CN204291722U - 一种散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种散热装置，包括相变热存储器和平板热管。相变热存储器置于平板热管上面，热源经过平板热管的热扩散，均匀地加热相变热存储器使相变材料发生固-液相变存储废热，从而对热源进行冷却；相变材料为高导热系数、高相变潜热的低熔点液态金属及其合金。本实用新型将平板热管和相变热存储器有机地结合在一起，能够高效、快速、均匀地将热源热量传出以达到对热源冷却的目的，其具有传热能力强、均温性好、节温低等优点。另外，该装置具有结构简易、制作工艺简单等特点，能够很好地满足各种电子元器件的散热需求。

Description

一种散热装置

技术领域

本实用新型涉及一种散热装置，具体涉及的是一种用于电子电器元件散热领域的散热装置。

背景技术

随着电子芯片的高频、高速及集成电路的高速发展和微电子机械技术的进步，电子器件特征尺寸不断减小,芯片的集成度、封装密度以及工作频率不断提高,这些都使芯片的热流密度迅速升高。不良散热将导致电子设备的可靠性下降，电子器件工作在70～80℃水平时，每增加一度，其可靠性就降低25％。因此如何将极高的产热量有效的排散掉，并将芯片温度保持在较低水平已成为一个亟待解决的问题。

相变储能材料(phase change material,PCM)作为电子设备热管理方法已受到广泛关注。PCM可利用相变潜热吸收电子器件(如移动电话、便携式电脑等)产生热量从而对电子元器件进行冷却。这种材料不仅能量密度较高,而且所用装置简单、体积小、设计灵活、使用方便且易于管理。另外,它还有一个很大的优点:在相变储能过程中,相变材料近似恒温,可以以此来控制体系的温度。

热管是一种利用其内部工质的相变潜热而实现能量交换的高效换热器件，其具有紧凑性、等温性、可靠性、高效性、灵活性以及无需辅助动力等特点。尤其是平板热管体积小、质量轻，而且拥有扁平的蒸发部分，明显增大热管与电子芯片的接触面积，进而能够有效消除电 子芯片所产生的“热点”问题，从而能使整个芯片的温度分布更加均匀。常用于热管的冷却方式有翅片、翅片+风扇和水冷等。翅片一般体积较大大，风扇或水冷结构复杂，还存在噪音、耗能、泄露等问题。所述这些缺点都限制了其在微小型电子电器散热领域广泛应用。

实用新型内容

为了克服传统平板热管冷却方式的各种缺陷，本实用新型提出了一种新型散热装置。该装置将平板热管和相变热存储器有机地结合在一起，利用相变材料发生固‐液相变存储平板热管传来的热量，从而对平板热管进行冷却，其具有传热能力强、均温性好、节温低等优点。另外，本散热装置结构简单、尺寸小、可以做到很薄，非常适合于微小型电子器件的散热。

技术方案如下：

本实用新型所述的一种散热装置由平板热管和以低熔点液态金属及其合金作为相变材料的热存储器组成。所述平板热管位于热源与热存储器之间，热源先将热量传递到平板热管，通过平板热管加热相变储存器，相变材料受热达到其熔点发生固-液相变，由于其具有高热导率、高热容、高潜热等热物理特性，能够高效、快速、均匀地存储大量的废热，从而达到了对热源进行冷却的效果。

所述平板热管可根据工作条件、与工作介质相容性等选择不同的材料。

所述热存储器包括上板和下板，上、下板可通过三种方式相对而置，紧密扣合在一起，两板之间还设有充液管和抽真空管，上板、下 板边缝焊接，所述相变热存储器内部空腔部分充以相变材料充液管和抽真空两端密封。

所述上板、下板和充液管采用与液态金属兼容性金属材料制成，可以避免液态金属对存储器的侵蚀以致热存储器泄露，保证了电子器件的安全。

所述平板热管以及相变热存储器结构简单、尺寸小，可应用于各种微小型电子器件的散热。

所述焊接为分子焊、钎焊、压焊、氩弧焊或气焊。

本实用新型的有益效果：

本实用新型将平板热管与液态金属相变热存储器相结合，利用平板热管的均温特性以及液态金属相变热存储器的高热导率、高潜热、快速热存储等特性，该装置能够高效、快速、均匀地将热源热量传出以达到对热源冷却目的，具有传热能力强、均温性好、节温低等优点。另外，该装置具有结构简易、制作工艺简单、机械强度高、应用方便等特点，能够满足各种微小空间的电子元器件的散热需求。

平板热管能够明显增大热管与电子芯片的接触面积，进而能够有效消除电子芯片所产生的“热点”问题，从而能使整个芯片的温度分布更加均匀。

低熔点液态金属相变材料具有高热导率、高热容、高相变潜热等物理特性，能够高效、快速、均匀地吸收更多的热量，从而减小了散热装置的系统体积。

低熔点液态金属相变材料性质稳定，能够使散热装置长期稳定运 行。

附图说明

在附图中：

图1是本实用新型示意性实施例的整体外观图；

图2是实用新型平板热管的示意图；

图3是实用新型相变热存储器的示意图；

图4(a)、4(b)、4(c)是实用新型相变热存储器示意性实施例的三种扣合方式的剖视图；

图5是实用新型相变热存储器上板、下板的结构示意图；

图中：1.相变热存储器下板；2.相变热存储器上板；3.相变热存储器充液管；4.相变热存储器抽真空管；5.平板热管；6平板热管充液管。

具体实施方式

下面结合附图与实例对本实用新型做进一步说明。

图1为本实施例的整体外观图。平板热管位于相变热存储器下面。

图2为实施例的平板热管的示意图。平板热管由硬质材料制成，或铜或铝或不锈钢。

图3为实施例相变热存储器的示意图。相变热存储器包括下板1和上板2，上板、下板相对而置，紧密扣合在一起，两端配充液管3及抽真空管4，将边缝焊接构成空腔用于充相变材料，最后将抽真空管及充液管封死而形成一个相变热存储器。

图4(a)、4(b)、4(c)是实用新型相变热存储器上、下板的三种扣合方式示意图。图4(a)中采用两块下板1紧密贴合四周焊 接密封构成空腔用以充相变材料；图4(b)中采用下板1和上板2紧密贴合四周焊接密封构成空腔用以充相变材料；图4(c)中采用两块上板2相对扣合，充液管3及抽真空管4分别与两板相切，四周焊接密封构成空腔用以充相变材料。

图5是实用新型相变热存储器的上、下板的结构示意图。上板2为与下板1具有相同尺寸、厚度不同的金属板，下板1是凹槽设计，下板四周凸台可以作为相变热存储器的支撑结构以及便于密封焊接，构成空腔用以充相变材料。

本实用新型可用于各种电子元器件的冷却，包括智能手机、便携式电脑、发光二极管照明设备(LED)、电子设备芯片等，同时本实用新型还可以用于大功率电子设备、光电器件、医疗器械、航空电子设备内部发热部件的冷却。

上述说明示出并描述了本申请的优选实施例，但如前所述，应当理解本申请并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本申请的精神和范围，则都应在本申请所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种散热装置，包括平板热管和相变热存储器；所述平板热管位于热源与相变热存储器之间，将热源的热量传到相变热存储器；所述相变热存储器位于平板热管之上存储平板热管传来的热量，起到热沉的作用；所述相变材料采用低熔点液态金属及其合金作为相变材料。

2.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：所述平板热管可根据工作条件、与工作介质相容性等选择不同的材料。

3.根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于：相变热存储器的上板、下板相对而置，四周密封焊接构成空腔，两端焊接充液管和抽真空管。

4.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于：相变热存储器空腔充以相变材料，充液管和抽真空两端密封。

5.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于：相变热存储器的材料采用与液态金属相容性金属制成。

6.根据权利要求3所述的散热装置，其特征在于：焊接为分子焊、钎焊、压焊、氩弧焊或气焊。