CN206237732U - 一种散热装置以及具有其的智能硬件 - Google Patents

Abstract

本实用新型的实施例提供了一种散热装置以及具有其的智能硬件。该散热装置包括：上散热器和下散热器，所述上散热器与所述下散热器彼此相对且间隔开设置；以及热管，所述热管包括上段、下段以及连接在所述上段和所述下段之间的折弯段，所述上段热连接至所述上散热器，所述下段热连接至所述下散热器，以将所述上散热器与所述下散热器热串联，所述上段与所述下段间隔开设置。由此可见，本实用新型提供的散热装置无需风扇，因此在有效解决智能硬件的散热问题的同时，能够很好地兼顾产品小型化和生产成本。散热装置主要依靠部件之间的热传递，因此无需在智能硬件上开设散热口，进而可以保持智能硬件内部的清洁，保护内部部件。

Description

一种散热装置以及具有其的智能硬件

技术领域

本实用新型涉及散热领域，更具体地，涉及一种散热装置以及具有该散热装置的智能硬件。

背景技术

现在的智能硬件产品(例如智能摄像机等)越来越朝着智能化/小型化的方向发展，同时对主芯片的要求越来越高，发热功耗就越高。良好散热和产品小型化成了一个矛盾体。

现有智能硬件的散热主要通过散热器+风扇的方式实现，如图1所示。主板110的主芯片120产生的热量传递到风扇散热器组件130上。风扇散热器组件130由散热器131、固定架132和风扇133构成。主芯片120上的热耗通过热传递传导到散热器131，风扇133产生的较高风速将热量通过壳体140上的散热口带到产品外。

这种散热方案的缺点在于：风扇散热器组件130的体积很大，占据了智能硬件内的空间，导致智能硬件在小型化的方向上遭遇瓶颈；此外，风扇133转动时会将外界环境中的粉尘等悬浮物吸入壳体内，粉尘在壳体内积累会影响散热，甚至导致主板110短路，损坏产品。并且，风扇的引入不但增加产品的功耗，而且还提高了生产成本。

发明内容

考虑到上述问题，本实用新型提供了一种散热装置以及具有该散热装置的智能硬件。

根据本实用新型的一个方面，提供一种用于智能硬件的散热装置，包括：上散热器和下散热器，所述上散热器与所述下散热器彼此相对且间隔开设置；以及热管，所述热管包括上段、下段以及连接在所述上段和所述下段之间的折弯段，所述上段热连接至所述上散热器，所述下段热连接至所述下散热器，以将所述上散热器与所述下散热器热串联，所述上段与所述下段间隔开设置。

示例性地，所述散热装置还包括上导热垫和下导热垫，所述上导热垫紧贴在所述上散热器的上表面上，所述下导热垫紧贴在所述下散热器的下表面上。

示例性地，所述上导热垫和所述下导热垫由弹性导热材料和/或自粘性导热材料制成。

示例性地，所述热管呈U形。

示例性地，所述热管包括由铜制成的封闭管体以及位于所述封闭管体内的液体，所述封闭管体的内壁上覆盖有铜粉末。

示例性地，所述热管的所述上段贯通所述上散热器，和/或所述热管的所述下段贯通所述下散热器。

根据本实用新型的另一个方面，还提供一种智能硬件，包括：壳体；如上所述的任一种散热装置，所述散热装置设置于所述壳体的内部，所述散热装置的上散热器与所述壳体的顶面热接触，所述散热装置的下散热器与所述壳体的底面热接触；以及主板，所述主板设置于所述壳体的内部并且设置于所述热管的上段与下段之间，所述主板具有发热元件，所述发热元件与所述热管和/或所述上散热器热接触。

示例性地，所述壳体的顶表面和底表面上设置有多个散热鳍片，和/或所述壳体的侧表面设置有多个散热鳍片。

示例性地，所述智能硬件还包括复合导热垫，所述复合导热垫位于所述主板的发热元件与所述散热装置之间。

示例性地，所述复合导热垫包括铜片、以及紧贴在所述铜片的上表面和下表面上的导热垫。

由此可见，本实用新型提供的散热装置无需风扇，因此在有效解决智能硬件的散热问题的同时，能够很好地兼顾产品小型化和生产成本。散热装置主要依靠部件之间的热传递，因此无需在智能硬件上开设散热口，进而可以保持智能硬件内部的清洁，保护内部部件。

附图说明

通过结合附图对本实用新型实施例进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显。附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1是现有的智能硬件产品的分解图；

图2是根据本实用新型一个实施例的散热装置与主板组装后的立体图；

图3是图2中的散热装置的侧视图；

图4是图2中的散热装置与主板的分解图；

图5是根据本实用新型一个实施例的复合导热垫的放大图；以及

图6是根据本实用新型一个实施例的智能硬件的散热示意图。

具体实施方式

为了使得本实用新型的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本实用新型的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是本实用新型的全部实施例，应理解，本实用新型不受这里描述的示例实施例的限制。基于本实用新型中描述的本实用新型实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本实用新型的保护范围之内。

本实用新型的一个方面，提供了一种用于智能硬件的散热装置、以及包含该散热装置的智能硬件。该散热装置可以用于各种类型的智能硬件，包括但不限于服务器、计算机、智能摄像机(包括监控摄像机)、可穿戴设备(包括但不限于例如Google Glass的智能眼镜、例如FitBit的智能手环等)、智能电视、智能家居设备、智能汽车、医疗健康设备、智能玩具、机器人等等。散热装置主要用于为智能硬件的发热元件(例如主板、GPU或CPU等)散热。

下面将结合图2-5对散热装置进行详细描述。如图2-5所示，该散热装置200可以包括上散热器210和下散热器220、以及热管230。

上散热器210和下散热器220彼此相对且间隔开设置。上散热器210和下散热器220可以均由铜制成。上散热器210和下散热器220均与能够将热量扩散到外部的部件热接触。作为示例，上散热器210可以与智能硬件的壳体顶面热接触，下散热器220可以与智能硬件的壳体底面热接触。本文所提到的一个部件与另一个部件热接触包括这两个部件直接热接触、以及这两个部件之间设置有中间导热件而间接热接触。热接触的目的是能够在两个部件之间进行热传递，因此能够热量从一个部件而传递到另一个部件的情况都属于本申请所涉及的热接触。

热管230包括上段231、下段232以及连接在上段231和下段232之间的折弯段233。热管230可以如图中所示的由方形热管弯曲形成。可选地，热管230也可以由扁平状的热管弯折形成，以减小热管230所占的体积，避免智能硬件整体体积过大。热管230的上段231热连接至上散热器210。示例性地，热管230的上段231可以紧贴在上散热器210的下表面上。可选地，热管230的上段231也可以部分地或全部嵌于上散热器210的下表面中。下段232热连接至下散热器220。示例性地，热管230的下段232可以紧贴在下散热器220的上表面上。可选地，热管230的下段232也可以部分地或全部嵌于下散热器220的上表面中。通过该热管230可以将上散热器210和下散热器220热串联。此外，上段231与下段232间隔开设置。间隔开的空间用于插入智能硬件的主板。如图2和4所示，主板300在该空间内分别与热管230的上段231与下段232热接触。通常情况下，主板300的热量主要由一个或多个主要的发热元件310产生，例如由主芯片产生。因此，组装后，发热元件310应与热管230(例如热管230的上段231)热接触、或者与上散热器210热接触、或者与热管230和上散热器210同时热接触。

在一个优选实施例中，热管230可以呈U形。除此之外，热管230也可以具有其它形状，例如Z形、工字形等等。U形的热管能够提高智能硬件内的空间利用率，使智能硬件更加小型化。

示例性地，如图3所示，热管230的上段231贯通上散热器210。也就是说，沿着上段231的延伸方向，上散热器210的长度不大于上段231的长度。类似地，热管230的下段232也可以贯通下散热器220。也就是说，沿着下段232的延伸方向，下散热器220的长度不大于下段232的长度。这样，可以提高散热效率。

示例性地，热管230可以包括由铜制成的封闭管体以及位于该封闭管体内的液体。此外，封闭管体的内壁上覆盖有铜粉末，以形成毛细作用。借助毛细作用热管内液体将随着温度变化而流动，不容易受到热管弯曲影响，导热系数是普通金属几百倍。热管230的制造工艺已经为本领域所熟知，并且本实用新型的发明点并非在于热管230本身。

进一步优选地，散热装置200还包括上导热垫240和下导热垫250。上导热垫240紧贴在上散热器210的上表面上，下导热垫250紧贴在下散热器220的下表面上。当主板300组装到散热装置200并安装到智能硬件的壳体内时，上导热垫240和下导热垫250可以分别与壳体的顶面和底面热接触。上导热垫240和下导热垫250的作用是为了补偿组装误差，填充组装间隙，使零件能良好接触，减小热阻。为了实现该目的，上导热垫240和下导热垫250可以由弹性导热材料制成。此外，为了保证上导热垫240和下导热垫250与接触表面的良好热接触，优选地，上导热垫240和下导热垫250由自粘性导热材料制成。通过上导热垫240和下导热垫250本身的自粘性可以直接粘附在接触表面上，减少了安装步骤。上文所提到的弹性导热材料和自粘性导热材料可以是本领域已知的，或者未来可能出现的各种能够满足要求的材料。举例来说，上导热垫240和下导热垫250可以由以硅胶为基材、添加金属氧化物为辅材合成的导热介质材料制成。该材料不但具有弹性而且还具有自粘性。

图6示出了组装在一起的散热装置200和主板300安装至壳体内的散热路径。示例性地，壳体可以包括上壳体510和下壳体520，上壳体510和下壳体520通过紧固件530连接在一起。

如前所述的，散热装置200的上散热器210与壳体的顶面热接触，其包括上散热器210与壳体的顶面直接热接触、以及上散热器210通过上导热垫240与壳体的顶面间接热接触。主板300插入热管230的上段231与下段232之间，发热元件310与上段231和/或上散热器210热接触。这样，发热元件310产生的热量可以沿着图6中的箭头方向向上传递，在上散热器210上均匀传导，以达到降低热流密度的作用。上散热器210上的热量再传导到壳体的顶面，并借由壳体的顶面和侧面扩散到空气中，同时参见图6和图3。

此外，发热元件310产生的部分热量还沿着热管230传导到下段232，传递给下散热器220后，在下散热器220上均匀传导。组装后，该下散热器220与壳体的底面热接触，包括直接热接触和通过下导热垫250的间接热接触。这样，发热元件310产生的热量可以沿着图6中的箭头方向、向下通过热管230和下散热器220传导到壳体的底面，并借由壳体的底面和侧面扩散到空气中。

需要说明的是，本文所提到的“上”和“下”是相对而言的，当将图6的部件倒置时，上下则发生调换。

为了进一步提高散热效率，壳体的顶表面和底表面具有多个散热鳍片，参见图6，可以增大壳体的散热表面。示例性地，多个散热鳍片平行地设置。通过散热装置配合鳍片式的智能硬件壳体进行散热，发热元件上的高温能通过散热装置迅速传导到鳍片式壳体上，且鳍片式壳体的表面积很大，热量能够很均衡的散出去。故主板的热量不会堆积，散热优良。优选地，壳体的侧表面也可以设置有多个散热鳍片，以进一步增大散热面积。

优选地，如图4所示，智能硬件还包括复合导热垫400。复合导热垫400位于主板300的发热元件310与散热装置200之间。发热元件310产生的热量通过该复合导热垫400传导至散热装置200。更确切地说，发热元件310产生的热量向上直接传导至散热装置200的热管230的上段231和上散热器210，并且还向下通过热管230间接地传导至下散热器220。利用该复合导热垫400可以补偿组装误差，填充组装间隙，使零件能良好接触，减小热阻。组装过程中，可以先将复合导热垫400贴在发热元件310上，然后再将主板300整体插入到散热装置200的缝隙内，主板300处于被压紧的状态。

优选地，如图5所示，复合导热垫400包括铜片410、以及紧贴在铜片410的上表面和下表面上的导热垫420和430，形成了能够大大降低热阻的三明治结构。铜的导热系数一般是导热垫的几十倍左右。三明治结构的复合导热垫400除了降低热量传导的热阻外，由于正反面存在柔性的导热垫，也兼顾了组装误差。示例性地，铜片410的厚度可以为0.5mm左右。导热垫420和430的厚度可以为0.3mm左右。导热垫420和430可以由前文所提到的弹性导热材料和/或自粘性导热材料制成。该结构的复合导热垫400能够有效地提高热传导效率。这样，发热元件310的高热耗通过复合导热垫400，迅速传导至散热装置200。在降低发热元件310热流密度的同时，将热量传导至壳体的鳍片上进行散热。发热元件310的热量最终传导到空气中去。

由此可见，本实用新型提供的散热装置无需风扇，因此在有效解决智能硬件的散热问题的同时，能够很好地兼顾产品小型化和生产成本。散热装置主要依靠部件之间的热传递，因此无需在智能硬件上开设散热口，进而可以保持智能硬件内部的清洁，保护内部部件。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本实用新型的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本实用新型的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本实用新型的范围之内。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本实用新型并帮助理解各个实用新型方面中的一个或至少两个，在对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本实用新型的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其实用新型点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本实用新型的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或装置进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在至少两个这样的元件。本实用新型可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的装置权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式或对具体实施方式的说明，本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种用于智能硬件的散热装置，其特征在于，包括：

上散热器和下散热器，所述上散热器与所述下散热器彼此相对且间隔开设置；以及

热管，所述热管包括上段、下段以及连接在所述上段和所述下段之间的折弯段，所述上段热连接至所述上散热器，所述下段热连接至所述下散热器，以将所述上散热器与所述下散热器热串联，所述上段与所述下段间隔开设置。

2.如权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置还包括上导热垫和下导热垫，所述上导热垫紧贴在所述上散热器的上表面上，所述下导热垫紧贴在所述下散热器的下表面上。

3.如权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述上导热垫和所述下导热垫由弹性导热材料和/或自粘性导热材料制成。

4.如权利要求1至3任一项所述的散热装置，其特征在于，所述热管呈U形。

5.如权利要求1至3任一项所述的散热装置，其特征在于，所述热管包括由铜制成的封闭管体以及位于所述封闭管体内的液体，所述封闭管体的内壁上覆盖有铜粉末。

6.如权利要求1至3任一项所述的散热装置，其特征在于，所述热管的所述上段贯通所述上散热器，和/或所述热管的所述下段贯通所述下散热器。

7.一种智能硬件，其特征在于，包括：

壳体；

如权利要求1-6中任一项所述的散热装置，所述散热装置设置于所述壳体的内部，所述散热装置的上散热器与所述壳体的顶面热接触，所述散热装置的下散热器与所述壳体的底面热接触；以及

主板，所述主板设置于所述壳体的内部并且设置于所述热管的上段与下段之间，所述主板具有发热元件，所述发热元件与所述热管和/或所述上散热器热接触。

8.如权利要求7所述的智能硬件，其特征在于，所述壳体的顶表面和底表面上设置有多个散热鳍片，和/或所述壳体的侧表面设置有多个散热鳍片。

9.如权利要求7或8所述的智能硬件，其特征在于，所述智能硬件还包括复合导热垫，所述复合导热垫位于所述主板的发热元件与所述散热装置之间。

10.如权利要求9所述的智能硬件，其特征在于，所述复合导热垫包括铜片、以及紧贴在所述铜片的上表面和下表面上的导热垫。