CN214228718U - 散热器和包括该散热器的装置 - Google Patents

Abstract

散热器和包括该散热器的装置。本文公开了用于无线充电的散热器、用于无线充电的热管理方案、和包括将从线圈生成的热散布的散热器的装置的示例性实施方式。散热器(例如，天然石墨、合成石墨、铝、铜、氮化硼、等等)可以被配置(例如，图案化、激光切割、压铸、等等)用于避免或抑制由于由线圈生成的入射在散热器上的磁场而在散热器中感应出涡流。例如，多个散热材料条带或部分可相对于一个或更多个线圈定位，使得多个散热材料条带中的相邻对之间的间隙或间隔距离与如果不存在间隙的话将存在于散热材料中的涡流正交取向。

Description

散热器和包括该散热器的装置

技术领域

本公开总体上涉及用于无线充电和/或感应功率传递的散热器。散热器可被配置(例如，图案化、激光切割、压铸等)以避免或抑制由于线圈所生成的入射磁场而在散热器中感应涡流。

背景技术

本节提供了与本公开有关的背景信息，其不一定是现有技术。

无线充电器可用于对智能电话和其它电子装置进行充电。但是传统10瓦、15瓦、30瓦和30瓦以上的无线充电器可能具有热节流问题。例如，在无线充电期间智能电话可能过热。在这种情况下，无线充电必须停止或切换到较低充电功率水平以允许过热的智能电话冷却，然后恢复无线充电。

实用新型内容

这个部分提供对本公开的总体概述，但并不是对其完整范围或全部特征的全面公开。

公开了用于无线充电的散热器、用于无线充电的热管理解决方案以及包括用于散布从线圈或集成电路(IC)生成的热的散热器的装置的示例性实施例。散热器(例如，天然石墨、合成石墨、铝、铜、氮化硼等)可被配置(例如，图案化、激光切割、压铸等)以避免或抑制由于线圈所生成的入射在散热器上的磁场而在散热器中感应出涡流。例如，多个散热材料条带或部分可相对于一个或更多个线圈定位，使得多个散热材料条带中的相邻对之间的间隙或间隔距离与如果不存在间隙的话将存在于散热材料中的涡流正交取向。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种散热器，其特征在于，该散热器包括限定沿着所述散热器的图案的一个或更多个散热部分和一个或更多个介电部分，所述图案被配置用于避免由一个或更多个线圈生成的磁场的衰减和/或用于抑制当所述散热器相对于所述一个或更多个线圈定位以使得所述磁场入射在所述散热器上时由于所述磁场而在所述散热器中感应出涡流。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种装置，该装置包括一个或更多个线圈、热沉以及上述的散热器，其特征在于：

所述第一散热器部分沿着所述一个或更多个线圈的第一侧定位以用于传递和散布来自所述一个或更多个线圈的热；

所述第二散热器部分沿着所述一个或更多个线圈的相反的第二侧定位以用于将热传递至所述热沉；并且

所述第三散热器部分围绕所述装置的一部分包裹或弯曲，使得所述第三散热器部分从所述一个或更多个线圈的所述第一侧延伸到所述一个或更多个线圈的所述相反的第二侧，由此热能够经过由所述第一散热器部分、所述第三散热器部分和所述第二散热器部分协作地限定的导热热路径从所述一个或更多个线圈传递到所述热沉。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种装置，该装置包括一个或更多个线圈以及上述的散热器，其特征在于，所述散热器相对于所述一个或更多个线圈定位以用于传递和散布来自所述一个或更多个线圈的热。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种装置，该装置包括上述的散热器，其特征在于，该装置是无线充电器、智能电话、独立散热器、外壳或冷却垫。

可应用性的其它方面将从本文所提供的描述中变得明显。该实用新型内容中的描述和具体示例仅仅旨在说明的目的，而并不旨在限制本公开内容的范围。

附图说明

这里所描述的附图仅用于例示所选实施方式而不是所有可能的实施，并且不旨在限制本公开的范围。

图1示出从无线电源充电(WPC)线圈所生成的入射磁场在石墨片中感应的涡流。

图2示出根据本公开的示例性实施例的图案化石墨散热器。

图3示出根据本公开的示例性实施例的图案化石墨散热器，其中图案化石墨散热器在图案化石墨散热器的中心附近包括没有石墨的开口或空隙。

图4示出根据本公开的示例性实施例的图案化石墨散热器。

图5示出根据本公开的示例性实施例的图案化散热器，其中已经由激光切割工艺将散热材料片图案化。

图6示出根据本公开的示例性实施例的图案化散热器。

图7示出根据本公开的示例性实施例的图案化散热器。

图8示出根据本公开的示例性实施例的图案化散热器。

图9示出根据本公开的示例性实施例的图案化散热器。

图10示出从散热材料片(例如，石墨片等)去除(例如，激光切割等)的部分，从而形成根据本公开的示例性实施例的图案化散热器

图11示出根据本公开的示例性实施例的示例性装置，其中图案化散热器相对于WPC线圈定位(例如，在旁边、上方、顶部等)，以用于散布来自WPC线圈的热。

图12示出根据示例性实施例的在散热器旁边的示例性无线充电器内部组件(广义地，装置)。散热器包括第一图案化散热器部分、第二散热器部分以及在第一图案化散热器部分与第二散热器部分之间延伸并将第一图案化散热器部分与第二散热器部分热耦合/连接的第三柔性散热器部分。

图13A是图12所示的无线充电器内部组件的分解立体图，并且示出支撑构件、线圈、铁氧体片、印刷电路板(PCB)和热沉。

图13B是在所示的部件已被组装在一起之后，图13A所示的无线充电器内部组件的立体图。

图14和图15示出相对于图13A和图13B所示的线圈安装以用于散布来自智能电话线圈的热的石墨散热器的示例性实施例。

图16和图17示出相对于图13A和图13B所示的线圈安装以用于散布来自线圈的热的铜散热器的示例性实施例。

图18至图20示出相对于图21所示的充电器线圈安装以用于散布来自充电器线圈的热的散热器的示例性实施例。

图21示出根据示例性实施例的充电器线圈。

图22和图23包括六个测试试样或样本，包括具有根据示例性实施例的石墨散热器的样本#2和#5的无线充电测试结果。

图24示出图8所示的图案化散热器和根据本公开的示例性实施例的附加图案化散热器。

图25示出包括根据本公开的示例性实施例的图案化散热器的示例性发送(Tx)装置(例如，无线充电器等)和示例性接收(Rx)装置(例如，智能电话等)。

图26示出图25所示的示例性发送(Tx)装置(例如，无线充电器等)以及根据本公开的示例性实施例的可用在该发送(Tx)装置中的示例性图案化散热器。

图27示出图25所示的示例性接收(Rx)装置(例如，智能电话等)以及根据本公开的示例性实施例的可用作接收(Rx)装置中的图案化散热器。

图28示出包括根据本公开的示例性实施例的图案化散热器的独立散热器。

贯穿附图的若干示图，对应标号可指示对应(但未必相同)部分。

具体实施方式

现在将参照附图充分地描述示例实施方式。

当对智能电话和其它电子装置进行充电时，传统10瓦、15瓦、30瓦和30瓦以上无线充电器可能具有热节流问题。为了帮助减轻热节流问题以及装置表面上的热点，一些无线充电器包括内置风扇以主动冷却正无线充电的智能电话或其它装置。但是内置风扇往往会很吵并且需要电力来操作。

也已经在无线电源充电(WPC)线圈下方或沿其使用散热材料。但是由于散热材料的导电性，WPC线圈所生成的磁场在散热材料中产生涡流，这将大大降低WPC线圈的品质因数(Q因数)。因此，由于WPC线圈在散热材料中生成的涡流，散热材料可能干扰无线充电。

例如，图1示出从WPC线圈所生成的磁场在石墨片中感应的涡流。入射在石墨片上的磁场在石墨片中引起感应环涡流。石墨片中的涡流生成与WPC线圈相反的场，并使WPC线圈的电感降低。涡流还引起能量损失，从而使WPC线圈的品质因数(Q因数)降低。

在认识到上述这些之后，本文开发和/或公开了用于无线充电系统和/或感应功率传递系统的散热器的示例性实施例。这些散热器被配置(例如，图案化、激光切割、压铸等)以避免或抑制由于由线圈生成并入射在散热器上的磁场而在散热器中感应出涡流。如本文所公开的，在无线充电系统中可在三个不同的应用场所中使用散热器，例如无线充电器(广义地，发送(Tx)装置)、智能电话(广义地，接收(Rx)装置)和/或独立散热器(例如，装置壳体或冷却垫等)。散热器可用于面内或在一个平面内散布热和/或用于从平面A至平面B传递热。

在示例性实施例中，多个散热材料(例如，天然石墨、合成石墨、铝、铜、氮化硼等)条带或部分可相对于一个或更多个线圈定位，使得多个散热材料条带中的相邻对之间的间隙或间隔距离与如果不存在间隙的话将存在于散热材料中的涡流正交取向。

在本文所公开的示例性实施例中，散热材料(例如，天然石墨、合成石墨、铝、铜、氮化硼等)被配置(例如，图案化、激光切割、蚀刻、环状成形、切割、压铸等)为在相邻间隔开的散热材料部分(例如，条带等)之间具有非导电或介电区域(例如，狭槽、狭缝、气隙等)。介电区域大致垂直或正交于线圈的电流方向。介电区域被配置为避免磁场的衰减并防止由于线圈所生成的入射磁场而在散热器中感应出涡流。有利地，如本文所公开使用图案化散热器(例如，图案化天然和/或合成石墨片等)允许散布热，而不会给线圈的磁和电性能带来负面影响。

在示例性实施例中，配置导电且导热片材以避免外部施加的AC磁场的衰减并抑制涡流。在示例性实施例中，散热器(例如，合成或天然石墨片、铝片等)包括与线圈的电流或散热器上的感应回路电流的方向正交的切口、狭缝或狭槽。散热器的导电条带或片之间的切口、狭缝或狭槽阻止了感应回路电流。散热器(例如，石墨片、铝片等)上的切口、狭缝或狭槽的图案允许横跨表面或面内散热，而不会影响无线充电线圈和NFC线圈的电性能。

在示例性实施例中，图案化散热器可沿着线圈的顶侧定位在线圈上方，以从线圈的顶部传递和散布热。与经由沿着线圈的后侧定位在线圈下方的散热器传递和散布热相比，从线圈的顶部传递和散布热更高效和有效。

本文还公开了用于无线充电和/或感应功率传递的热管理解决方案的示例性实施例，其包括图案化散热器。还公开了示例性方法，其包括在无线充电和/或感应功率传递期间使用图案化散热器来散布从线圈生成的热。

另外，公开了包括图案化散热器的装置(例如，10瓦无线充电器、15瓦无线充电器、30瓦无线充电器、50瓦以上无线充电器、智能电话、便携式装置等)的示例性实施例，其有助于减轻热节流问题。在示例性实施例中，装置包括图案化石墨片，其被配置为消除热节流问题，以将装置表面温度限制为最大60摄氏度，从而避免热点并改进人触摸体验，和/或提供更均匀或同质的表面温度分布。

图2示出根据本公开的示例性实施例的图案化石墨散热器200。如图2所示，图案化石墨散热器200包括由通过间隙、狭槽或狭缝208彼此间隔开的多个条带204(广义地，片或部分)限定的图案。间隙或狭槽208在条带204之间延伸并穿过或超过图案化散热器200的侧边缘，使得间隙或狭槽208沿着图案化散热器200的侧边缘开口。

图案化石墨散热器200包括第一和第二对角延伸的间隙、狭槽或狭缝212、216。间隙212、216大致限定在条带204的间隔开的端部之间。如图2所示，第一对角间隙212从左上角延伸到右下角，而第二对角间隙216从左下角延伸到右上角。第一和第二对角间隙或狭槽212、216完全横跨或穿过图案化散热器200的角延伸。因此，在此示例性实施例中，第一和第二对角间隙或狭槽212、216中的每一个是两端开放的开口间隙或狭槽。

间隙或狭槽208还从图案化散热器200的侧边缘延伸到第一或第二对角间隙212、216，使得间隙或狭槽208还沿着对角间隙212、216开口。因此，各个间隙或狭槽208是两端开放的开口间隙或狭槽。

第一和第二对角间隙212、216在图案化石墨散热器200的中间附近交叉，并且限定总体X形间隙。换句话说，第一和第二对角间隙212、216协作地限定散热器200的四个大致三角形部分。在示例性实施例中，图案化散热器200可由同一片天然和/或合成石墨或其它散热材料(例如，铝片、铜片、氮化硼片等)一体地形成(例如，经由激光切割等)。在另一示例性实施例中，图案化散热器可从被放在一起从而共同限定图案化散热器的分立散热材料片(例如，四个单独的三角形片等)组装而成。在该后一示例中，不同的分立散热材料片可全部由相同的散热材料制成，或者一个或更多个片可由与至少一个其它片不同的热材料制成。

条带204可由同一片合成或天然石墨一体地形成。间隙208、212、216可由石墨片(广义地，散热材料)的部分已被去除(例如，经由激光切割、蚀刻、自动材料去除工艺等)的区域限定。例如，间隙208、212、216可包括激光切割到石墨片中的相对窄的狭槽或气隙。间隙208、212、216没有导电石墨，而是包括空气或其它介电材料。间隙208、212和216内的空气或其它介电材料有助于防止在图案化石墨散热器200中感应出涡流220。

在示例性实施例中，除了空气之外或作为空气的替代，间隙208、212和/或216可包括或设置有(例如，填充有、分配有等)非导体或介电材料。例如，间隙208、212和/或216可包括或设置有塑料或其它介电材料(例如，经由喷嘴分配到间隙中的介电材料等)以用于改进机械强度和/或形成外壳或壳体的一部分。或者，例如，间隙208、212和/或216可包括或设置有导热介电热界面材料以用于改进热性能和热传递，例如增强在横向远离WPC线圈等的X-Y方向上的面内散热。作为另一示例，间隙208、212和/或216可填充或包括介电材料，使得散热材料条带204和间隙208、212和/或216内的介电材料具有统一、一体或单片式构造。在该后一示例中，散热材料条带204和间隙208、212和/或216内的介电材料的组合可被配置为用作多功能产品(例如，具有散热功能的盖或外壳)，其可代替无线发送机侧的传统塑料盖或作为其替代来使用。

继续参照图2，散热器200被图案化或配置为使得间隙208大致垂直或正交于WPC线圈的电流方向。相邻对的条带204之间的间隙或间隔距离208取向为与如果不存在间隙208、212、216的话将存在于散热材料中的涡流220(为了清晰起见示出)正交。

在此示例性实施例中，间隙208、212、216由散热材料的部分已被去除的区域限定。但是在其它示例性实施例中，间隙208、212、216可通过按照相对于彼此间隔开的图案放置(例如，手动和/或自动放置等)多个条带204来限定。例如，条带204可被单独地放置到支撑表面(例如，WPC线圈的表面、基板、支撑或载体膜等)上并附接(例如，粘合地附接或胶合等)，使得条带204呈相邻对的条带204之间的间隙或间隔距离208取向为与如果不存在间隙208的话将存在于散热材料中的涡流正交的图案。

石墨条带204可为四边形和/或三角形。图案化石墨散热器200可总体具有大致矩形形状。另选地，条带204和图案化石墨散热器200可不同地成形。例如，条带204和/或间隙208可以是具有平行边缘的矩形、平行四边形、多边形等、具有不平行边缘的扇形、三角形等。因此，本公开不应限于具有任一种特定形状的散热器或散热材料条带。条带可包括构造或配置有间隙、狭槽或介电部分以使WPC线圈所生成的磁场通过和/或抑制从WPC线圈所生成的入射磁场在散热材料中感应出涡流的各种各样的形状。

可用于图2所示的图案化散热器200的示例性散热材料包括天然石墨、合成石墨、铝、铜、氮化硼、其片、其组合等。作为示例，图案化散热器可由柔性天然和/或合成石墨片制成。图案化散热器可由Laird Technologies的石墨片制成，例如Tgon^TM 800系列天然石墨片(例如，Tgon^TM 805、810、820等)、Tgon^TM 8000系列石墨片、Tgon^TM 9000系列合成石墨片(例如，Tgon^TM 9017、9025、9040、9070、9100等)、其它石墨片材料等。下表1包括关于LairdTechnologies的Tgon^TM 9000系列合成石墨的附加细节。因此，本公开不应限于使用任一种特定散热材料。

仅作为示例，图案化石墨散热器200可具有以下尺寸。条带204可具有约1.8毫米(mm)的宽度。间隙或狭槽208可具有约0.2mm的宽度。第一和第二对角间隙212、216可具有约0.2mm的宽度。图案化石墨散热器200可具有约100mm的总宽度、约100mm的总长度以及约25微米(um)至约40um(例如，25um、30um、35um、40um等)范围内的片厚度。因此，此示例图案化石墨散热器200具有1/9(0.2mm/1.8mm)的狭槽/间隙宽度与条带宽度比。本文所公开的具体尺寸仅是示例，因为替代实施例可不同地配置。例如，图案化散热器可具有比1.8mm宽或窄(例如，3mm等)的条带宽度、比0.2mm宽或窄(例如，1mm等)的狭槽/间隙宽度、大于或小于1/9(例如，1/3等)的狭槽/间隙宽度与条带宽度比、小于25um或大于40um的片厚度、大于或小于100mm的总长度和/或大于或小于100mm的宽度等。

在其它示例性实施例中，散热器可被配置为在沿着散热器的不同位置处具有宽度变化的间隙/狭槽、宽度变化的条带和/或变化的狭槽/间隙宽度与条带宽度比。例如，第一和第二对角间隙212、216可包括激光切割或以其它方式形成在石墨或其它散热材料中的狭槽，其宽度大于激光切割或以其它方式形成在石墨或其它散热材料中的间隙或狭槽208的宽度。在此示例中，间隙212、216的较大宽度可允许更容易在激光切割工艺完成之后从支撑膜或基板剥离或去除激光切割的散热材料片。

图3示出根据本公开的示例性实施例的图案化石墨散热器300。类似于图2所示的图案化石墨散热器200，图案石墨散热器300还包括由通过间隙、狭槽或狭缝308彼此间隔开的多个条带304(广义地，片或部分)限定的图案。间隙或狭槽308在条带304之间延伸并穿过或超过图案化散热器300的侧边缘，使得间隙或狭槽308沿着图案化散热器300的侧边缘开口。

图案化石墨散热器300还包括大致限定在条带304的间隔开的端部之间的对角延伸的间隙、狭槽或狭缝312、316。间隙312、316大致限定在条带204的间隔开的端部之间。

在此示例性实施例中，图案化石墨散热器片300包括位于图案化石墨散热器300的中心附近的开口324。因此，当图案石墨散热器300被定位(例如，在WPC线圈的旁边、上方和/或顶部等)以用于散布来自WPC线圈的热时，开口324可被配置为与WPC线圈对准(例如，与WPC线圈的开口垂直对准等)。

由于热优选远离WPC线圈横向移动或散布，所以开口324优选不显著削弱图案化散热器300的散热能力。有利地，开口324优选将允许WPC线圈所生成的磁场的至少一部分(例如，较大部分、显著部分、大部分等)自由地通过开口324(例如，自由地通过开口324内的空气或其它介电材料等)而不会在开口324内感应出涡流。另外，开口324内不存在散热材料也可降低图案化散热器300的总重量和材料成本。

在示例性实施例中，开口324可包括通过激光切割或其它切割或材料去除工艺形成的石墨或其它散热材料中的切口。在其它示例性实施例中，开口324可相反通过将条带304单独放置到支撑表面上，而在开口324所在的地方不单独放置任何条带304来限定。

在图3所示的示例性实施例中，开口324可包括切割(例如，激光切割等)或以其它方式(例如，经由压铸等)形成在散热材料片(例如，天然石墨、合成石墨、铝、铜、氮化硼等)中的切口。在此示例性实施例中，开口324和/或间隙304、312、316可没有任何导电散热材料。

在其它示例性实施例中，除了空气之外或作为空气的替代，开口324和/或间隙304、312和/或316可包括或设置有(例如，填充有、分配有等)非导体或介电材料。例如，开口324和/或间隙304、312和/或316可包括或设置有塑料或其它介电材料(例如，经由喷嘴分配到间隙中的介电材料等)以用于改进机械强度和/或形成外壳或壳体的一部分。或者，例如，开口324和/或间隙304、312和/或316可包括或设置有导热介电热界面材料以用于改进热性能和热传递，例如，增强横向远离WPC线圈的X-Y方向上的面内散热等。作为另一示例，开口324和/或间隙308、312和/或316可填充或包括介电材料，使得散热材料条带304和开口324和/或间隙308、312和/或316内的介电材料具有统一、一体或单件式构造。在此后一示例中，散热材料条带304和开口324和/或间隙308、312和/或316内的介电材料的组合可被配置为用作多功能产品，例如具有散热功能的盖或外壳，其可代替无线发送机侧的传统塑料盖或作为其替代使用。

图4示出根据本公开的示例性实施例的图案化石墨散热器400。类似于图案化石墨散热器200(图2)和300(图3)，图案化石墨散热器400也包括由通过间隙、狭槽或狭缝408彼此间隔开的多个条带404(广义地，件或部分)限定的图案。图案化石墨散热器400还包括大致限定在条带404的间隔开的端部之间的第一和第二对角延伸的间隙、狭槽或狭缝412、416。第一对角间隙412从左上角延伸到右下角，而第二对角间隙416从左下角延伸到右上角。

图案化石墨散热器片400包括位于图案化石墨散热器400的中心附近的开口424。当图案石墨散热器400被定位(例如，在WPC线圈的旁边、上方和/或顶部等)以用于散布来自WPC线圈的热时，开口424可被配置为与WPC线圈对准(例如，与WPC线圈的开口垂直对准等)。

图5示出根据本公开的示例性实施例的图案化散热器500。图5大致示出具有经由激光切割工艺形成的图案的散热材料片526。类似于图案化石墨散热器200(图2)，散热器500的图案包括通过间隙、狭槽或狭缝彼此间隔开的多个条带(广义地，件或部分)。图案化散热器500还包括大致限定在散热材料条带的间隔开的端部之间的第一和第二对角延伸的间隙、狭槽或狭缝。

图6示出根据本公开的示例性实施例的图案化散热器600。图案散热器600包括通过间隙、狭槽或狭缝彼此间隔开的多个条带(广义地，件或部分)。条带大致为矩形，并且当沿着支撑表面定位以用于散布来自WPC线圈的热时可彼此大致平行。

图7示出根据本公开的示例性实施例的图案化散热器700。类似于图案化散热器200(图2)，散热器700的图案包括通过间隙、狭槽或狭缝708彼此间隔开的多个条带704(广义地，件或部分)。图案化散热器700还包括大致限定在散热材料条带708的间隔开的端部之间的第一和第二对角延伸的间隙、狭槽或狭缝712、716。在此示例性实施例中，第一和第二对角间隙或狭槽712、716具有约1.98mm的宽度并且比相邻对的条带704之间的间隙或狭槽708宽。本文所公开的具体尺寸仅是示例，因为替代实施例可不同地配置。

图8示出根据本公开的示例性实施例的图案化散热器800。图案化散热器800包括通过间隙、狭槽或狭缝808彼此间隔开的多个条带804(广义地，件或部分)。图案化散热器800还包括大致限定在散热材料条带808的间隔开的端部之间的第一和第二对角延伸的间隙、狭槽或狭缝812、816。第一对角间隙812从左上角延伸到右下角，而第二对角间隙816从左下角延伸到右上角。在此示例性实施例中，第一和第二对角间隙或狭槽812、816横跨图案化散热器800延伸，而是不延伸穿过图案化散热器800的角。因此，在此示例性实施例中，第一和第二对角间隙或狭槽812、816中的每一个是两端封闭而非开放的封闭间隙或狭槽。

图9示出根据本公开的示例性实施例的图案化散热器900。图10示出从散热材料片(例如，石墨片等)去除(例如，激光切割等)部分1001，从而形成根据本公开的示例性实施例的图案化散热器(例如，散热器900(图9)等)。

图11示出根据本公开的示例性实施例的示例性装置1102(例如，智能电话等)，其中图案化散热器1100相对WPC线圈1132定位(例如，在旁边、上方、顶部等)以用于散布来自WPC线圈1132的热。在此示例中，图案化散热器1100沿着WPC线圈1132的顶侧定位。铁氧体片或板1136沿着WPC线圈1132的相反的底侧大致设置在WPC线圈1132的电池1140之间。图案化散热器1100可包括或类似于图案化散热器200(图2)、300(图3)、400(图4)、500(图5)、600(图6)、700(图7)、800(图8)、900(图9)、1000(图10)等。图案化散热器1100可包括天然石墨、合成石墨、铝、铜和氮化硼。

现在将提供包括WPC A11发射(Tx)线圈模块1232的不同测试设置在100千赫兹(KHz)/0.5伏特(V)的测试条件下的电测试结果。但是这些电测试结果仅是示例，因为其它示例性实施例可被不同地配置(例如，由不同材料制成、具有不同图案、形状和/或大小等)和/或针对其它线圈模块进行测试，使得将获得不同电测试结果。

第一测试设置包括沿着线圈底部的非图案化铁氧体片或板。在一个测试中，第一测试设置的电测试结果包括6.55微亨(uH)的电感、88的线圈Q因数(Q)以及46.56毫欧姆(mΩ)的电阻率(Rs)。在另一测试中，第一测试设置的电测试结果类似地包括6.57微亨(uH)的电感、91的线圈Q因数(Q)以及45毫欧姆(mΩ)的电阻率(Rs)。

第二测试设置包括沿着线圈底部的非图案化铁氧体片或板以及沿着铁氧体片/板的底部的非图案化石墨。针对第二设置，铁氧体片/板和石墨片均不被图案化。石墨片包括标准Tgon^TM 9025石墨片。第二测试设置的电测试结果包括6.55微亨(uH)的电感、77的线圈Q因数(Q)以及53.6毫欧姆(mΩ)的电阻率(Rs)。

第三测试设置包括沿着线圈底部的非图案化铁氧体片/板以及沿着铁氧体片/板的底部的石墨片。在该第三测试设置中，铁氧体片/板未被图案化，但石墨片被图案化。更具体地，石墨片包括根据图4所示的散热器400的示例性实施例图案化的Tgon^TM 9025石墨片。第三测试设置的电测试结果包括6.57微亨(uH)的电感、91的线圈Q因数(Q)以及45毫欧姆(mΩ)的电阻率(Rs)。

第四测试设置包括沿着线圈底部的非图案化铁氧体片/板以及沿着线圈顶部的非图案化石墨片。针对第四设置，铁氧体片/板和石墨片均不被图案化。石墨片包括标准Tgon^TM9025石墨片。第四测试设置的电测试结果包括6.47微亨(uH)的电感、8.48的线圈Q因数(Q)以及472.8毫欧姆(mΩ)的电阻率(Rs)。值得注意的是，该第四测试设置产生线圈Q因数(Q)，该线圈Q因数(Q)比图12所示的所有其它测试设置显著更差并且生成更多热。

第五测试设置包括沿着线圈底部的非图案化铁氧体片/板以及沿着线圈顶部的石墨片。在该第五测试设置中，铁氧体片/板未被图案化，但石墨片被图案化。更具体地，石墨片包括根据图4所示的散热器400的示例性实施例图案化的Tgon^TM 9025石墨片。第五测试设置的电测试结果包括6.57微亨(uH)的电感、82的线圈Q因数(Q)以及49.9毫欧姆(mΩ)的电阻率(Rs)。

在图12的第二测试设置、第三测试设置、第四测试设置和第五测试设置中，Tgon^TM9025石墨片是具有约25微米厚度的Tgon^TM 9000系列石墨片。Tgon^TM 9000系列石墨片包括具有碳面内单晶结构的合成石墨热界面材料，并且该合成石墨热界面材料是超薄的、重量轻的、柔性的并且提供优异的面内热导率。Tgon^TM 9000系列石墨片可用于面内热导率占主导地位并且在有限空间中的散热应用。Tgon^TM 9000系列石墨片可具有从约500W/mK至约1900W/mK的热导率，可有助于减少热点和保护敏感区域，由于约17微米至100微米的超薄板厚度，所以可实现纤薄的装置设计，可以是重量轻的(例如，对于17微米或25微米的厚度，密度是从约2.05g/cm³至2.25g/cm³，等)，可以是柔性的并且在半径为5毫米的情况下能够承受超过10000次的弯曲。下面的表1包括在示例性实施例中可用作散热材料的Tgon^TM石墨材料(及其特性)。

表1

热管理是无线充电器和由无线充电器充电的装置的重要考虑因素。例如，如果装置温度达到45℃或更高，则充电模式可切换到慢充电模式。因此，可通过从正被充电的装置(例如，智能电话等)去除或耗散热点来改进无线充电性能，使得装置温度保持低于45℃，并且充电模式不从快速充电模式切换到慢速充电模式。

如本文中所公开的，可将图案化散热器(例如，图案化石墨或铜片等)的示例性实施例添加到装置(例如，无线充电器、智能电话、其它装置等)，以帮助去除热点，使装置温度更均匀或更一致，减少热节流，散布由线圈生成的热(在一个平面内)和/或传递由线圈生成的热(从平面A到平面B)，而不影响线圈的磁性能和电性能。在这种示例性实施例中，这种图案化散热器的使用提供了对快速充电时间的改进。但是如本文所认识到的，正在充电的智能电话或其它装置可具有热点，该热点保持成使得装置温度可以增大到过热限制，该过热限制导致充电模式切换到慢充电模式。如本文进一步认识到的，快速充电时间的附加改进可以因此通过以下方式来实现：通过在无线充电器、智能电话或其它装置中使用图案化散热器(例如，图案化石墨或铜片等)从而将热从热源(例如，线圈等)传递到热沉来去除或减少正充电的智能电话或其它装置上的热点。这进而可以帮助进一步增加快速充电模式的时间量(例如，从1350秒到超过3500秒，快速充电时间增加100％或更多等)。

在示例性实施例中，第一图案化散热器(例如，包括切口、狭槽、狭缝和/或气隙等的第一图案化石墨片或铜片)可被配置成和/或用于散布来自热点源的热，同时还抑制散热器中的感应涡电流而不恶化线圈电性能。第二散热器(例如，第二石墨片或实心片等)可被配置成和/或用于将热从第一图案化石墨片传递到热沉。

第一散热器和第二散热器可包括整体地连接在一起的单个一体件或片(例如，单个石墨片或铜片等)。或者，第一散热器和第二散热器可包括单独的片(例如，两个或更多个石墨片、铜片等)，这些片例如经由第三散热器等热耦合或连接在一起。散热器可包括一个或更多个合成石墨片和/或天然石墨片。另外地或另选地，散热器的示例性实施例可包含铜(例如，铜箔或铜片等)、铝(例如，铝箔、铝片、铝片金属、铝压铸等)、石墨(例如，合成石墨片、天然石墨片等)、导电片、导电带、导电粘合剂、其组合等中的一者或更多者。

在示例性实施例中，散热效率和性能可通过使用第二散热器(例如，第二石墨部分等)将热从第一图案化散热器(例如，第一图案化石墨部分等)传导到热沉而显著提高。改进的散热效率可帮助将正在充电的智能电话或其它装置保持在足够低的温度，使得快速充电模式可继续并且不在温度保持低于过热状态时切换到慢速充电模式。

图12示出根据示例性实施例的在散热器1200(例如，天然石墨片和/或合成石墨片、铜等)旁边的示例性电子装置1202(例如，无线充电器内部组件等)。散热器1200包括第一图案化散热器部分1244、第二散热器部分1248(例如，不具有任何狭槽/狭缝/间隙的实心部分等)和第三柔性散热器部分1252(例如，整体形成的活动铰链等)。第三柔性散热器部分1252在第一图案化散热器部分1244与第二散热器部分1248之间延伸并将第一图案化散热器部分1244与第二散热器部分1248热耦合/连接。

如图12所示，第一图案化散热器部分1244包括由通过间隙、狭槽、狭缝或无散热材料的区域1208彼此间隔开的多个条带、片或散热材料的区域1204限定的图案。在该示例性实施例中，散热材料的区域1204和无散热材料的区域1208可通常限定星芒状图案，其中区域1204、1208从第一图案化的散热器部分1244的大致中心位置1246向外辐射或线性延伸。作为另一示例，散热材料的区域1204和无散热材料的区域1208可大致限定轮辐状图案，其中区域1204、1208从第一图案化的散热器部分1244的大致中心位置或中心(hub)1246向外线性延伸。

在该示例性实施例中，第一图案化散热器部分1244的中心位置或中心1246包括散热材料。在其它示例性实施例中，第一图案化散热器部分1244可包括位于第一图案化石墨散热器1244的中心1246附近的开口。在这种情况下，开口可被配置成当第一图案化散热器部分1244被定位(例如，在线圈的旁边、上方和/或顶部等)以从线圈散热时与线圈中的开口对准。

在该示例性实施例中，间隙、狭槽、狭缝或无散热材料的区域1208不向外延伸穿过或超过第一图案化散热器部分1244的侧边缘，使得间隙、狭槽、狭缝或无散热材料的区域1208是末端封闭的。另选地，间隙、狭槽、狭缝或无散热材料的区域1208中的一者或更多者可延伸穿过或超过第一图案化散热器部分1244的侧边缘，使得间隙、狭槽、狭缝或无散热材料的区域1208沿着第一图案化散热器部分1244的侧边缘末端开口。

在示例性实施方式中，第一图案化散热器部1244可以由相同单片天然和/或合成石墨或其它散热材料(例如，铝片、铝压铸件、铜片、氮化硼片、导电片、导电带、导电胶等)一体形成(例如，通过激光切割等)。例如，散热材料的条带、区段、区域1204可以由相同单片合成或天然石墨一体地形成。没有散热材料的间隙、狭槽、狭缝或区域1208可以由已经去除了石墨片部分(广泛地，散热材料)的区域来限定(例如，通过激光切割、蚀刻、自动材料去除过程等)。例如，没有散热材料的间隙、狭槽、狭缝或区域1208可以包括被激光切割成石墨片的相对较窄的狭槽或气隙。间隙、狭槽、狭缝或区域1208没有导电石墨，而是包括空气或其它介电材料。间隙、狭槽、狭缝或区域1208内的空气或其它介电材料有助于防止在第一图案化散热器部1244中感应出涡流。

在示例性实施方式中，除了或作为空气的替代物，间隙、狭槽、狭缝或区域1208可以包括或设置有(例如，填充有、在其中已分配等)非导电体或介电材料。例如，间隙、狭槽、狭缝或区域1208可以包括或设置有塑料或其它介电材料(例如，经由喷嘴被分配到间隙中的介电材料等)，以提高机械强度和/或形成外壳或壳体的一部分。或者，例如，间隙、狭槽、狭缝或区域1208可以包括或设置有导热介电热界面材料，以用于改善热性能和热传递，例如，增强沿横向地远离线圈的X-Y方向上的面内散热。作为又一示例，间隙、狭槽、狭缝或区域1208可以填充有或包括介电材料，使得散热材料的狭槽、条带、区段(piece)或区域1204和间隙、狭槽、狭缝或区域1208内的介电材料具有单一的一体或一件式构造。在后一个示例中，散热材料的条带、区段或区域1204与间隙、狭槽、狭缝或区域1208内的介电材料的组合可以被配置为用作多功能产品，例如，盖或具有散热功能的外壳等。

继续参考图12，第一图案化散热器部1244被图案化或配置成使得间隙、狭槽、狭缝或区域1208将大体上垂直于或正交于线圈1232的电流方向。散热材料的相邻对条带、区段、区域1204之间的间隙、狭缝、狭槽、区域1208被定向为与涡流正交，否则如果不存在间隙、狭缝、狭槽、区域1208，则将存在涡流。

没有散热材料的间隙、狭槽、狭缝或区域1208可以是四边形和/或三角形。第一图案化石墨散热器部1244可以具有带有圆角的总体上大致矩形的形状。另选地，没有散热材料的间隙、狭槽、狭缝或区域1208和第一图案化石墨散热器部1244的形状可以不同。例如，没有散热材料的间隙、狭槽、狭缝或区域1208可以是具有平行边缘的矩形、平行四边形、多边形等、具有不平行边缘的饼状楔形、三角形等。因此，本公开不应限于具有任何一种特定形状的散热器。散热材料的条带、区段或区域1204可以包括广泛多种形状，这些形状由没有散热材料的间隙、狭槽、狭缝或区域1208构造或配置，以使由线圈1232产生的磁场通过和/或抑制由线圈1232产生的入射磁场在散热材料中感应出涡流。

继续参考图12，第二散热器部1248被显示为实心部分，没有任何没有散热材料的间隙、狭槽、狭缝或区域(例如，石墨、铜、铝、导电片、导电带、导电胶等)。另选地，在其它示例性实施方式中，第二散热器部1248可以包括没有散热材料的一个或多个间隙、狭槽、狭缝或区域。

第三散热器部1252在第一图案化散热器部1244与第二散热器部1248之间延伸并且将第一图案化散热器部1244与第二散热器部1248热耦合/连接。在该示例性实施方式中，第三散热器部1252包括柔性构件(例如，铰链等)，该柔性构件与第一散热器部1244和第二散热器部1248一起由单个散热材料片(例如，石墨片、铜片等)一体形成。第三散热器部1252具有足够的柔性，以在组装件内的边缘部分(例如，由无线充电器内的铁氧体和铝板限定的边缘部分等)周围弯曲或包裹并且延伸跨过该边缘部分。利用这种灵活性，即使当第一散热器部和第二散热器部沿着线圈1232的相反的第一侧和第二侧(例如，上侧和下侧等)设置时，第三散热器部1252也能够将第一散热器部1244和第二散热器部1248热耦合/连接。参见例如图14和图15所示的散热器1600和图16和图17所示的散热器1600。

可以用于图12中所示的散热器1200的示例性散热材料包括天然石墨、合成石墨、铝、铜、氮化硼、它们的片、导电片、导电带、导电胶、它们的组合等。例如，散热器1200可以由天然和/或合成石墨的柔性片制成。散热器1200可以由莱尔德科技有限公司(LairdTechnologies)的石墨片制成，诸如，Tgon^TM 800系列天然石墨片(例如，Tgon^TM 805、810、820等)、Tgon^TM 8000系列石墨片、Tgon^TM 9000系列合成石墨片(例如，Tgon^TM 9017、9025、9040、9070、9100等)、其它石墨片材料等。表1包括有关莱尔德科技有限公司的Tgon^TM 9000系列合成石墨的其它详细信息。因此，本公开不应限于与任何一种特定散热材料一起使用。

如图13A和图13B所示，电子装置1202可以包括无线充电器。但是，散热器1200也可以或替代地与其它装置一起使用，以通过感应式电力传输进行无线充电和/或无线供电。图13A示出了无线充电器内部组装件1202的示例性组件，包括泡沫构件1250(例如，微孔聚氨酯泡沫、其它泡沫、其它弹性材料等)、支撑构件1252(例如，塑料-BKT、中间板、中间甲板、中间框架壳体等)、线圈1232、铁氧体1236，铝板1256、印刷电路板(PCB)1258、12-引脚接头1259、EMI盖/屏蔽件或热沉1260和绝缘膜1261。

图14和15示出了相对于图13A和图13B中所示的无线充电器线圈1232安装的用于从无线充电器线圈1232散热的石墨散热器1400的示例性实施方式。类似于图12所示的散热器1200，石墨散热器1400还包括第一图案化散热器部1444、第二散热器部1448(例如，没有任何狭槽/狭缝/间隙等的实心部分)以及第三柔性散热器部1452(例如，一体形成的活动铰链等)。第三柔性散热器部1452在第一图案化散热器部1444与第二散热器部1448之间延伸并且将第一图案化散热器部1444与第二散热器部1448热耦合/连接。

第一图案化散热器部1444包括由散热材料1404的多个条带、区段、区域限定的图案，所述多个条带、区段、区域通过没有散热材料的间隙、狭槽、狭缝或区域1408彼此间隔开。在该示例性实施方式中，散热材料的区域1404和没有散热材料的区域1408通常可以限定星芒状图案，其中，区域1404、1408从大致中心位置、中心(hub)、第一图案化散热器部1444的开口1446向外线性辐射或者延伸。作为另一个示例，散热材料的区域1404和没有散热材料的区域1408通常可以限定辐条图案，其中，区域1404、1408从第一图案化散热器部1444的大致中心位置、中心或开口1446向外线性延伸。

在该示例性实施方式中，没有散热材料的间隙、狭槽、狭缝或区域1408延伸穿过并进入开口1446，使得没有散热材料的间隙、狭槽、狭缝或区域1208是端部开口的。另选地，没有散热材料的一个或多个间隙、狭槽、狭缝或区域1208可以在每一端是端部封闭的。

如图14所示，第一图案化散热器部1444被配置为具有与支撑构件1256(图13A和图13B)的形状和尺寸基本匹配或对应的形状(例如，外周等)和尺寸。第一图案化散热器部1444的尺寸可以设置成基本覆盖线圈1232上方的支撑构件1256的整个上表面，如图14所示。

如图15所述，第二散热器部1448被配置为具有与在线圈1232下面的热沉(heatsink)1260(图13A和图13B)的形状和尺寸大致匹配或对应的形状(例如，外周等)和尺寸。第二散热器部1448可以沿着热沉1260设置和/或与热沉1260直接热接触。

第三散热器部1452可以包括柔性构件(例如，活动铰链等)，该柔性构件与第一散热器部1444和第二散热器部1448一起由单个散热材料片(例如，石墨片、铜片等)一体形成。第三散热器部1452具有足够的柔性，以在组装件的边缘部分周围弯曲或包裹并延伸跨过组装件的边缘部分，如图15所示。利用这种灵活性，即使当第一散热器部和第二散热器部沿着线圈1232的相反的第一侧和第二侧(例如，上侧和下侧等)设置时，第三散热器部1452也能够热耦合/连接第一散热器部1444和第二散热器部1448。

因此，散热器1400被配置为可操作用于经由由第一图案化散热器部1444、第三柔性散热器部1452、以及第二散热器部1448共同限定的导热热路径将热从线圈1232传递到热沉1260。

图16和17示出了相对于图13A和图13B中所示的无线充电器线圈1232安装的用于从无线充电器线圈1232散热的铜散热器1600的示例性实施方式。类似于图14所示的散热器1400，铜散热器1600还包括第一图案化散热器部1644、第二散热器部1648(例如，没有任何狭槽/狭缝/间隙等的实心部分)以及第三柔性散热器部1652(例如，一体形成的活动铰链等)。

第一图案化散热器部1644包括由散热材料的多个条带、区段、区域1604限定的图案，所述多个条带、区段、区域通过没有散热材料的间隙、狭槽、狭缝或区域1608彼此间隔开。第三柔性散热器部1652在第一图案化散热器部1644与第二散热器部1648之间延伸并且将第一图案化散热器部1644与第二散热器部1648热耦合/连接。除了由铜而不是石墨制成之外，散热器1600可以包括与散热器1400的相应特征对应和/或基本相同的特征(图14和图15)。

图18至图20例示了相对于图21中所示的无线充电器线圈1232安装的散热器1800、1900和2000以用于散布来自无线充电器线圈1232的热量的示例性实施方式。散热器1800、1900、2000可以包括与散热器1400(图14和图15)和/或散热器1600(图16和图17)的相应特征相对应和/或基本相同的特征。如图18、图19和图20的比较所示，开口1846、1946和2046的尺寸在示例性实施方式中可以改变。

图22和图23包括六个测试样品或样本的无线充电测试结果。根据示例性实施方式，样品#2和#5包括石墨散热器(例如，1400(图14和图15)等)。样本#1、#2和#3包括铝板(例如，1256(图13A和图13B)等)和EMI屏蔽罩(例如，1260(图13A和图13B)等)。样本#4、#5和#6包括EMI屏蔽罩，但没有铝板。对于样本#3和#6，去除了铜片以允许无线充电。

如图22的结果所示，与样本#1、#3、#4和#6相比，样本#2和#5中使用的石墨散热器显著改善了快速充电时间(例如，大于3500秒等)。

如图23中的结果所示，包括石墨散热器(例如，1400(图14和图15)等)的样本#2和#5具有最佳的热性能。例如，样本#2的温度保持低于44℃，该样本#2包括石墨散热器(例如，1400(图14和图15)等)、铝板和EMI屏蔽罩的示例性实施方式。作为另一示例，样本#5的温度保持在46℃以下，该样本#5包括石墨散热器(例如，1400(图14和图15)等)和EMI屏蔽罩但不包括铝板的示例性实施方式。

图24例示了分别具有不同示例图案的图案化散热器2400、2403、800和2405的示例性实施方式，所述不同示例图案为具有2重对称的平行切割(parallel cut with 2-foldsymmetry)、两个90度交叠的平行切割层(two parallel-cut layers 90-degreeoverlay)、四分切割(4重对称)(quad cut(4-fold symmetry))和辐射图案切割(radiatingpattern cut)。如图24所示，图案化的石墨散热器2400包括由通过间隙、狭槽或狭缝2408彼此间隔开的多个条带2404(概括地，片或部分)限定的图案。

图25例示了根据本公开的示例性实施方式的包括图案化散热器的示例性发射(Tx)设备2502(例如，无线充电器等)和示例性接收(Rx)设备2570(例如，智能手机等)。

发射(Tx)设备2502可以包括无线充电器或其它设备。发射(Tx)设备2502包括图案化散热器2500、线圈2532、铁氧体或磁性片2536、铝板2556、热沉2560(例如，铝热沉等)、外壳2568。

接收(Rx)设备2570可以包括智能电话或其它设备。接收(Rx)设备2570包括图案化散热器2572、线圈2574、磁性片2576、电池2578、印刷电路板(PCB)2580和外壳2582。图25还示出了沿着PCB 2580的热点2584，热量可以从该热点2584传递到图案化散热器2572并由该图案化散热器散布。

用于热节气阀的温度传感器可以位于智能手机中(概括地，接收(Rx)设备)。因此，图案化散热器2572(例如，图案化石墨片等)可以定位在智能手机内，以沿从智能手机的背面朝向无线充电器的方向(概括地，发射(Tx)设备)散布和/或传递热量。可以通过将发射(Tx)设备的温度保持较低以及通过将热量从接收(Rx)设备传递到发射(Tx)设备以使接收(Rx)设备的温度保持较低来实现提高的性能。反过来，这也可能有助于防止铁氧体板的裂缝产生热分级(thermal grading)。

图26例示了图25所示的示例性发射(Tx)设备2502(例如，无线充电器等)以及可以在发射(Tx)设备2502中使用的示例性图案化散热器2600。图案化散热器2600可以与无线充电模块集成。图案化散热器2600可以被配置(例如，在石墨片中切出窄缝/狭槽等)成防止由于来自线圈2532的磁场而产生的涡流。图案化散热器2600可以用于将热量从发射(Tx)设备2502的前部传递到热沉2560，该热沉2560通常可以沿着外壳2568的背面放置。在一些示例性实施方式中，导热塑料可以与图案化石墨散热器一起使用，从而提供一个多功能系统(MFS)组件。

类似于散热器1200(图12)和散热器1400(图14)，图案化散热器2600还包括第一图案化散热器部分2644、第二散热器部分2648(例如，实心部分，没有任何狭槽/狭缝/间隙等)和第三挠性散热器部分2652(例如，一体形成的活动铰链等)。第三挠性散热器部分2652在第一图案化散热器部分2644与第二散热器部分2648之间延伸并且将第一图案化散热器部分2644与第二散热器部分2648热耦合/连接。

第三散热器部分2652具有足够的长度以延伸越过在外壳2568的前部和热沉2560之间限定的距离或间隙。第三散热器部分2652也足够柔韧以弯曲或包裹铁氧体2536和铝板2556的端部。即使沿相反的第一侧和第二侧(例如，上侧和下侧等)布置第一散热器部分2644和第二散热器部分2648，第三散热器部分2652利用该长度和柔韧性也能够热耦合/连接第一散热器部分2644和第二散热器部分2648。

第一图案化散热器部分2644包括由具有散热材料的多个条带、片或区域限定的图案，所述多个条带、片或区域通过没有散热材料的间隙、狭槽、狭缝或区域2608彼此间隔开。在该示例性实施方式中，散热材料的区域2604和没有散热材料的区域2608通常可以限定星芒状图案(starburst pattern)，在该星芒状图案中，区域2604、2608从第一图案化散热器部分2644的大致中心位置向外线性地辐射或延伸。作为另一个示例，散热材料的区域2604和没有散热材料的区域2608通常可以限定轮辐状图案(spoked pattern)，在该轮辐状图案中，区域2604、2608从第一图案化散热器部分2644的大致中心位置或轮毂(hub)向外线性地延伸。第一图案化散热器部分2644。

在示例性实施方式中，图案化散热器2600可以由天然和/或合成石墨或其它散热材料的同一单片(例如，铝片、铝压铸件、铜片、氮化硼片、导电片、导电带、导电胶等)一体地形成(例如，通过激光切割等)。例如，具有散热材料的条带、片、区域2604可以由合成或天然石墨的同一单片一体地形成。没有散热材料的间隙、狭槽、狭缝或区域2608可以由已经(例如，通过激光切割、蚀刻、自动材料去除工艺等)去除了石墨片的部分(概括地，散热材料)的区域来限定。例如，没有散热材料的间隙、狭槽、狭缝或区域2608可以包括被激光切割成石墨片的相对窄的狭槽或气隙。间隙、狭槽、狭缝或区域2608没有导电石墨，而是包括空气或其它介电材料。间隙、狭槽、狭缝或区域2608内的空气或其它介电材料有助于防止在第一图案化散热器部分2644中感应出涡流。

在示例性实施方式中，除了空气之外或作为空气的替代，间隙、狭槽、狭缝或区域2608可以包括或设置有(例如，填充有、已分配在其中等)非导体或介电材料。例如，间隙、狭槽、狭缝或区域2608可以包括或设置有塑料或其它介电材料(例如，经由喷嘴分配到间隙中的介电材料等)，以提高机械强度和/或形成外壳或壳体的一部分。或者，例如，间隙、狭槽、狭缝或区域2608可以包括或设置有导热介电热界面材料，以用于改善热性能和热传递(例如，增强在横向远离线圈的XY方向上的面内散热)。作为又一示例，间隙、狭槽、狭缝或区域2608可以被填充或包括介电材料，使得具有散热材料的狭槽、条带、片或区域2604和间隙、狭槽、狭缝或区域2608内的介电材料具有统一、一体或单片式构造。在后一个示例中，具有散热材料的条带、片或区域2604以及间隙、狭槽、狭缝或区域2608内的介电材料的组合可以被配置为用作多功能产品(例如，具有散热功能的盖或外壳等)。

图27例示了图25中所示的示例性接收(Rx)设备2570(例如，智能手机等)，该接收(Rx)设备2570包括图案化散热器2572。图案化散热器2572可以包括图案化散热器500(图5)、图案化散热器2400(图24)等。

如图27所示，图案化散热器2572可以在智能手机2570内部使用(概括地，接收(Rx)设备)。图案化散热器2572可以被配置(例如，在石墨片中切出窄缝/狭槽等)成防止由于来自线圈2574的磁场而产生的涡流。图案化散热器2572可以用于通常横跨外壳2582的内表面以散发来自PCB 2580和/或线圈2574的热量。

图28例示了根据本公开的示例性实施方式的包括图案化散热器2800的独立散热器2886。如图28所示，独立散热器2886包括热沉2888(例如，翅片热沉等)和沿着散热器2800的相反侧的保护层2890。

热沉2886可以位于(例如，热耦合至等)图案化散热器2800的相反端处。保护层2890可以被构造成向图案化散热器2800(例如，天然和/或合成石墨等)提供划伤保护，诸如当智能手机2892(广义上说，接收(Rx)设备)被放置在独立热沉2886上和/或沿着独立热沉2886滑动时。保护层2890可以包括导热塑料、非导电塑料等。例如，图案化的石墨片可以与塑料饰面层集成在一起以用于划伤保护。

独立散热器2886可以被构造为用作设备壳体(例如，智能手机壳体等)或智能手机的冷却垫(cooling pad)。可以提供被动冷却或主动冷却，例如，附接至图案化散热器2800的两端处的无狭缝/狭槽区域等。智能手机2892可以位于独立散热器2886上图案化散热器2800的约中央区域处，在该中央区域处具有没有散热器材料的切口、狭缝、狭槽或区域2804的图案。在这种情况下，从智能手机2892生成的热量将从图案化散热器2800的中心区域朝向图案化散热器2800中热沉2888所在的两端的区域扩散。

在示例性实施方式中可用于15瓦特功率接收器线圈的示例电气规格包括：9μH至11μH范围内的电感(单位为微亨(μH+/-10％)，标称值为10μH)、160或180的最大直流电阻(DCR)(单位为毫欧姆，mΩ)和2安培(A)的额定电流。

在示例性实施方式中，可以使用激光切割来限定散热材料的相对较薄的条带或部分。散热材料的条带之间可能存在连接(例如沿着外围和/或中心)，以确保结构的完整性等。连接可以被修整掉或以其它方式去除，诸如在层压或以其它方式支撑带有支撑膜的散热材料的条带或部分之后。

在示例性实施方式中，图案化散热器可以被构造为在15瓦特和120kHz频率下具有约1mm的石墨趋肤深度(skin depth)、2000S/cm的电导率和50微米欧姆厘米的电阻率。

代替散热材料的单个片，本文公开的示例性实施方式可以包括多个散热材料条带(在广义上说是部分或多片)，相邻的条带之间以间隙来间隔开。条带和/或间隙可以被取向为大体垂直于或正交于线圈的至少一部分和涡流(如果不存在间隙，则涡流将存在，并且涡流可能会干扰磁场、干扰无线充电、产生热量等)。例如，条带和间隙可以被构造为正交于一个或多个线圈的交点(例如，以向下倾斜的X射线视角)。

在示例性实施方式中，散热器可以被构造为允许最大磁场通道不超过约20瓦特和/或具有至少约0.1瓦特的散热能力。

本文公开的散热器也可以与各种线圈构造一起使用，所述线圈构造包括螺旋线圈、矩形线圈、方形线圈、弧形线圈、圆形线圈、卵形线圈、椭圆形线圈、角形线圈及其组合等。相应地，本公开的各方面不应限于任何一种特定的线圈构造。

在示例性实施方式中，散热器可以以各种方式构造或图案化以具有间隙或区域，该间隙或区域没有将通过磁场并抑制涡流的散热材料。例如，散热材料的条带以及这些条带之间的间隙可以定义散热器的各种图案和形状，诸如对称图案、非对称图案、螺旋图案、三角形状、爆炸形图案、辐射图案、辐条图案、具有2重对称的平行切割(parallel cut with2-fold symmetry)、两个90度交叠的平行切割层(two parallel-cut layers 90-degreeoverlay)、四分切割(4重对称)(quad cut(4-fold symmetry))以及与散热材料的全部或实心片等相比提供改进的热性能并减轻Q退化的其它图案和形状等。

在示例性实施方式中，条带宽度/面积与间隙宽度/面积之比可以被预定为在约99至约1的范围内。条带和间隙可以具有各种形状，例如四边形、对称形状、不对称形状、矩形、平行四边形、多边形、或具有平行边的类似物、饼状楔形、三角形、或具有不平行边的类似物。

在一些示例性实施方式中，一种或更多种热界面材料可以与图案化散热器一起使用。可以在示例性实施方式中使用的示例热界面材料包括：热间隙填料(例如，基于硅酮的热间隙填料、基于非硅酮的热间隙填料等)、热相变材料、导热EMI吸收剂或混合热/EMI吸收剂、导热油灰、导热垫、导热油脂等。

在一些示例性实施方式中，热界面材料(TIM)可以包括弹性体基质(matrix)(例如，硅酮弹性体基质等)、非硅酮基质等。TIM的弹性体或其它基质可以填充有一种或更多种合适的导热填料(诸如氧化锌、氮化硼、氧化铝、氮化硅、氮化铝、铁、金属氧化物、石墨、银、铜、陶瓷及其组合等)。此外，示例性实施方式也可以包括相同(或不同)导热填料的不同等级(例如，不同尺寸、不同纯度、不同形状等)。例如，热界面材料可以包括两种不同尺寸的氮化硼。或者，例如，热界面材料可以包括多个等级的铝和/或多个等级的氧化铝，其中，这些等级具有不同的平均粒径和不同的粒径范围。通过改变导热填料的类型和等级，可以根据需要改变热界面材料的最终特性(例如，导热率、成本、硬度等)。

也可以将其它合适的填料和/或添加剂添加到热界面材料中，以实现各种期望的结果(例如，触变的(thixotropic)和/或可分配(dispensable)的腻子等)。可以添加的其它填料的示例包括颜料、增塑剂、加工助剂、阻燃剂、增量剂、电磁界面(EMI)或微波吸收剂、导电填料等。

TIM可以包括来自Laird Technologies的热界面材料，诸如Tputty^TM 502系列热间隙填料、Tflex^TM系列间隙填料(例如，Tflex^TM 300系列热间隙填料材料、Tflex^TM 600系列热间隙填料材料、Tflex^TM 700系列热间隙填料等)、Tpcm^TM系列热相变材料(例如，Tpcm^TM 580系列相变材料、Tpcm^TM 780系列相变材料、Tpcm^TM 900系列相变材料等)、Tpli^TM系列间隙填料(例如，Tpli^TM 200系列间隙填料等)、IceKap^TM系列热界面材料、Tmate^TM 2900系列可重复使用的相变材料、Tgon^TM 800系列热界面材料或天然石墨片、Tgon^TM 8000系列热界面材料或石墨片、Tgon^TM 9000系列石墨片(例如，Tgon^TM 9017、9025、9040、9070、9100等)、Tgon^TM封装或灌封化合物(诸如Tgon^TM 455-18SH)、其它石墨片材料等中的一种或更多种。

在一些示例性实施方式中，TIM可以包括金属箔、多层结构(诸如金属和塑料的多层结构、金属和石墨的多层结构、或者金属、石墨和塑料的多层结构)。

在示例性实施方式中，TIM包括具有约2W/mK的热导率的两部分可分配TIM(例如，Tflex^TM CR200等)。在另一个示例性实施方式中，TIM包括具有约5.4W/mK的导热率的热相变材料(例如，Tpcm^TM 780系列相变材料等)。在另一个示例性实施方式中，TIM包括具有约5.5W/mK的导热率的非硅酮薄间隙填料(例如，Slim TIM^TM 10000等)。

在一些示例性实施方式中，TIM可以包括具有高导热率的柔性(compliant)间隙填料。举例来说，TIM可以包括莱尔德(Laird)的热界面材料，诸如Tflex^TM 200、Tflex^TMCR200、Tflex^TM HR200、Tflex^TM 300、Tflex^TM 300TG、Tflex^TM HR400、Tflex^TM 500、Tflex^TM600、Tflex^TM HR600、Tflex^TMSF600、Tflex^TM 700和/或Tflex^TM SF800热间隙填料中的一种或更多种。

在一些示例性实施方式中，TIM可以包括具有高导热率的柔软且柔性的间隙填料。TIM可以包括弹性体和/或陶瓷颗粒，金属颗粒，铁氧体EMI/RFI吸收颗粒，橡胶、凝胶或蜡质基底中的金属或玻璃纤维网等。TIM可以包括柔性的或适形(conformable)的硅酮垫、基于非硅酮的材料(例如，基于非硅酮的间隙填料、热塑性和/或热固性聚合物、弹性体材料等)、丝网印刷材料、聚氨酯泡沫或凝胶、导热添加剂等。TIM可以被构造具有足够的适形性、兼容性和/或柔软度(例如，无需经历相变或回流等)，以通过在低温(例如，室温20℃至25℃等)下偏斜来调整公差或间隙，和/或在被置于(例如，压紧抵靠等)与配合表面(包括非平坦、弯曲或不平坦的配合表面)相接触时允许热界面材料紧密贴合于(例如，以相对紧密的装配和封装方式等)该配合表面。

示例性实施方式可以包括一种或更多种具有高导热率的热界面材料(例如，1W/mK(瓦每米每开尔文)、2W/mK、3W/mK、4W/mK、5W/mK、5.4W/mK、5.5W/mK、6W/mK、7W/mK、8W/mK等)，这取决于用于制造热界面材料的特定材料和导热填料的负载百分比(如有)。这些导热率仅是示例，因为其它实施方式可以包括导热率高于8W/mK、小于1W/mK或介于1W/mK至8W/mK之间的其它值和范围的热界面材料。因此，本实用新型的各方面不应限于与任何特定热界面材料一起使用，因为示例性实施方式可以包括各种热界面材料。

在一些示例性实施方式中，热界面材料可以被构造用于热管理和EMI减轻(例如，导热微波/RF/EMI吸收剂等)两者。在这种示例性实施方式中，热界面材料可以包括EMI吸收材料(例如，EMI吸收颗粒、填料、薄片等)，诸如碳化硅、羰基铁、氧化铝、锰锌(MnZn)铁氧体、SENDUST(包含约85％的铁、9.5％的硅和5.5％的铝的合金)、坡莫合金(包含约20％的铁和80％的镍的合金)、硅化铁、铁铬化合物、金属银、镍基合金和粉末、铬合金及其组合等。

本文公开的示例性实施方式可以用于各种设备的各种无线充电和/或感应功率传输应用中。例如，本文在智能手机的无线充电的背景下描述了示例性实施方式。但是本公开的各方面不应仅限于智能手机的无线充电应用。相反地，本公开的各方面还可以与无线充电和/或感应功率传输一起用于各种设备(包括消费电子产品、家用电器(例如，搅拌器、烤面包机等)。

示例实施方式被提供为使得本公开将彻底，并且将向本领域技术人员完全传达范围。阐述大量具体细节，诸如具体部件、装置以及方法的示例，以提供本公开的实施方式的彻底理解。将对本领域技术人员显而易见的是，不需要采用具体细节，示例实施方式可以以许多不同的形式来具体实施，并且没有内容应被解释为限制本公开的范围。在一些示例实施方式中，未详细描述公知过程、公知装置结构以及公知技术。另外，可以用本实用新型的一个或更多个示例性实施方式实现的优点和改进仅为了例示的目的而提供，并且不限制本公开的范围(因为这里所公开的示例性实施方式可以提供上述优点以及改进中的全部或一个也不提供，并且仍然落在本公开的范围内)。

这里所公开的具体尺寸、具体材料和/或具体形状在本质上是示例，并且不限制本公开的范围。这里用于给定参数的特定值和特定值范围的公开不是可以用于这里所公开示例中的一个或更多个中的其他值和值范围的穷尽。而且，预想的是用于这里叙述的具体参数的任意两个特定值可以限定可以适于给定参数的值范围的端点(即，用于给定参数的第一值和第二值的公开可以被解释为公开还可以对于给定参数采用第一和第二值之间的任意值)。类似地，预想用于参数的两个或更多个值范围(不管这种范围是嵌套的、交叠的还是不同的)的公开包含用于可以使用所公开范围的端点夹持的值范围的所有可能组合。

这里所用的术语仅是为了描述特定示例实施方式的目的且不旨在限制。如这里所用的，单数形式“一”和“一个”可以旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚指示。术语“包括”和“具有”是包括的，因此指定所叙述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或增加。这里所述的方法步骤、过程以及操作不被解释为必须需要以所讨论或例示的特定顺序进行它们的执行，除非被特别识别为执行顺序。还要理解，可以采用另外或另选步骤。

当元件或层被称为在另一个元件或层“上”、与另一个元件或层“啮合”、“连接”或“耦接”时，元件或层可以直接在另一个元件或层上、与另一个元件或层直接啮合、连接或耦接，或者介入元件或层可以存在。相反，当元件被称为“直接在”另一个元件或层上、与另一个元件或层“直接啮合”、“直接连接”或“直接耦接”时，可以没有介入元件或层存在。用于描述元件之间的关系的其他词应以同样的样式来解释(例如，“在……之间”对“直接在……之间”、“相邻”对“直接相邻”等)。如这里所用的，术语“和/或”包括关联所列项中的一个或更多个的任意和全部组合。

术语“大约”在应用于值时指示计算或测量允许值些微不精确(在值上接近准确；近似或合理地接近值；差不多)。如果出于某一原因，由“大约”提供的不精确在领域中未另外以该普通意义理解，那么如这里所用的“大约”指示可能由普通测量方法或使用这种参数而引起的至少变化。例如，术语“大体”、“大约”以及“大致”在这里可以用于意指在制造容差内。不论是否被术语“大约”修改，权利要求包括数量的等同物。

虽然术语第一、第二、第三等在这里可以用于描述各种元件、部件、区域、层和/或部分，但这些元件、部件、区域、层和/或部分不应受这些术语限制。这些术语仅可以用于区分一个元件、部件、区域、层或部分与另一个区域、层或部分。诸如“第一”、“第二”以及其他数字术语的术语在用于这里时不暗示顺序，除非上下文清楚指示。由此，下面讨论的第一元件、部件、区域、层或部分可以在不偏离示例实施方式的示教的情况下被称为第二元件、部件、区域、层或部分。

空间上相对的术语(诸如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“下”、“上方”、“上”等)在这里为了描述方便可以用于如附图例示的描述一个元件或特征到另一个元件或特征的关系。空间上相对的术语可以旨在除了包含附图中描绘的方位之外还包含使用或操作中装置的不同方位。例如，如果翻转附图中的装置，那么被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”的元件将被定向为在其他元件或特征“上方”。由此，示例术语“下方”可以包含上方和下方方位这两者。装置可以以其他方式来定向(旋转90度或处于其他方位)，因此解释这里所用的空间上相对的描述符。

已经为了例示和描述的目的而提供了实施方式的前面描述。不旨在穷尽或限制本公开。特定实施方式的独立元件、预期或所叙述用途或特征通常不限于该特定实施方式，反而在适当的情况下可互换，并且可以用于所选实施方式(即使未具体示出或描述该实施方式)。同样的内容还可以以许多方式来改变。这种变化不被认为是本公开的偏离，并且所有这种修改旨在被包括在本公开的范围内。

Claims (25)

1.一种散热器，其特征在于，该散热器包括限定沿着所述散热器的图案的一个或更多个散热部分和一个或更多个介电部分，所述图案被配置用于避免由一个或更多个线圈生成的磁场的衰减和/或用于抑制当所述散热器相对于所述一个或更多个线圈定位以使得所述磁场入射在所述散热器上时由于所述磁场而在所述散热器中感应出涡流。

2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，沿着所述散热器的所述图案包括对称图案、不对称图案、螺旋图案、星芒状图案和轮辐状图案中的一个或更多个。

3.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：

所述一个或更多个介电部分是由所述散热器的没有散热材料的部分限定的；并且

所述一个或更多个散热部分包括通过所述散热器的所述没有散热材料的部分间隔开和/或分离的散热材料部分。

4.根据权利要求3所述的散热器，其特征在于，沿着所述散热器的所述图案是由所述散热器的所述没有散热材料的部分限定的。

5.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于：

所述一个或更多个介电部分包括沿着所述散热器和/或在所述散热器内的电介质；并且

所述一个或更多个散热部分通过沿着所述散热器和/或在所述散热器内的所述电介质间隔开和/或分离。

6.根据权利要求5所述的散热器，其特征在于，所述电介质包括空气和/或介电热界面材料。

7.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述一个或更多个介电部分包括沿着所述散热器的一个或更多个间隙、狭槽或狭缝，使得所述一个或更多个散热部分通过沿着所述散热器的所述一个或更多个间隙、狭槽或狭缝彼此间隔开和/或分离。

8.根据权利要求7所述的散热器，其特征在于，所述一个或更多个散热部分包括多个条带，所述多个条带通过在所述多个条带之间延伸的所述间隙、狭槽或狭缝彼此间隔开和/或分离。

9.根据权利要求8所述的散热器，其特征在于，所述散热器具有矩形形状，并且其中，所述间隙、狭槽或狭缝包括：

至少部分地横跨所述散热器的所述矩形形状纵向延伸的一个或更多个间隙、狭槽或狭缝；

至少部分地横跨所述散热器的所述矩形形状横向延伸的一个或更多个间隙、狭槽或狭缝；以及

至少部分地在所述散热器的所述矩形形状的相对角部之间对角延伸的一个或更多个间隙、狭槽或狭缝。

10.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述一个或更多个散热部分和所述一个或更多个介电部分是由同一个单个散热材料片一体地形成的，使得所述散热器具有一体的单件式构造，其中所述一个或更多个介电部分是由从所述散热材料片去除了散热材料的位置限定的。

11.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述一个或更多个散热部分和所述一个或更多个介电部分是由同一个单个散热材料片一体地形成的，使得所述散热器具有一体的单件式构造，其中，所述一个或更多个介电部分是由从所述散热材料片去除了散热材料的一个或更多个激光切口限定，并且其中，所述一个或更多个散热部分通过所述一个或更多个激光切口彼此间隔开和/或分离。

12.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述散热器包括在所述散热器的中心附近的没有散热材料的开口或空隙。

13.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述一个或更多个介电部分沿着所述散热器设置，使得所述一个或更多个介电部分相对于所述一个或更多个线圈的电流方向正交取向。

14.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述一个或更多个介电部分沿着所述散热器设置，使得当所述散热器相对于所述一个或更多个线圈定位并且由所述一个或更多个线圈生成的所述磁场入射在所述散热器上时，所述一个或更多个介电部分相对于在不存在所述一个或更多个介电部分的情况下将存在于所述散热器中的所述涡流正交取向。

15.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，所述散热器包括天然石墨片、合成石墨片、铝片、铜片和氮化硼片中的一种或更多种。

16.根据权利要求1至15中的任一项所述的散热器，其特征在于，所述散热器包括：

第一散热器部分，该第一散热器部分包括限定所述图案的所述一个或更多个散热部分和所述一个或更多个介电部分；

第二散热器部分；以及

第三散热器部分，该第三散热器部分在所述第一散热器部分和所述第二散热器部分之间延伸并连接所述第一散热器部分和所述第二散热器部分。

17.根据权利要求16所述的散热器，其特征在于，所述第三散热器部分被配置为允许所述第一散热器部分沿着所述一个或更多个线圈的第一侧定位以用于传递和散布来自所述一个或更多个线圈的热，同时所述第二散热器部分沿着所述一个或更多个线圈的相反的第二侧定位以用于将热传递至热沉。

18.根据权利要求16所述的散热器，其特征在于，所述第三散热器部分被配置为具有足够的柔性和/或长度以允许所述第三散热器部分围绕包括所述一个或更多个线圈的装置的一部分包裹或弯曲，从而允许所述第一散热器部分沿着所述一个或更多个线圈的顶侧定位以传递和散布来自所述一个或更多个线圈的顶部的热，并允许所述第二散热器部分相对于所述一个或更多个线圈下方的热沉定位以用于将热传递至所述热沉。

19.根据权利要求16所述的散热器，其特征在于，包括限定所述图案的所述一个或更多个散热部分和所述一个或更多个介电部分的所述第一散热器部分、所述第二散热器部分、以及所述第三散热器部分是由同一个单个散热材料片一体地形成的，使得所述散热器具有一体的单件式构造。

20.根据权利要求19所述的散热器，其特征在于：

所述第二散热器部分包括散热材料的实心部分，在该实心部分中没有任何间隙、狭槽或狭缝；和/或

所述第三散热器部分包括从所述散热材料片一体地形成的活动铰链。

21.根据权利要求16所述的散热器，其特征在于，所述一个或更多个散热部分和所述一个或更多个介电部分沿着所述第一散热器部分协作地限定星芒状图案，其中所述一个或更多个散热部分和所述一个或更多个介电部分相对于所述第一散热器部分的中心位置向外线性延伸。

22.一种装置，该装置包括一个或更多个线圈、热沉以及根据权利要求16所述的散热器，其特征在于：

所述第一散热器部分沿着所述一个或更多个线圈的第一侧定位以用于传递和散布来自所述一个或更多个线圈的热；

所述第二散热器部分沿着所述一个或更多个线圈的相反的第二侧定位以用于将热传递至所述热沉；并且

所述第三散热器部分围绕所述装置的一部分包裹或弯曲，使得所述第三散热器部分从所述一个或更多个线圈的所述第一侧延伸到所述一个或更多个线圈的相反的所述第二侧，由此热能够经过由所述第一散热器部分、所述第三散热器部分和所述第二散热器部分协作地限定的导热热路径从所述一个或更多个线圈传递到所述热沉。

23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于：

所述装置是包括所述一个或更多个线圈的无线充电器；并且

所述一个或更多个介电部分沿着所述第一散热器部分设置，使得所述一个或更多个介电部分相对于所述一个或更多个线圈的电流方向正交取向。

24.一种装置，该装置包括一个或更多个线圈以及根据权利要求1至15中的任一项所述的散热器，其特征在于，所述散热器相对于所述一个或更多个线圈定位以用于传递和散布来自所述一个或更多个线圈的热。

25.一种装置，该装置包括根据权利要求1至15中的任一项所述的散热器，其特征在于，该装置是无线充电器、智能电话、独立散热器、外壳或冷却垫。

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