，所述金属层的热膨胀系数介于所述金属外壳和所述非金属散热件之间。金属层的热膨胀系数介于所述金属外壳和所述非金属散热件之间能够降低焊接过程因应力集中而导致散热模组变形的倾向。
本申请实施方式中，所述焊接层的热膨胀系数介于所述金属外壳和所述非金属散热件之间。焊接层的热膨胀系数介于所述金属外壳和所述非金属散热件之间能够降低焊接过程应力集中导致散热模组变形的倾向。
本申请实施方式中，所述两相散热件包括热管(HP)、环路热管(LHP)、均热板(VC)中的一种或多种。一些实施例中，散热模组仅包括热管(HP)，或环路热管(LHP)、或均热板(VC)。一些实施例中，散热模组同时包括热管(HP)、环路热管(LHP)、均热板(VC)中的两种两相散热件。一些实施例中，散热模组同时包括热管(HP)、环路热管(LHP)和均热板(VC)三种两相散热件。
本申请实施方式中，所述散热模组还包括支撑件，所述支撑件用于承载所述两相散热件和/或所述非金属散热件。支撑件的材质、形状、尺寸等可以根据实际需要选择设计。例如，考虑屏蔽接地等实际产品需求，支撑件可以是金属支撑屏蔽板；在某些特殊场景下，支撑件50也可为石墨板、石墨烯板,例如高硬度的热解石墨板等。
本申请实施方式中，所述两相散热件用于与热源器件连接的表面上设置有热界面材料层和/或热屏蔽层。
本申请实施方式中，所述非金属散热件用于与热源器件连接的表面上设置有热界面材料层和/或热屏蔽层。
本申请实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括热源器件和本申请实施例第一方面所述的散热模组，所述散热模组用于为所述热源器件散热。
本申请实施方式中，所述两相散热件与所述热源器件相对且热接触设置。两相散热件作为散热模组的主导热结构，将其与热源器件相对且热接触设置，能够使热源器件产生的热量通过两相散热件快速传导。
本申请一些实施方式中，所述两相散热件在所述厚度方向上的正投影完全覆盖所述热源器件在所述厚度方向上的正投影。
本申请另一些实施方式中，所述两相散热件在所述厚度方向上的正投影部分覆盖所述热源器件在所述厚度方向上的正投影，所述非金属散热件在所述厚度方向上的正投影部分覆盖所述热源器件在所述厚度方向上的正投影。
本申请实施例电子设备采用本申请实施例第一方面所述的散热模组进行散热，可以获得良好的散热导热效果，同时可以更好地实现轻薄化设计。
附图说明
图1为现有电子设备中采用的传统均热板组件1的爆炸结构示意图；
图2为本申请一实施例中散热模组100的爆炸结构示意图；
图3为本申请一实施例中散热模组100的结构示意图；
图4为非金属散热件20通过XY方向平面与两相散热件10连接的热量传导示意图；
图5为非金属散热件20通过厚度方向的侧面与两相散热件10连接的热量传导示意图；
图6为非金属散热件20厚度方向上不同侧面的示意图；
图7为碳片或碳板内部碳原子层的层叠结构示意图；
图8a为本申请一实施例中非金属散热件20与两相散热件10的组合示意图；
图8b为图8a的爆炸图；
图9为本申请一实施例中散热模组100的结构示意图；
图10为本申请实施例中非金属散热件20与两相散热件10焊接连接的截面示意图；
图11a和图11b为本申请一实施例中两相散热件10与非金属散热件20焊接界面的扫描电子显微镜图；
图12a为一实施例中两相散热件10与非金属散热件20焊接界面的扫描电子显微镜图；
图12b至图12f为对应图12a的两相散热件10与非金属散热件20的焊接界面的表面元素分析图；
图13为非金属散热件20与两相散热件10的连接处在部分位置焊接连接的示意图；
图14为本申请一实施例中焊接层30的设置示意图；
图15为非金属散热件20通过非厚度方向的表面与两相散热件10补充连接的示意图；
图16为本申请一实施例中散热模组100的结构示意图；
图17为本申请一实施例中散热模组100的结构示意图；
图18为本申请实施例提供的电子设备200的结构示意图；
图19为本申请实施例电子设备200中散热模组100的设置示意图；
图20为本申请一实施方式中热源器件21与散热模组100之间的动态传热模拟图；
图21为本申请另一实施方式中热源器件21与散热模组100之间的动态传热模拟图；
图22a为本申请一实施例中电子设备200中散热模组100的设置示意图；
图22b为本申请另一实施例中电子设备200中散热模组100的设置示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例进行说明。
随着便携式电子设备的应用越来越广泛，人们对电子设备的功能需求也越来越多，从而对电子设备的CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、GPU(GraphicProcessing Unit，图形处理器)、SOC(System On Chip，芯片级系统)等处理中心的运算能力要求也不断提高，这也意味着电子设备内部会有更多的发热量，需要更复杂散热能力更强的散热组件来保证这些处理中心性能的发挥。而当前常规使用的热管(Heat Pipe，HP)、均热板(Vapor Chamber，VC，也叫平面热管)或环路热管(LHP,Loop Heat Pipe)等往往因为厚度较厚，重量不断增加，成本高而成为电子设备高性能、轻薄化、低成本化需求同时达成的瓶颈点。参见图1，图1为现有电子设备中采用的传统均热板组件1的爆炸结构示意图，传统均热板组件1通常包括散热部分11和金属支撑屏蔽结构件12，其中，散热部分11本身以密度很大的铜合金为主要材料，且由于电子设备PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)面积大，均热板组件散热部分11全覆盖PCB板的热源，从而使得散热部分11重量很大；另外，金属支撑屏蔽结构件12需要在对应CPU等处设计定位孔、铜卡扣、铜接地或铜屏蔽等。而这些设计都以铜合金为母体，多制程和组件良率相互影响，导致传统均热板组件1重量大、成本高。
为解决现有电子设备用散热模组重量大、成本高，难以兼具高导热、轻薄和低成本性能的问题，参见图2和图3，本申请实施例提供一种散热模组100，该散热模组100通过多种不同散热组件相互配合，在达到满足散热需求的同时，可在厚度和重量上均获得明显收益。其中，图2为本申请一实施例中散热模组100的爆炸结构示意图；图3为本申请一实施例中散热模组100的结构示意图。如图2和图3所示，本申请实施例的散热模组100包括两相散热件10和与两相散热件10相连接的非金属散热件20，其中，两相散热件10包括密封的金属外壳101和位于金属外壳101构成的密封腔体内部的液体工质(图中未示出)。
本申请实施方式中，两相散热件10可通过位于金属外壳101构成的密封腔体内部的液体工质的蒸发和凝结的不断循环过程实现传热散热。本申请实施方式中，两相散热件10的金属外壳101的部分或全部内壁上设有毛细结构。具体地，两相散热件10的工作原理为：当热由热源传导至两相散热件时，密封腔体里的冷却液体工质，在低真空度的环境中受热后发生气化蒸发，吸收热量并向两相散热件的冷端流动，遇冷后凝结释放出热量；然后冷却液经由腔体内壁上的毛细结构的毛细作用返回到热源端，从而完成一个完整散热循环。
本申请实施方式中，两相散热件10是一类具有很高的等效导热系数的散热器件。一些实施例中，两相散热件10的等效导热系数例如可以是大于或等于5000W/(m·K)；一些实施例中，两相散热件10的等效导热系数例如可以是大于或等于20000W/(m·K)。示例性地，两相散热件10的等效导热系数可以是5000W/(m·K)、6000W/(m·K)、8000W/(m·K)、10000W/(m·K)、15000W/(m·K)、20000W/(m·K)、25000W/(m·K)等。两相散热件10的导热性能远高于传统铝(～220W/m-K)、铜(～400W/m-K)、石墨(～1000W/m-K)甚至金刚石(～2200W/m-K)等天然导热材料的导热性能，是导热主通道、主动脉，可作为散热模组100的主导热结构为需要散热的设备进行导热散热。本申请一些实施例中，两相散热件10可实现长距离(例如500mm)传输热量温差约2℃。
本申请实施方式中，非金属散热件20具有高导热、密度小的特点。非金属散热件20可以作为散热模组100的副导热结构与两相散热件10构成的主导热结构一同为需要散热的设备进行导热散热，同时非金属散热件20质量轻，可以是厚度较薄的片状或板状材料，有利于散热模组100更好地匹配电子设备轻薄化的发展需求。本申请实施方式中，非金属散热件20为各向异性导热材料，具有各向异性导热系数，其中，非金属散热件20在垂直于厚度方向的平面方向(即图3中XY平面方向)的导热系数大于厚度方向的导热系数，即非金属散热件20在XY平面方向的导热性能优于其厚度方向的导热性能。本申请一些实施方式中，非金属散热件20垂直于厚度方向的平面方向的导热系数可以是但不限于是厚度方向的导热系数的10-1000倍。具体地，非金属散热件20垂直于厚度方向的平面方向的导热系数可以是厚度方向的导热系数的10倍、100倍、200倍、500倍、800倍、1000倍等。例如，一些实施例中，非金属散热件20垂直于厚度方向的平面方向的导热系数为500W/(m·K)-2000W/(m·K)；非金属散热件20厚度方向的导热系数为5W/(m·K)-20W/(m·K)。具体地，非金属散热件20垂直于厚度方向的平面方向的导热系数可以是500W/(m·K)、1000W/(m·K)、1500W/(m·K)、2000W/(m·K)；非金属散热件20厚度方向的导热系数可以是5W/(m·K)、10W/(m·K)、15W/(m·K)、20W/(m·K)。
参见图3，本申请一些实施方式中，非金属散热件20为片状或板状，其包括XY平面方向的表面201和厚度方向的侧面202，非金属散热件20通过厚度方向(即图3中Z方向)上的至少一个侧面202与两相散热件10的金属外壳101相连接；其中，非金属散热件20在垂直于厚度方向的平面方向(即图3中XY平面方向)的导热系数大于厚度方向的导热系数。本申请实施例将非金属散热件通过厚度方向上的侧面与两相散热件连接，可以有效利用非金属散热件导热性能更佳的XY平面方向进行导热散热，最终使得散热模组能够实现更好的散热均热效果。可以理解地，当非金属散热件20垂直于厚度方向的平面方向的导热系数相对厚度方向的导热系数越大，则越能体现将非金属散热件20通过厚度方向上的侧面与两相散热件10连接设置的优势，有效利用非金属散热件20的XY平面方向进行导热散热的收益就越大。
本申请实施例中，非金属散热件20可实现XY平面方向短距离(例如50mm)传输热量温差约2℃，而在厚度方向上即使短距离(～2mm)传输热量，温差也达约5℃。参见图4，若将非金属散热件20通过XY方向平面与两相散热件10连接，则热源器件21的热量传至两相散热件10后，两相散热件10的热量需要通过非金属散热件20的XY方向平面逐渐传递给非金属散热件20，由于厚度方向Z向的强烈递减效应，因此无法充分利用非金属散热件20的XY平面方向高导热系数特性。参见图5，本申请实施例将非金属散热件20通过厚度方向上的侧面与两相散热件10连接，则热源器件21的热量传至两相散热件10后，两相散热件10的热量可以直接通过非金属散热件20的XY平面方向传导开，从而可以充分利用非金属散热件20的XY平面方向高导热系数特性，提高整个散热模组100的导热性能。
本申请实施方式中，非金属散热件20的密度小于或等于2.2g/cm3，远小于两相散热件10金属外壳101常用的铜合金(约8.9g/cm3)、不锈钢(约7.9g/cm3)金属材质的密度。非金属散热件20相对铜、铝、不锈钢等金属重量轻，且非金属散热件20垂直于厚度方向的平面方向的导热系数可以是500W/(m·K)-2000W/(m·K)，高于铜(～400W/m-K)或铝(～220W/m-K)的导热系数，用于为电子设备散热，可以更好地满足电子设备的轻薄化发展需求。非金属散热件20还具有优异的稳定性和抗腐蚀性能，在电子设备中应用具有高可靠性。
本申请一些实施方式中，非金属散热件20可以是碳片或碳板。更具体地，碳片或碳板例如可以是但不限于是石墨片或石墨板、石墨烯片或石墨烯板、金刚石片或金刚石板。其中，石墨烯可以认为是石墨的一部分，是由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面二维材料，其具有高导电、高导热、密度小的特点。理论上石墨烯的导热系数可以达到5300W/(m·K)，比碳纳米管(约3000W/(m·K))和金刚石的最高理论值(约2200W/(m·K)，111晶向)还要高，远远高于其他材料的导热性能。石墨烯的密度为1.8-2.2g/cm3，远小于铜合金(约8.9g/cm3)、不锈钢(约7.9g/cm3)。
本申请实施例提供的散热模组100为包括两相散热件10和非金属散热件20的复合结构，其中两相散热件10作为主导热结构，非金属散热件20作为副导热结构，该复合结构的传热过程为，由热源处产生的热量分两部分进行散热，一部分热量直接通过作为主导热结构的两相散热件10长距离快速均热，另一部分热量可传递至轻薄化的非金属散热件20进行均热；因热源处产生的热量分流传导可以使主导热结构所承受传热量减少，从而可以实现主导热结构的轻量化和薄型化设计。
继续参见图3，本申请实施方式中，非金属散热件20可以是包括多个在厚度方向上的侧面202，厚度方向上的侧面202的形状、角度也可以根据实际需要设定，侧面202可以是平面，也可以是非平面，如曲面、凹凸面等；侧面202相对XY平面可以是垂直面，也可以是斜面，即侧面202可以是与XY平面垂直，也可以是与XY平面之间形成锐角或钝角，侧面202也可以是具有中间凸起等。参见图6，图6为非金属散热件20厚度方向上不同侧面的示意图；如图6所示，厚度方向上的侧面可以是位于非金属散热件20外端部的侧面202a，即外侧侧面；也可以是位于非金属散热件20中部的侧面202b，即内部侧面。本申请一些实施例中，如图6所示，非金属散热件20中部开设有通孔205，通孔205的内壁即为内部侧面202b；本申请一些实施例中，非金属散热件20中部也可以是开设有凹槽，凹槽的内壁即为内部侧面。本申请实施方式中，非金属散热件20上可以根据需要开设一个或多个凹槽或通孔，也可以同时开设通孔和凹槽。本申请实施方式中，非金属散热件20可以是通过其厚度方向上的外端部的侧面，即外侧侧面202a与两相散热件10连接，也可以是通过其厚度方向上的内部侧面202b与两相散热件10连接。非金属散热件20可以是通过厚度方向上的一个或多个外侧侧面或内部侧面与两相散热件10连接，即将非金属散热件20厚度方向上的一个或多个外侧侧面或内部侧面作为连接面与两相散热件10进行固定连接，使非金属散热件20和两相散热件10能够固定连接成一体的结构，用于为需要散热的设备进行散热。
本申请一些实施方式中，为匹配电子设备减重减薄需求，非金属散热件20的厚度可以是在1mm以下，具体例如可以是0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm等。非金属散热件20不同区域的厚度可以是相同，也可以是不相同，即非金属散热件20可以设置成整片为等厚度，也可以是不等厚。
本申请实施方式中，非金属散热件20的内部包括多层层叠的非金属原子层，厚度方向即为非金属原子层的层叠方向。例如，本申请一些实施例中，非金属散热件20为碳片或碳板。参见图7，图7为本申请实施例中碳片或碳板内部碳原子层的层叠结构示意图，碳片或碳板的内部包括多层层叠的碳原子层2011，厚度方向即为碳原子层2011的层叠方向，也即图中Z方向。碳片或碳板通过厚度方向上的侧面与两相散热件10连接，这样由两相散热件10传导至碳片或碳板的热量可以直接在碳片或碳板的碳原子层平面方向(即XY平面方向)传导开来，而碳原子层平面方向相对层叠方向具有更好的热传导性能，因此可以实现更快速有效的传热散热，为需要散热的热源器件散热。
参见图8a、图8b和图9，本申请实施方式中，散热模组100中可以是包括一个非金属散热件20，也可以是包括两个或两个以上的多个非金属散热件20。非金属散热件20的数量可以根据散热模组的结构设计和实际散热需要进行设定。本申请一实施例中，如图8a和图8b所示，图8a为本申请一实施例中非金属散热件20与两相散热件10的组合示意图；图8b为图8a的爆炸图；散热模组100中可以是包括一个非金属散热件20，非金属散热件20垂直于厚度方向的表面上设置有通孔205，通孔205内具有厚度方向上的侧面202b(即通孔的内壁)，两相散热件10嵌设在通孔205中，与厚度方向上的侧面202b相连接。该实施方式中，散热模组100中包括一个非金属散热件20。本申请一些实施例中，参见图1和图9，散热模组100中可以是包括两个非金属散热件20，两个非金属散热件20分别以厚度方向上的侧面作为连接面连接在两相散热件10的两侧。
本申请实施方式中，非金属散热件20的形状、尺寸不限，非金属散热件20可以是规则形状，例如矩形、三角形、圆形等；也可以是不规则形状，例如框架型等。非金属散热件20的具体形状、尺寸可以是根据实际需要进行设计。
本申请实施方式中，两相散热件10的具体种类不限，示例性地，两相散热件10可以是包括热管(HP)、环路热管(LHP)、均热板(VC)中的一种或多种。一些实施例中，散热模组100仅包括热管(HP)，或环路热管(LHP)、或均热板(VC)。一些实施例中，散热模组100同时包括热管(HP)、环路热管(LHP)、均热板(VC)中的两种两相散热件。一些实施例中，散热模组100同时包括热管(HP)、环路热管(LHP)和均热板(VC)三种两相散热件。本申请一些实施例中，散热模组100中包括一个两相散热件10；本申请一些实施例中，散热模组100中包括两个或两个以上的两相散热件10。
本申请实施方式中，金属外壳101的材质包括金属和/或合金，金属、合金具有较好的导热性能。本申请实施方式中，构成金属外壳101的金属的密度大于或等于2.5g/cm3，合金的密度大于或等于2.5g/cm3。本申请一些实施方式中，金属外壳101的材质例如可以是包括铜、铜合金、不锈钢、钛、钛合金、铝、铝合金、金属复合材料中的一种或多种。其中金属复合材料例如可以是钢铜复合材料、铝铜复合材料等。本申请实施方式中，液体工质可以是水等冷却液。
本申请实施方式中，两相散热件10的形状、尺寸不限，两相散热件10的具体形状、尺寸可以是根据实际需要进行设计。
本申请实施方式中，两相散热件10与非金属散热件20在非金属散热件20厚度方向上的厚度尺寸可以是一致，也可以存在差异；即两相散热件10与非金属散热件20各位置处可以是等厚，也可以是不等厚，满足装配或其他热、结构、装配要求。
为实现非金属散热件20与两相散热件10的有效固定连接，本申请一些实施方式中，将非金属散热件20通过厚度方向上的侧面与两相散热件10焊接连接。焊接连接方式热阻低，可以实现热量由两相散热件10向非金属散热件20快速传导。本申请一些实施方式中，散热模组100中，非金属散热件20与两相散热件10的某些连接位置还可以通过胶黏连接、烧结连接等方式实现连接。
本申请发明人在研究中发现，采用现有的焊接工艺，非金属散热件20与两相散热件10的焊接连接存在焊接不良的问题，难以形成可靠的高质量连接，直接影响散热模组在电子设备中的装配使用。以非金属散热件20为碳板，两相散热件10的金属外壳101为铜或铜合金为例，碳板与铜或铜合金的连接面临如下问题：(1)铜或铜合金、及大多数常用钎料因与石墨等碳板的润湿性较差等问题，钎焊后往往容易出现焊缝不连续，连接强度不高或者连接失败；(2)石墨等碳板与铜或铜合金的物理性能差异较大，比如，碳板的热膨胀系数远低于铜或铜合金，在连接后降温过程中接头会产生较大残余热应力，易导致接头产生裂纹或断裂，还可能使碳板容易发生翘曲变形、碳板表面发生分层起泡等问题；
参见图3和图10，本申请实施方式中，非金属散热件20和两相散热件10连接为焊接连接，非金属散热件20和两相散热件10之间形成有焊接层30，非金属散热件20与两相散热件10相连接的表面设有金属层210，金属层210位于非金属散热件20与焊接层30之间。金属层210可以是通过在焊接前对非金属散热件20用于与两相散热件10相连接的一侧表面进行金属化处理形成的，具体地，金属化处理可以是通过物理气相沉积(PVD)工艺或将金属层原料进行高温镀工艺实现。金属化处理过程中，可以是仅对非金属散热件20将会与两相散热件10相连接的那一部分表面进行金属化处理形成金属层，也可以是对非金属散热件20预与两相散热件10相连接的表面所在的整个侧面进行金属化处理形成金属层。金属层210中至少部分金属原子与非金属散热件20中的非金属原子形成化学键合，例如可以是形成碳-金属键合、碳-氧-金属键合等。金属层210的设置可以提高后续焊接过程中非金属散热件20的焊接力，提升非金属散热件20与两相散热件10之间的焊接质量，提高连接可靠性。金属层210的存在可以有效解决上述非金属散热件20与两相散热件10连接强度不高或者连接失败的问题。
本申请实施方式中，金属层210可以是含钛金属层。金属层210中钛的存在，不仅可以与非金属散热件20中的非金属原子(例如碳原子、氧原子等)形成化学键合，还能够实现原位增强，有效降低非金属散热件20与金属层210之间的内应力，提高金属层210在非金属散热件20表面的结合，同时还能提高两相散热件10的金属外壳101与非金属散热件20之间的结合。
本申请一些实施方式中，金属层210中，钛元素的质量含量可以是在1.25％-10％范围内。示例性地，金属层210中，钛元素的质量含量可以是1.25％、1.5％、2％、2.5％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、8％、10％。适合的钛元素含量可以提高金属层210在非金属散热件20表面的结合，同时可以提高后续焊接的质量，提高非金属散热件20与两相散热件10的金属外壳101之间的结合力，从而提高非金属散热件20与两相散热件10之间的结合可靠性，提高散热模组100的复合结构的结构稳定性。
本申请实施方式中，金属层210中的至少部分钛原子与非金属散热件20中的非金属原子形成化学键合。钛与非金属散热件中的非金属原子(例如碳原子、氧原子等)形成化学键合，能够实现原位增强，有效降低非金属散热件与金属层之间的内应力，提高金属层在非金属散热件表面的结合，进而能提高两相散热件的金属与非金属散热件之间的结合。本申请实施方式中，金属层210中，靠近非金属散热件20的一侧的钛元素含量大于靠近两相散热件10的一侧的钛元素含量。靠近非金属散热件20的一侧的钛元素含量大有利于金属层210与非金属散热件20形成紧密结合，进而提高后续与两相散热件10之间的焊接可靠性。
本申请实施方式中，金属层210还可以包括铜元素、银元素中的一种或多种。金属层210中铜元素与低温钎料的润湿性好、反应活性强，且有利于后续低温钎焊；银元素可以降低金属层原料熔点，降低非金属散热件20表面金属化过程所需的温度峰值，减弱非金属散热件20在高温金属化过程中的变形或氧化速率。
本申请实施方式中，金属层210的厚度可以是10μm-100μm。示例性地，金属层210的厚度可以是10μm、15μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm等。适合的金属层厚度既可以与非金属散热件本体强结合，又能够有利于提高两相散热件10与非金属散热件20之间的焊接可靠性。
由于随着环境温度或工作温度上升，在≥120℃后，两相散热件10内部已由真空状态变为正压态。而手机、平板电脑等电子设备中常用的HP、VC、LHP等两相散热件，其金属外壳的壁厚一般≤0.2mm，无法耐受常规＞300℃的焊接温度。为了使焊接过程不对两相散热件10造成不利影响，本申请实施例采用熔点小于或等于300℃的钎料形成焊接层30，这样可使内部热应力较低。本申请实施方式中，焊接层30的焊接温度小于或等于300℃。一些实施例中，焊接层30的焊接温度小于或等于250℃。一些实施例中，焊接层30的焊接温度小于或等于200℃。一些实施例中，焊接层30的焊接温度小于或等于180℃。一些实施例中，焊接层30的焊接温度小于或等于150℃。本申请实施例的焊接层30为焊接温度小于或等于300℃的低温焊接层，在低温焊接过程中可通过“保温-升温-保温-降温”的温度程序控制，以使低温焊接过程焊料能够更好地润湿铺展开，提高焊接质量。
本申请实施方式中，焊接层30可以是包括锡基焊接层、铟基焊接层或铋基焊接层。本申请实施方式中，锡基焊接层中锡的质量含量大于或等于50％。将锡基焊接层中锡的含量控制在50％以上可以在小于或等于250℃的焊接温度下完成焊接，更好地获得强结合力，高可靠性的焊接连接。一些实施例中，锡基焊接层中锡的质量含量大于或等于60％。一些实施例中，锡基焊接层中锡的质量含量大于或等于70％。一些实施例中，锡基焊接层中锡的质量含量大于或等于80％。一些实施例中，锡基焊接层中锡的质量含量大于或等于90％。一些实施例中，锡基焊接层中锡的质量含量大于或等于95％。一些实施例中，锡基焊接层中锡的质量含量为90％-98％。
本申请一些实施方式中，锡基焊接层还包括银元素和铜元素中的一种或多种。一些实施例中，锡基焊接层还包括银元素；一些实施例中，锡基焊接层还包括铜元素；一些实施例中，锡基焊接层同时包括银元素和铜元素。本申请实施方式中，锡基焊接层中，银元素的质量含量可以是1％-10％，铜元素的质量含量可以是0.05％-1％。示例性地，锡基焊接层中，银元素的质量含量例如是1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％。示例性地，锡基焊接层中，铜元素的质量含量例如是0.05％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％。本申请一具体实施例中，锡基焊接层中锡的质量含量可以是80％-98％，银元素的含量可以是2％-5％，铜元素的含量可以是0.2％-1％，该实施例中，可以实现小于200℃的低温焊接温度。
本申请实施方式中，铟基焊接层中铟的质量含量大于或等于50％。将铟基焊接层中铟的含量控制在50％以上可以在小于或等于250℃的焊接温度下完成焊接，更好地获得强结合力，高可靠性的焊接连接。一些实施例中，铟基焊接层中铟的质量含量大于或等于60％。一些实施例中，铟基焊接层中铟的质量含量大于或等于70％。一些实施例中，铟基焊接层中铟的质量含量大于或等于80％。一些实施例中，铟基焊接层中铟的质量含量大于或等于90％。一些实施例中，铟基焊接层中铟的质量含量大于或等于95％。一些实施例中，铟基焊接层中铟的质量含量为90％-98.5％。本申请一些实施方式中，铟基焊接层还包括银元素。一些实施例中，铟基焊接层中，银元素的质量含量为1％-10％。示例性地，铟基焊接层中，银元素的质量含量例如是1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％。本申请一具体实施例中，铟基焊接层中铟的质量含量可以是80％-98.5％，银元素的含量可以是2％-5％，该实施例中，可以实现小于200℃的低温焊接温度。
本申请实施方式中，铋基焊接层中铋的质量含量大于或等于50％。将铋基焊接层中铋的含量控制在50％以上可以在小于或等于250℃的焊接温度下完成焊接，更好地获得强结合力，高可靠性的焊接连接。一些实施例中，铋基焊接层中铋的质量含量大于或等于60％。一些实施例中，铋基焊接层中铋的质量含量大于或等于70％。一些实施例中，铋基焊接层中铋的质量含量大于或等于80％。一些实施例中，铋基焊接层中铋的质量含量大于或等于90％。一些实施例中，铋基焊接层中铋的质量含量大于或等于95％。
本申请实施方式中，焊接层20的厚度可以是10μm-100μm。示例性地，金属层210的厚度可以是10μm、15μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm等。
本申请实施方式中，金属层210的热膨胀系数介于两相散热件10的金属外壳101和非金属散热件20之间。金属层210的热膨胀系数介于金属外壳101和非金属散热件20之间能够降低焊接过程因应力集中而导致变形的倾向。
本申请实施方式中，焊接层30的热膨胀系数介于两相散热件10的金属外壳101和非金属散热件20之间。焊接层30的热膨胀系数介于金属外壳101和非金属散热件20之间能够降低焊接过程应力集中导致变形的倾向。
参见图11a、图11b，图11a和图11b为本申请一实施例中两相散热件10与非金属散热件20焊接界面的扫描电子显微镜图。结合图11a和图11b可以看出，在非金属散热件20靠近两相散热件10的一侧具有金属层210，金属层210与两相散热件10之间具有焊接层30，两相散热件10与非金属散热件20通过金属层210和焊接层30形成了紧密结合。该实施例中，两相散热件10金属外壳的主元素为铜，非金属散热件20为石墨烯板，主元素为碳。参见图12a至图12f，其中，图12a为一实施例中两相散热件10与非金属散热件20焊接界面的扫描电子显微镜图；图12b至图12f为对应图12a所示区域的EDS(Energy Dispersive Spectrometer，X射线能谱分析)表面元素分布图。其中，图12b、图12c、图12d、图12e、图12f分别示出了两相散热件10与非金属散热件20连接处的C元素、Cu元素、Sn元素、Ag元素、Ti元素的分布图。由图12a至图12f的元素分析图谱可以获知，非金属散热件20表面的金属层210中含有Cu元素、Ag元素、Ti元素等，焊接层30中含有Sn元素等。由图12f可以看出，金属层210中，靠近非金属散热件20一侧的钛元素含量大于靠近两相散热件10一侧的钛元素含量。本申请实施例的非金属散热件20与两相散热件10通过金属层210和焊接层30的共同作用，焊接质量高、可靠性高。
本申请实施方式中，非金属散热件20与两相散热件10的连接处可以是全部位置都通过焊接连接，形成焊接层30；也可以是部分位置通过焊接连接，形成焊接层30，能够实现稳固连接即可。参见图13，图13为非金属散热件20与两相散热件10的连接处在部分位置焊接连接的示意图；如图13所示，非金属散热件20与两相散热件10的连接处在部分位置A区域焊接连接，仅在A区域的连接处形成焊接层。
本申请实施方式中，焊接层30在非金属散热件20厚度方向上的两端部可以是如图10所示与非金属散热件20和/或两相散热件10齐平，也可以是如图14所示低于非金属散热件20和/或两相散热件10，还可以是高于非金属散热件20和/或两相散热件10。本申请实施方式中，金属层210在非金属散热件20厚度方向上的两端部可以是与非金属散热件20和/或两相散热件10齐平，也可以是低于非金属散热件20和/或两相散热件10，还可以是高于非金属散热件20和/或两相散热件10。
本申请一些实施方式中，非金属散热件20还可以通过非厚度方向的表面与两相散热件10相连接，进行补充连接，以提高散热模组100整体的结构稳定性。参见图15，非金属散热件20除通过厚度方向上的侧面与两相散热件10连接之外，还通过非厚度方向的X-Y方向表面201与两相散热件10进行补充连接，该实施方式中，非金属散热件20与两相散热件10相连接的X-Y方向表面201上也设置有金属层210，金属层210与两相散热件10之间也设置有焊接层30。
本申请一些实施方式中，参见图2、图13、图16和图17，散热模组100还包括支撑件50，支撑件50用于承载两相散热件10和/或非金属散热件20。本申请一些实施方式中，如图16所示，支撑件50位于两相散热件10和/或非金属散热件20的一侧；本申请一些实施方式中，如图17所示，支撑件50位于两相散热件10和/或非金属散热件20的两侧，支撑件50将两相散热件10和/或非金属散热件20夹设在中间。支撑件50的材质、形状、尺寸等可以根据实际需要选择设计。例如，考虑屏蔽接地等实际产品需求，支撑件50可以是金属支撑屏蔽板；在某些特殊场景下，支撑件50也可为石墨板、石墨烯板,例如高硬度的热解石墨板等。当支撑件50为金属材质，直接与两相散热件10连接时，由于为金属之间的连接，可以不需对非金属散热件20与支撑件50相接触的表面做金属化处理。
参见图16和图17，本申请实施方式中，两相散热件10用于与热源器件连接的表面上设置有热界面材料层和/或热屏蔽层40。本申请一些实施方式中，非金属散热件20用于与热源器件连接的表面上设置有热界面材料层和/或热屏蔽层40。热界面材料层和/或热屏蔽层40的材质可以是现有常规的材料选择。
本申请实施例散热模组100通过多种不同散热组件相互配合，在达到满足散热需求的同时，可在厚度和重量上均获得明显收益。例如，在本申请一些实施例中，如图2所示，两相散热件10为热管(HP)，非金属散热件20为石墨烯板，该组合的散热模组100与图1所示传统均热板组件1相比，在散热性能相当下，重量可降低>30％。另外，本申请实施例支撑件50可带卡扣和接地或屏蔽功能，制程可与散热部分解耦，良率不连锁，因而可以一定程度提升产品良率。
本申请实施例提供的散热模组100，将两相散热件10和非金属散热件20固定连接在一起进行配合使用，可使得散热模组100兼具两相散热件10导热性能优异和非金属散热件20质轻、厚度薄、成本低的优点；同时，本申请通过在非金属散热件20表面设置含钛金属层，并与两相散热件10焊接连接，可实现与两相散热件10的可靠固定连接，且焊接连接方式热阻低，可以实现热量由两相散热件10向非金属散热件20快速传导；而含钛金属层210的设置可以提高焊接过程中非金属散热件20的焊接力，提升非金属散热件20与两相散热件10之间的焊接质量，提高连接可靠性；另外，本申请实施例通过将非金属散热件20通过厚度方向上的侧面与两相散热件10连接，可以有效利用非金属散热件20导热性能更佳的XY平面方向进行导热散热，最终使得散热模组100能够实现更好的散热均热效果，同时一定程度满足散热模组100的减重减薄、降成本需求。本申请实施例提供的散热模组100可以用于各种有散热需求的场景中，例如可以是用于各种需要进行散热的电子设备中，为电子设备中的各种热源器件进行导热散热。其中热源器件可以是电子设备中任何的会产生热量需要进行散热的器件，如芯片等，具体例如为CPU、GPU、SOC等。
参见图18，本申请实施例还提供一种电子设备200，该电子设备200包括本申请实施例上述的散热模组100，散热模组100位于电子设备200内部，图18中未示出，散热模组100可以为电子设备散热均热。该电子设备200例如可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备(如眼镜、手表等)、显示设备、电视、适配器、路由器、车载设备、车载显示器、网关、机顶盒、充电基座、散热模组、电池系统、功率器件、封装模组等具有散热需求的各种电子设备。
参见图19，该电子设备200可以是包括热源器件21和本申请实施例散热模组100，散热模组100与热源器件21相对设置，用于为热源器件21散热。电子设备200中可以是包括一个或多个热源器件21，也可以是包括一个或多个散热模组100。本申请实施方式中，散热模组100中两相散热件10和非金属散热件20的形状尺寸可以根据热源器件21的数量、形状尺寸、发热量等情况进行合理设计。
本申请实施方式中，可以是将作为主导热结构的两相散热件10与热源器件21相对且热接触设置，使热源器件21产生的热量能够通过两相散热件10快速传导。
本申请一些实施方式中，两相散热件10在厚度方向上的正投影完全覆盖热源器件21在厚度方向上的正投影。即热源器件21在厚度方向上的正投影位于两相散热件10在厚度方向上的正投影内。此时，热源器件21仅与两相散热件10通过热界面材料层40接触，热源器件21不与非金属散热件20通过热界面材料层40接触。图20为该实施方式中热源器件21与散热模组100之间的动态传热模拟图，该实施方式中，热传递扩散过程为：热量先由热源器件21通过热界面材料传递至两相散热件10的投影区域并快速扩散至整个两相散热件10，再通过两相散热件10与非金属散热件20两者间的连接，扩散至整个非金属散热件20。如图20所示，热动态模拟对比热源器件21开始发热0秒、1秒、10秒、60秒、120秒的温度场分布，可明确看出此热传递扩散过程。
本申请另一些实施方式中，两相散热件10在厚度方向上的正投影部分覆盖热源器件21在厚度方向上的正投影，非金属散热件20在厚度方向上的正投影部分覆盖热源器件21在厚度方向上的正投影。即热源器件21在厚度方向上的正投影不完全在两相散热件10在厚度方向上的正投影内，而是部分位于两相散热件10在厚度方向上的正投影内，部分位于非金属散热件20在厚度方向上的正投影内。此时，热源器件21部分与两相散热件10通过热界面材料层40接触，部分与非金属散热件20通过热界面材料层40接触。图21为该实施方式中热源器件21与散热模组100之间的动态传热模拟图。该实施方式中，热传递扩散过程为：投影在两相散热件10正投影区域内的热源器件21将一部分热量通过热界面材料先传递至两相散热件10的投影区域并快速扩散至整个两相散热件10，再通过两相散热件10与非金属散热件20两者间的连接，扩散至整个非金属散热件20；投影在非金属散热件20正投影区域内的热源器件21将另外一部分热量通过热界面材料传递至非金属散热件20投影区域并向远离热源器件21的区域扩散。如图21所示，热动态模拟对比热源器件21开始发热0秒、1秒、10秒、60秒、120秒的温度场分布，可明确看出此热传递扩散过程。本申请实施方式中，由于两相散热件10热阻低，热源器件21产生的>70％的热量优先由两相散热件10扩散。
本申请实施方式中，散热模组100在电子设备200中的具体设置位置可以是根据实际需要设计，能够实现对热源器件21的有效散热即可。参见图22a、图22b，一些实施方式中电子设备200包括显示屏211、中框212、电路板213和后盖214，中框212位于显示屏211和后盖214之间，中框212用于承载显示屏211和电路板213。散热模组100可以是位于中框212与后盖214之间，也可以是位于中框212与显示屏211之间，还可以是同时设置在中框212与后盖214之间，以及中框212与显示屏211之间。电路板213上设有发热部件即热源器件，如芯片，可以是电路板213的一侧或两侧设有发热部件。电子设备200内部散热模组100的设置可以为电路板213和显示屏211散热，使得电子设备200内部发热点产生的热量能够快速地传导开，从而避免电子设备200内部热点的产生，提高用户体验和电子设备200的安全稳定性。其中，散热模组100可以是固定设置在中框212或后盖214上，具体可以是通过胶黏连接或者焊接连接在中框212或后盖214上，也可以包胶注塑在后盖214内，还可以是其他可实现固定的方式，其中包胶注塑有利于降低电子设备整机厚度。如图22b所示，一实施例中，可以是中框212开孔或开槽，散热模组100嵌在或附在中框212上，实现超薄和散热设计均衡。
应理解，本文中涉及的第一、第二以及各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的范围。
本申请中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请以上所描述的散热模组、电子设备的实施例仅仅是示意性的，还可以是其他结构形式。

Claims (29)

1.一种散热模组，其特征在于，包括：
两相散热件，所述两相散热件包括密封的金属外壳和位于所述金属外壳内部的液体工质；
非金属散热件，所述非金属散热件与所述两相散热件的金属外壳焊接连接，所述非金属散热件和所述两相散热件之间形成有焊接层，所述非金属散热件与所述两相散热件相连接的表面设有金属层，所述金属层位于所述非金属散热件与所述焊接层之间，所述金属层为含钛金属层，所述金属层的厚度为10μm-100μm。
2.根据权利要求1所述的散热模组，其特征在于，所述金属层中，钛元素的质量含量在1.25％-10％范围内。
3.根据权利要求1或2所述的散热模组，其特征在于，所述金属层中的至少部分钛与所述非金属散热件中的非金属原子形成化学键合。
4.根据权利要求1或2所述的散热模组，其特征在于，所述金属层还包括铜元素、银元素中的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的散热模组，其特征在于，所述金属层中，靠近所述非金属散热件一侧的钛元素含量大于靠近所述两相散热件一侧的钛元素含量。
6.根据权利要求1或2所述的散热模组，其特征在于，所述焊接层的厚度为10μm-100μm。
7.根据权利要求1或2所述的散热模组，其特征在于，所述焊接层的焊接温度小于或等于300℃。
8.根据权利要求1所述的散热模组，其特征在于，所述焊接层包括锡基焊接层、铟基焊接层或铋基焊接层。
9.根据权利要求8所述的散热模组，其特征在于，所述锡基焊接层中锡的质量含量大于或等于50％；所述铟基焊接层中铟的质量含量大于或等于50％；所述铋基焊接层中铋的质量含量大于或等于50％。
10.根据权利要求8或9所述的散热模组，其特征在于，所述锡基焊接层包括银元素和铜元素中的一种或多种；所述铟基焊接层包括银元素。
11.根据权利要求10所述的散热模组，其特征在于，所述锡基焊接层中，银元素的质量含量为1％-10％，铜元素的质量含量为0.05％-1％；所述铟基焊接层中，银元素的质量含量为1％-10％。
12.根据权利要求1所述的散热模组，其特征在于，所述非金属散热件为片状或板状，所述非金属散热件通过厚度方向上的侧面与所述两相散热件的金属外壳相连接；所述非金属散热件垂直于所述厚度方向的平面方向的导热系数大于所述厚度方向的导热系数。
13.根据权利要求12所述的散热模组，其特征在于，所述非金属散热件的内部包括多层层叠的非金属原子层，所述厚度方向为所述非金属原子层的层叠方向。
14.根据权利要求12或13所述的散热模组，其特征在于，所述非金属散热件垂直于所述厚度方向的平面方向的导热系数是所述厚度方向的导热系数的10-1000倍。
15.根据权利要求12所述的散热模组，其特征在于，所述非金属散热件垂直于所述厚度方向的表面上设置有凹槽或通孔，所述凹槽或通孔内具有所述厚度方向上的侧面，所述两相散热件嵌设在所述凹槽或通孔中，与所述厚度方向上的侧面相连接。
16.根据权利要求12所述的散热模组，其特征在于，所述非金属散热件还通过垂直于所述厚度方向的表面与所述两相散热件相连接。
17.根据权利要求1所述的散热模组，其特征在于，所述非金属散热件为碳片或碳板。
18.根据权利要求1所述的散热模组，其特征在于，所述金属外壳的材质包括金属或合金，所述金属或合金的密度大于或等于2.5g/cm3。
19.根据权利要求1所述的散热模组，其特征在于，所述金属外壳的材质包括铜、铜合金、不锈钢、钛、钛合金、铝、铝合金、金属复合材料中的一种或多种。
20.根据权利要求1所述的散热模组，其特征在于，所述金属层的热膨胀系数介于所述金属外壳和所述非金属散热件之间。
21.根据权利要求1所述的散热模组，其特征在于，所述焊接层的热膨胀系数介于所述金属外壳和所述非金属散热件之间。
22.根据权利要求1所述的散热模组，其特征在于，所述两相散热件包括热管、环路热管、均热板中的一种或多种。
23.根据权利要求1所述的散热模组，其特征在于，所述散热模组还包括支撑件，所述支撑件用于承载所述两相散热件和/或所述非金属散热件。
24.根据权利要求1所述的散热模组，其特征在于，所述两相散热件用于与热源器件连接的表面上设置有热界面材料层和/或热屏蔽层。
25.根据权利要求1所述的散热模组，其特征在于，所述非金属散热件用于与热源器件连接的表面上设置有热界面材料层和/或热屏蔽层。
26.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括热源器件和权利要求1-25任一项所述的散热模组，所述散热模组用于为所述热源器件散热。
27.根据权利要求26所述的电子设备，其特征在于，所述两相散热件与所述热源器件相对且热接触设置。
28.根据权利要求26或27所述的电子设备，其特征在于，所述两相散热件在所述厚度方向上的正投影完全覆盖所述热源器件在所述厚度方向上的正投影。
29.根据权利要求26或27所述的电子设备，其特征在于，所述两相散热件在所述厚度方向上的正投影部分覆盖所述热源器件在所述厚度方向上的正投影，所述非金属散热件在所述厚度方向上的正投影部分覆盖所述热源器件在所述厚度方向上的正投影。
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