EA006968B1 - Терморегулирующий материал, устройство и способ его изготовления - Google Patents

Терморегулирующий материал, устройство и способ его изготовления Download PDF

Info

Publication number
EA006968B1
EA006968B1 EA200301201A EA200301201A EA006968B1 EA 006968 B1 EA006968 B1 EA 006968B1 EA 200301201 A EA200301201 A EA 200301201A EA 200301201 A EA200301201 A EA 200301201A EA 006968 B1 EA006968 B1 EA 006968B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
heat
fibers
conducting
longitudinal direction
protrusions
Prior art date
Application number
EA200301201A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200301201A1 (ru
Inventor
Брэдфорд Л. Вотли
Original Assignee
Термо Композит, Ллс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Термо Композит, Ллс filed Critical Термо Композит, Ллс
Publication of EA200301201A1 publication Critical patent/EA200301201A1/ru
Publication of EA006968B1 publication Critical patent/EA006968B1/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/022—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being wires or pins
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/003—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by using permeable mass, perforated or porous materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H01L23/3677—Wire-like or pin-like cooling fins or heat sinks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3733—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon having a heterogeneous or anisotropic structure, e.g. powder or fibres in a matrix, wire mesh, porous structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/14—Fastening; Joining by using form fitting connection, e.g. with tongue and groove
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/922—Static electricity metal bleed-off metallic stock
    • Y10S428/9265—Special properties
    • Y10S428/929—Electrical contact feature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
    • Y10T428/249927—Fiber embedded in a metal matrix
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
    • Y10T428/249933—Fiber embedded in or on the surface of a natural or synthetic rubber matrix
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
    • Y10T428/249933—Fiber embedded in or on the surface of a natural or synthetic rubber matrix
    • Y10T428/249934—Fibers are aligned substantially parallel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
    • Y10T428/249933—Fiber embedded in or on the surface of a natural or synthetic rubber matrix
    • Y10T428/249938—Composite or conjugate fiber [e.g., fiber contains more than one chemically different material in monofilament or multifilament form, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
    • Y10T428/24994—Fiber embedded in or on the surface of a polymeric matrix
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
    • Y10T428/24994—Fiber embedded in or on the surface of a polymeric matrix
    • Y10T428/249942—Fibers are aligned substantially parallel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
    • Y10T428/24994—Fiber embedded in or on the surface of a polymeric matrix
    • Y10T428/249942—Fibers are aligned substantially parallel
    • Y10T428/249945—Carbon or carbonaceous fiber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249924—Noninterengaged fiber-containing paper-free web or sheet which is not of specified porosity
    • Y10T428/24994—Fiber embedded in or on the surface of a polymeric matrix
    • Y10T428/24995—Two or more layers
    • Y10T428/249952—At least one thermosetting synthetic polymeric material layer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/249921—Web or sheet containing structurally defined element or component
    • Y10T428/249953—Composite having voids in a component [e.g., porous, cellular, etc.]
    • Y10T428/249987—With nonvoid component of specified composition
    • Y10T428/249991—Synthetic resin or natural rubbers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
    • Y10T428/256—Heavy metal or aluminum or compound thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/2918—Rod, strand, filament or fiber including free carbon or carbide or therewith [not as steel]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

Настоящим изобретением созданы тепловые устройства, материалы и способы их использования для отвода тепла от источников тепла. Один вариант исполнения содержит теплопроводящее тело, имеющее первую и вторую краевые части и включающее материал, обладающий анизотропными теплопроводными свойствами, который проводит больше тепловой энергии в продольном направлении, чем в поперечном к нему направлении, в котором по меньшей мере одна из первой и второй краевых частей содержит выступ, имеющий поверхность, расположенную наклонно к продольному направлению. Множество выступов может быть выполнено различной геометрической формы, например пирамидальной, конусообразной, треугольно-призмообразной и куполообразной. Материал, обладающий анизотропными теплопроводными свойствами, может включать массив продольно теплопроводных волокон, например углеродных волокон, изготовленных из предшествующих материалов, например из нефтяного пека или каменноугольного пека, которые могут быть погружены в опорную матрицу из различных материалов.

Description

Область техники
Настоящее изобретение в общем относится к материалам, устройствам и способам передачи и/или регулирования теплопередачи между двумя объектами или местами. Более конкретно, настоящее изобретение относится к отводу тепла от различных объектов. Настоящее изобретение особенно направлено на создание радиаторов, материалов и способов, которые используют для отвода тепла от электронных компонентов, частей и устройств.
Предпосылки к созданию изобретения
Одной из наиболее значимых областей изобретательства и прогресса человека в прошлом веке была область развития электронной промышленности, продукция которой особенно широко применяется в системах связи и обработки данных. Электронные процессорные компоненты прошли развитие от вакуумных ламп до транзисторов, до очень крупномасштабных интегральных схем и т.п. Эта эволюция привела к созданию как более мощных, так и более компактных электронных устройств. Проблемой, сопутствующей использованию электронных устройств, является тепловая энергия, создаваемая этими устройствами. Тепло, выделяемое электрическими системами в этих устройствах, ограничивает их работоспособность. Эта проблема особенно относится к цифровым системам.
В результате генерирования тепла возникает проблема отвода этого тепла в окружающую среду. В самом деле, в случаях эксплуатации объектов большой мощности для отвода избыточного тепла от электронного оборудования использовали водяные охлаждающие рубашки и холодильные устройства. Однако такие объемные охлаждающие системы не сопоставимы с габаритами портативных устройств. Таким образом, по мере создания электронных устройств все меньших габаритов и больших мощностей, которые генерируют больше тепла в малых пространствах, объем и масса структур, используемых в терморегулировании, становятся существенными частями общего объема и массы системы. Таким образом, требования к терморегулированию могут существенно влиять на работоспособность, надежность, стоимость и логистику системы.
Существующие устройства для отвода тепла обычно выполняют в форме радиаторов. Эти устройства содержат основание, находящееся в теплообменной связи с теплогенерирующим электрическим компонентом. Ряд ребер выступает от основания так, чтобы тепло, генерируемое компонентом, могло быть проведено металлом через структуру. Ребра используют для увеличения площади поверхности, чтобы избыточное тепло могло быть отведено в окружающий воздух. Однако так как воздух является по существу изолятором, имеют место некоторые ограничения в расположении в пространстве ребер металлических радиаторов, а также ограничения, касающиеся их размеров и объема.
В соответствии с этим существует потребность в новых и усовершенствованных материалах, устройствах и способах для отвода тепла, особенно от электронных компонентов. Существует также дополнительная потребность в радиаторах, обладающих более высокой эффективностью по теплопроводности и отводу тепла. Существует потребность в радиаторах, которые обладают повышенной теплоотводящей способностью при меньших их объемах. Существует также потребность в радиаторах с более низкой стоимостью в изготовлении и эксплуатации. Изобретение направлено на удовлетворение этих потребностей.
Краткое описание изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание новых полезных материалов, терморегулирующих устройств, например радиаторов, и способов их изготовления.
Другой задачей настоящего изобретения является создание новых и полезных тепловых устройств и способов передачи тепловой энергии из одного места в другое.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание материалов и радиаторов, обладающих повышенной эффективностью по отводу тепла.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание материалов и радиаторов, а также способов их изготовления, где радиаторы могут быть меньше по объему при заданной способности отвода тепла.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание материалов и радиаторов, изготовленных из этих материалов, которые можно выпускать при более низкой их стоимости.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание материалов и радиаторов, благодаря которым можно исключить применение металлических компонентов и заменить их композитными материалами.
Согласно настоящему изобретению создано тепловое устройство, содержащее теплопроводное тело, имеющее первую и вторую краевые части, причем теплопроводное тело содержит материал, обладающий анизотропными теплопроводными свойствами, который проводит больше тепловой энергии в продольном направлении, чем в поперечном к нему направлении, и по меньшей мере одна из первой и второй краевых частей содержит выступ, имеющий поверхность, расположенную наклонно к продольному направлению. Тепловое устройство может содержать множество выступов, которые могут иметь одинаковую форму и которые обычно проходят в продольном направлении. Каждый выступ может содержать поверхность, которая находится в плоскости, расположенной под углом к продольному направлению, например под углом около 40-88°. Выступы могут иметь в общем треугольную призмообразную,
- 1 006968 в общем пирамидальную, в общем коническую или в общем полусферическую форму. Материал, обладающий анизотропными теплопроводными свойствами, может содержать массив продольно теплопроводных волокон, которые могут находиться в опорной матрице.
Настоящее изобретение также относится к тепловому устройству, применимому для передачи тепла от источника тепла, содержащему теплопроводное тело, включающему массив продольно теплопроводных волокон, идущих от первого края ко второму краю тела, причем первый край содержит структуру для приема тепла, приспособленную к тому, чтобы ее можно было располагать в теплообменной связи с источником тепла, а второй край содержит структуру, рассеивающую тепло, приспособленную к отдаче от нее тепла, и по меньшей мере одна из структур для приема тепла и рассеяния тепла включает в свой состав открытые концевые поверхностные участки волокон, направленные наклонно к продольному направлению волокон. Продольно теплопроводные волокна могут быть углеродными волокнами, полученными, например, из полиакрилонитрила, нефтяного пека, каменноугольного пека, синтетических смол и т.п. Теплопроводное тело может быть сформировано из материала, в котором упомянутый массив продольно теплопроводных волокон погружен в опорную матрицу, которая может быть теплопроводной или теплоизолирующей, например изготовленной из полимеров, включая эпоксидную смолу, каучук и пластики, связующую смолу, алюминий и медь, и может дополнительно содержать добавки, например графит, алюминий или медь, введенные в нее. Материал может быть по меньшей мере шестидесятипроцентным углеродом.
Настоящим изобретением дополнительно создано тепловое устройство, пригодное для передачи тепла от источника тепла, содержащее теплопроводное тело, включающее массив продольно теплопроводных волокон, проходящих от первого края до его второго края, причем по меньшей мере один из первого и второго краев содержит по меньшей мере один выступ, определенный основанием, имеющим первое поперечное сечение, вершинной частью, имеющей второе поперечное сечение, меньшее первого поперечного сечения, и по меньшей мере одной боковой стенкой, проходящей между основанием и вершинной частью. Первое поперечное сечение и второе поперечное сечение могут иметь (каждое) геометрическую форму, выбранную из следующей группы: круг, овал и многоугольник, а также могут иметь другие геометрические формы или могут быть геометрически конгруэнтными. Первый край или второй край могут включать множество выступов, которые могут быть расположены в виде регулярного массива из них. Боковая стенка может быть расположена в плоскости, наклоненной под углом к продольному направлению упомянутых волокон, причем этот угол может быть больше 0 и меньше 90°, т.е. это - «острый» угол к продольному направлению, и может включать открытые концевые поверхностные участки волокон, расположенные наклонно к продольному направлению волокон.
Настоящее изобретение относится также к радиатору, пригодному для отвода тепла от источника тепла, содержащему теплопроводное тело, включающее массив продольно теплопроводных волокон, проходящих от первого края до его второго края, причем второй край включает структуру для отвода тепла, имеющую концевые поверхностные участки по меньшей мере некоторых волокон, открытые и направленные наклонно к продольному направлению волокон.
Настоящее изобретение дополнительно относится также к тепловому устройству, пригодному для отвода тепла от источника тепла, содержащему опорную матрицу, образованную из гибкого материала, и массив продольно проходящих теплопроводных волокон, сформированных из анизотропного материала, который проводит больше тепловой энергии в продольном направлении, чем в поперечном к нему направлении, причем волокна погружены в опорную матрицу, которая может быть гибкой или теплоформуемой и может быть изготовлена из эпоксидной смолы, каучука и пластика, связующего пека, алюминия и меди.
Настоящее изобретение относится также к радиатору, пригодному для отвода тепла от источника тепла, содержащего теплопроводное тело, которое содержит массив продольно проходящих, теплопроводных волокон, сформированных из анизотропного материала, который проводит больше тепловой энергии в продольном направлении, чем в поперечном к нему направлении, причем волокна сплетены между собой. Теплопроводное тело может быть расположено внутри теплоизолирующей рубашки.
Создано также терморегулирующее устройство, содержащее тело из композитного материала, сформированное из множества продольно теплопроводных волокон, погруженных в опорную матрицу из первого материала, причем тело из композитного материала имеет основание и по меньшей мере один выступ, проходящий в продольном направлении от основания, причем по меньшей мере некоторые из волокон проходят от основания в продольном направлении внутри выступа и оканчиваются в концевых поверхностях, причем по меньшей мере некоторые концевые поверхности расположены наклонно к продольному направлению.
Создан также способ формирования терморегулирующего устройства, включающий следующие этапы: собирание множества продольно теплопроводных волокон в продольно проходящую группу, которое имеет продольную ось, и разрезание по меньшей мере некоторых волокон так, чтобы по меньшей мере некоторое количество волокон имело концевые поверхностные участки, расположенные наклонно к продольной оси.
- 2 006968
Создан способ отвода тепла от источника тепла, включающий следующие этапы: обеспечение теплопроводного устройства, содержащего теплопроводное тело, определенное первой краевой частью, проходящей в продольном направлении до второй краевой его части, причем теплопроводное тело сформировано из материала, обладающего анизотропными теплопроводными свойствами, который проводит больше тепловой энергии в продольном направлении, чем в поперечном к нему направлении, и по меньшей мере одна из первой краевой части и второй краевой части теплопроводного корпуса включает в свой состав по меньшей мере один выступ, имеющий поверхностный участок, расположенный наклонно к продольному направлению; и введение в контакт источника тепла с одной из частей - первой краевой частью или второй краевой частью теплового устройства для отвода тепла от источника тепла около другой из частей - первой краевой части или второй краевой части.
И, наконец, настоящее изобретение относится к электрическому узлу, содержащему по меньшей мере один электрический компонент, который генерирует тепло во время его эксплуатации; и радиатору, находящемуся в теплообменной связи с электрическим компонентом; причем радиатор содержит теплопроводное тело, которое включает в свой состав массив продольно теплопроводных волокон, проходящих от первого его края до второго его края; причем второй край теплопроводного тела сформирован как структура для отвода тепла, содержащая концевые поверхностные участки по меньшей мере некоторых волокон, проходящие и расположенные наклонно к продольному направлению волокон.
Эти и другие задачи настоящего изобретения станут более понятными и поддающимися оценке после ознакомления с последующим подробным описанием приведенных в качестве примеров вариантов исполнения настоящего изобретения вместе с прилагаемыми чертежами.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображен вид металлического радиатора согласно предшествующему уровню техники;
на фиг. 2 - радиатор, представленный на фиг. 1, вид сбоку, где показан электронный компонент, присоединенный к нему;
на фиг. 3 - отрезок композитного материала, содержащего углеродные волокна, сечение, вид сбоку;
на фиг. 4 - отрезок конструкции ребра из композитного материала, содержащего углеродные волокна, вид сбоку;
на фиг. 5 - репрезентативный радиатор, выполненный согласно первому варианту исполнения настоящего изобретения, вид в перспективе;
на фиг. 6 - поперечное сечение 6-6 на фиг. 5;
на фиг. 7 - схематический вид теплопроводного волокна в плоской конфигурации радиатора, показанного на фиг. 3;
на фиг. 8 - схематический вид теплопроводного волокна в геометрической конфигурации радиатора, представленного на фиг. 5 и 6;
на фиг. 9 - схематический вид известного технологического процесса получения одноосноориентированного волокнистого материала;
на фиг. 10 - схематический вид блока одноосноориентированного волокнистого материала согласно настоящему изобретению, на котором показана схема разрезания его для формирования радиатора, представленного на фиг. 5;
на фиг. 11 - радиатор альтернативной конфигурации согласно настоящему изобретению, вид с торца;
на фиг. 12 - второй альтернативный вариант исполнения радиатора, выполненного согласно настоящему изобретению, вид в перспективе;
на фиг. 12(а) - один выступ радиатора, представленного на фиг. 12, вид в перспективе;
на фиг. 13 - блок одноосноориентированного волокнистого материала со схемой его разрезания для формирования радиатора, представленного на фиг. 12, вид в перспективе;
на фиг. 14 - нагреваемая труба, на которой размещен радиаторный материал согласно настоящему изобретению, поперечное сечение;
на фиг. 15 - корпус электронного устройства, на котором размещен радиаторный материал согласно настоящему изобретению, поперечное сечение;
на фиг. 16 - третий альтернативный вариант исполнения радиатора согласно настоящему изобретению, вид в перспективе;
на фиг. 17 - четвертый альтернативный вариант исполнения радиатора согласно настоящему изобретению, вид в перспективе;
на фиг. 17(а) - дополнительный альтернативный вариант исполнения четвертого альтернативного варианта исполнения радиатора согласно настоящему изобретению, вид в перспективе, содержащего электрические компоненты, интегрированные на его поверхности;
на фиг. 18 - пятый альтернативный вариант исполнения радиатора согласно настоящему изобретению, вид в перспективе;
на фиг. 19 - шестой альтернативный вариант исполнения радиатора согласно настоящему изобретению, вид в перспективе;
- 3 006968 на фиг. 20 - часть теплового устройства из плетеного волокна, выполненного согласно настоящему изобретению, вид в плане;
на фиг. 21 - изгибаемое тепловое устройство согласно настоящему изобретению, поперечное сечение, вид сбоку;
на фиг. 22 - тепловое соединение и регулирующий механизм, поперечное сечение, вид сбоку;
на фиг. 23 - тепловое соединение и регулирующий механизм, представленный на фиг. 22, в отделенном состоянии, поперечное сечение, вид сбоку.
Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение относится в общем к материалам и устройствам для терморегулирования, а также к способам изготовления таких материалов и устройств. Настоящее изобретение направлено на создание радиаторов, обладающих способностью эффективно отводить тепло от электронных компонентов, например компьютерных процессорных устройств, микрочипов и т.п. Однако следует иметь в виду, что настоящее изобретение не ограничено только радиаторами для этих видов применения. Действительно, терморегулирующие устройства согласно настоящему изобретению могут быть использованы как радиаторы, применяемые, например, с преобразователями, дросселями, монтажными платами, компонентами корпусов и с другим электронным оборудованием. Кроме того, принципы настоящего изобретения могут быть использованы в других радиаторах или тепловых устройствах, не относящихся к электронным отраслям промышленности.
В общем в радиаторах согласно настоящему изобретению используют одноосноориентированную массу углеродного волокна, в которой множество продольных углеродных волокон пропитывают или погружают в матрицу из смолы или других материалов. Полученный в результате композитный материал затем режут на объекты выбранной геометрической формы, что способствует повышению теплоотдачи элементарных углеродных нитей, обладающих высокой теплопроводностью. Другие материалы, известные в настоящее время, или те, которые могут быть созданы позже, можно использовать там, где материалы, о которых идет речь, демонстрируют сравнимые теплопроводные свойства.
На фиг. 1 и 2 изображен радиатор 10, выполненный согласно известной технологии (аналог). Радиатор 10 изготовлен из металла и включает в свой состав основание 12, выполненное в форме плоского прямоугольника. Множество ребер 14 выступает перпендикулярно основанию 12 и выполнено за одно целое с основанием. Ребра 14 расположены параллельно друг другу и отстоят одно от другого так, чтобы между ними были открытые пространства 16. Как показано на фиг. 2 только с целью иллюстрации, электронный компонент 18 прикреплен к основанию 12 радиатора 10 так, чтобы между ними была теплообменная связь. Тепло, генерируемое электрическим компонентом 18, отводится основанием 12 и выполненными с ним за одно целое ребрами 14 так, что оно может рассеиваться в окружающей среде, которой обычно является воздух. Действие радиатора 10 основано в значительной степени на увеличенной площади поверхности, создаваемой с помощью ребер 14, как для радиационного, так и для конвекционного отвода тепла от электронного компонента 18. Это оказывается возможным благодаря тому, что металл является изотропным материалом по теплопроводности.
Как хорошо известно, что сущностью всех терморегулирующих систем является эффективный отвод тепла от электронного источника тепла, например электрического компонента 18, в окружающую или искусственную среду. Процесс терморегулирования может быть разделен на три основные фазы: (1) передача тепла в самом электронном устройстве; (2) передача тепла от устройства к средству для отвода тепла; (3) передача тепла от средства для отвода тепла в окружающую или искусственную охлаждающую среду. Скорость, с которой тепло протекает через материал, пропорциональна площади, перпендикулярной потоку тепла и температурному градиенту вдоль траектории потока. Для одномерного установившегося теплового потока эта скорость может быть выражена уравнением согласно основному закону теплопроводности Фурье:
к= (μ/Ά) х (ά/ДТ), где к - теплопроводность;
с.|/Л - удельный тепловой поток (Вт/ед. площади) ;
ά - длина пути теплового потока;
ДТ - градиент температуры.
Теплопроводность к - внутреннее свойство гомогенного материала, которое описывает способность этого материала проводить тепло. Большее значение этой величины означает, что материал может проводить больший тепловой поток при данном градиенте температуры. Тепло, генерируемое электронным устройством, должно быть отведено в окружающую среду для обеспечения надежной работы устройства, для чего требуется теплопроводный путь к точке рассеяния тепла.
Главным фактором, определяющим эффективность любой терморегулирующей системы, является теплопроводность материала, используемого в терморегулирующей системе для приема и отвода избыточной тепловой энергии, выделяемой компонентами, генерирующими тепло. Чем выше теплопроводность материала, используемого в качестве среды для приема и отвода избыточной тепловой энергии, тем больше становится эффективность используемой системы. Посредством способа отвода тепла можно
- 4 006968 отводить избыточную тепловую энергию эффективно от поверхности среды, принимающей тепло, со скоростью, равной или превышающей скорость поглощения тепла.
Традиционными металлами, обладающими высокой теплопроводностью, используемыми для терморегулирования, являются серебро, медь и алюминий. Однако, как показано настоящим изобретением, чистый углерод в форме углеродного волокна из нефтяных или каменноугольных пеков обладает значительно лучшими качествами, пригодными для терморегулирования. Теплопроводность кристаллической структуры из чистого углерода теоретически может превышать 2000 Вт/мК в продольном направлении его кристаллической структуры, и его (углерод) используют для изготовления графитового волокна или элементарных нитей на базе нефтяных и каменноугольных пеков, которые можно использовать как высокопрочные армирующие средства в производстве современных конструкционных материалов и как среду, обладающую высокой теплопроводностью.
Металлы являются изотропными материалами, обладающими одинаковыми свойствами по всем направлениям. Измеренные свойства изотропного материала не зависят от оси, вдоль которой проводят измерения, в то время как усовершенствованные волокна являются анизотропными по своей природе и обладают различными свойствами, когда их испытывают вдоль различных направлений.
Теплопроводность композитного материала вычисляют по следующим формулам:
К, = Κ\ΒΙΙ1Ί.
Ку = КьУ|СО82£
Κζ - теплопроводность матрицы.
Преимущества радиатора из композитного материала, обладающего высокой теплопроводностью, показаны в следующей таблице.
Сравнительная таблица свойств материалов
Материал Теплопровод, материала в продольном направлении Кь, Вт/мК Коэф, теплового расширения, промиль/К Плотность, г/см3 Удельная теплопроводность, Вт/мК/г/см3
Алюминий 6063 218 23 2,7 81
Медь 400 17 8,9 45
Углерод из пека Свыше 1000 -1,6 2,2 Свыше 500
Радиатор из композитного материала Свыше 700 -1,6 Ь-1 00 Свыше 395
При проектировании детали из изотропных металлов, для того чтобы деталь выдерживала определенную нагрузку в заданном направлении, требуется достаточное количество металла, однако в других направлениях, которые не нагружены столь сильно, будет наблюдаться избыток металла, что приводит к созданию более тяжелой конструкции с большим объемом. Композитный материал, армированный волокном, может быть применен для того, чтобы он выдерживал те же нагрузки; однако волокно можно ориентировать в направлении действия нагрузки при минимальном избытке волокна, ориентированного в направлениях, которые не несут высоких нагрузок, что приводит к конструкции с более высокой удельной прочностью, с лучшими тепловыми свойствами и, следовательно, меньшей массой, и конструкция получается меньшего объема.
Точно так же, как посредством высокопрочного углеродного волокна, можно передавать и нести нагрузку вдоль продольной оси волокна посредством графитового волокна, обладающего высокой теплопроводностью (свыше 1000 Вт/мК), можно передавать тепловую нагрузку вдоль оси волокна, обеспечивая быстрый отвод избыточного тепла от источника тепла, а также передавать тепло вдоль траектории с высокой теплопроводностью, созданной путем прокладки продольной оси волокна к точке рассеяния тепла, уменьшая тепловое сопротивление, благодаря чему конструкцию можно сделать более эффективной с точки зрения отвода тепла.
Проблема, связанная с использованием анизотропных материалов, например углеродных волокон, обладающих высокой теплопроводностью, заключается в недостатке требуемой площади теплоотдачи. На фиг. 3 показано, что простой радиатор 20 в форме параллелепипеда собран из множества волокон 22, погруженных в матрицу 24 из смолы. Хотя каждое из волокон 22 может обладать высокой теплопроводностью, порядок значений которой выше, чем у металла, общая площадь поверхности кончиков волокон существенно меньше суммарной площади основания 12 и ребер 14 радиатора 10. Следовательно, любая выгода, полученная благодаря использованию теплопроводности волокон, теряется из-за уменьшенной
- 5 006968 площади поверхности. Действительно, потеря площади поверхности доминирует над увеличением теплопроводности.
Можно подумать, что, обеспечивая радиатор из композитного материала прямоугольными ребрами, можно преодолеть это уменьшение площади. Однако, как видно на фиг. 4, можно понять, что это не так. Радиатор 30 выполнен в виде основания 32 со множеством прямоугольных ребер 34. Опять-таки, теплопроводные волокна 32 погружены в матрицу 38 из смолы. При сравнении фиг. 3 и 4 можно обнаружить, что вся поверхность излучения радиатора 30 идентична поверхности излучения радиатора 20. Хотя некоторое преимущество может быть получено, если матрица из смолы является теплопроводной, такая теплопроводная матрица не обеспечивает максимизации способности к теплоотдаче. Таким образом, хотя радиатор 30 (см. фиг. 4) был бы усовершенствованным в сравнении с радиатором 20, другие геометрические формы согласно настоящему изобретению являются предпочтительными.
Одна такая конструкция изображена на фиг. 5. Здесь радиатор 40 выполнен в виде основания 42 и множества ребер 44, каждое из которых имеет в поперечном сечении треугольную форму или треугольно-призмообразную форму. Как показано на фиг.6, радиатор 40 так же состоит из множества теплопроводных волокон 46, погруженных в матрицу 48 из смолы. Преимущество радиатора 40 может быть оценено при анализе фиг. 7 и 8, на которых представлены поперечные сечения одного волокна радиаторов, изображенных на фиг. 3 или 4 и на фиг. 5 и 6, соответственно. На фиг. 7, которая соответствует либо радиатору 20, либо радиатору 30, принято с целью иллюстрации, что каждое теплопроводящее волокно 22 (или 36) имеет поперечное сечение прямоугольной формы и ширину ф. Соответственно площадь поверхности, доступная для отвода тепла каждым волокном, составляет бу. Следовательно, площадь теплоотдачи составляет пбу. где η - количество доступных теплопроводящих волокон.
Однако при конфигурации радиатора, представленной на фиг. 5 и 6, эта площадь существенно увеличена благодаря формированию ребер 44 треугольной формы. На фиг. 8 показано, что длина ά2 каждого волокна с квадратным поперечным сечением равна 67со5 а, где а - угол, под которым сторона 50 ребра 44 направлена относительно плоскости Р, перпендикулярной направлению волокна. Соответственно, площадь теплоотдачи каждого теплопроводного волокна равна 6| 2/со5 а. При таком же количестве волокон, которое соответствует основанию таких же размеров, площадь теплоотдачи была бы равна пб1 2/со§а, где п - общее количество волокон, как и выше. Соответственно, специалистам в данной области понятно, что площадь теплоотдачи может быть существенно увеличена с увеличением угла наклона а. Действительно, высота ребра увеличивается синусоидально и ограничена пределами, зависящими от конкретного применения. При приближении угла а наклона поверхности ребра к 90° площадь теплоотдачи стремится к максимуму (бесконечности); однако по практическим причинам угол а может быть ограничен в пределах 40-88°. В любом случае поверхность теплоотдачи должна быть наклонной к продольному направлению волокна. Под термином «наклон» здесь понимают, что этот угол больше 0 и меньше 90°. Наибольшая площадь теплоотдачи получается тогда, когда угол а как можно больше приближается к 90° при использовании доступных в настоящее время материалов или материалов будущего и зависит от ограничений, накладываемых технологией изготовления.
Следует иметь в виду, что в настоящем изобретении рассматривают радиаторы, сформированные из ряда материалов, обладающих анизотропными свойствами теплопроводности, которые передают тепловую энергию более эффективно вдоль одной оси, чем в направлениях, перпендикулярных этому продольному направлению. Например, алмаз обладает очень высокой теплопроводностью вдоль направления выстроенных в линию молекул, хотя экономически его применение ограничено. Материалы, особенно предполагаемые к использованию в настоящем изобретении, включают различные композиции из углеродных волокон, доступные в данной области промышленности, например волокна, выпускаемые фирмами «Би-Пи Амоко» (в настоящее время Су(ес Епдтсстсб Ма(спак) и «Мицубиси». Такие композитные материалы из углеродных волокон обычно включают волокна, обладающие анизотропными свойствами теплопередачи, изготовленные из предшествующих материалов, например, полиакрилонитрила, нефтяного пека, каменноугольного пека, синтетических смол и т.п., которые были подвергнуты различным этапам обработки, включая карбонизацию/графитизацию в инертной атмосфере и формование из расплава для получения углеродных элементарных нитей, обладающих высокой теплопроводностью в продольном направлении. Например, панели марки ТсттаЮтарй® 6000Х фирмы Су(сс изготавливают полностью из ориентированных графитовых волокон из пека с минимальным объемным содержанием графита 60% и могут быть наполнены металлами или полимерами, например смолой из цианата сложного эфира, для достижения оптимальных теплопроводных и механических свойств. Их выпускают с теплопроводностью 550-800 Вт/мК. Фирма «Мицубиси» также выпускает такие композитные материалы ΌΙΑΤΕΑΌ®, содержащие углеродные волокна (теплопроводные углеродные волокна из каменноугольного пека). Например, волокна марок К13С1И, К13С2И и К13И2и фирмы «Мицубиси» включают элементарные нити диаметром 10 и 11 мкм и теплопроводностью 620-800 Вт/мК и могут быть погружены в смолу Су1ссПЬсп1с 934 (эпоксидная смола с температурой плавления 176,67°С (350°Е)).
Сами элементарные углеродные нити могут быть получены отдельно и использованы для формирования желаемых композитных материалов путем использования желаемой опорной матрицы, например полимерной матрицы из эпоксидной смолы или другой смолы, каучука или пластика, связующего пека
- 6 006968 или металла, например меди или алюминия, которые могут быть дополнительно наполнены другими материалами, например графитом, медью или алюминием. Например, углеродные элементарные нити на базе пека марки ТйогпеС К-1100 фирмы Су1ес с диаметром 10 мкм и теплопроводностью в продольном направлении 900-1000 Вт/мК. Могут быть использованы эпоксидные смолы марок 828 или 826 фирмы «Шелл» в качестве опорной матрицы, опционно насыщенные теплопроводными наполнителями, например, металлом или графитом. В альтернативном варианте исполнения матрица, обладающая теплоизоляционными свойствами, например, из различных полимеров, может быть использована для того, чтобы обеспечить теплопередачу в продольном направлении вдоль волокон без теплопередачи в поперечном направлении.
На фиг. 9 схематически представлена известная технологическая линия предшествующего уровня техники для получения одноосноориентированного композитного материала. Здесь показана технологическая линия 60 для изготовления одноосноориентированного композитного материала, которая начинается со множества паковок 62, с каждой из которых подают волокнистую нить 64 в направляющую 66 так, чтобы образовывать массив 68 параллельных нитей для подачи его в пропиточную ванну 70. Следует иметь в виду, что объемная доля волокна массива 68 должна составлять 50-80%. С помощью тянульного устройства 72 протягивают массив 68 через пропиточную ванну, где нити 64 погружают в полимерную матрицу или другую опорную матрицу, как описано выше, чтобы удерживать их в связующей массе. Погруженные нити вытягивают посредством тянульного устройства 72 через нагреваемую головку 74, в которой полимер термофиксируют, преобразуя продукт в блок 76 композитного материала. Блок 76 затем подают в резальное устройство 78, где его разрезают на отрезки требуемой длины. Обычно резальное устройство 78 может представлять собой «нож» в виде водяной струи, алмазной резальной головки и т.п., известных в промышленности. Резальным устройством 78 можно управлять с помощью компьютера, как известно в данной области техники. Следует иметь в виду, что блок 76 может иметь поперечное сечение любой формы, например в виде круга, многоугольника и т. д., как известно или предусмотрено в данной технологии.
Для формирования радиатора, изображенного на фиг.5, необходимо с помощью резального устройства 78 правильно разрезать блок композитного материала. Таким образом, блок 76 (см. фиг. 10) подвергают чередующимся резам 80 в форме зубьев пилы и поперечным резам 82. Таким образом, при каждом поперечном резе 82 формируют пару радиаторов 40 в результате выполнения промежуточного реза 80 в форме зубьев пилы.
Первая альтернативная форма радиатора согласно настоящему изобретению показана на фиг.11. Здесь радиатор 140 сформирован так, что он содержит основание 142 и множество ребер 144. Здесь каждое ребро 144 имеет поперечное сечение треугольной формы и боковую сторону 150, образующую угол Ь с плоскостью Р, поперечной направлению волокна, как следует понимать из приведенного выше описания. Сторона 152 каждого ребра 144 перпендикулярна плоскости Р. Однако, так как по меньшей мере одна из сторон ребер 144 расположена под острым углом Ь, то специалисту понятно (на базе знания основ геометрии), что площадь поверхности, через которую производят отвод тепла радиатором 140, по существу идентична тому же параметру радиатора 40. Согласно принципам настоящего изобретения можно использовать только одно ребро для его осуществления; однако при применении множества ребер общая высота теплоотводящей поверхности, определенная массивом ребер и измеренная в продольном направлении, сокращается согласно легко понимаемым основам тригонометрии.
Можно даже еще больше увеличить площадь поверхности радиатора. На фиг. 12 представлен второй альтернативный вариант исполнения радиатора 240, включающий основание 242, от которого отходит множество усеченных ребер в форме пирамид 244. Здесь опять-таки простые геометрические расчеты показывают увеличение площади поверхности теплоотдачи, получающейся при использовании пирамид 244, которая больше площади теплоотдачи радиаторов 40 и 140. Как показано на фиг.12 (а), такие выступы могут быть определены основанием 290, имеющим первое поперечное сечение 292 вершиной 294, имеющей второе поперечное сечение 296, которое меньше, чем первое поперечное сечение 292, и по меньшей мере одной боковой гранью 298, проходящей между основанием и вершиной 294. Первое поперечное сечение 292 и второе поперечное сечение 296 могут иметь квадратную форму, как показано на чертеже, или круглую, овальную, многоугольную или другую геометрическую форму, а могут иметь отличающиеся геометрические формы или могут быть геометрически конгруентными. Следует также понимать, что может быть использована любая форма ребра (радиатора), например коническая, куполообразная или полусферическая или с основанием любой геометрической формы, которая может быть осуществима при существующем или будущем состоянии технологии, для увеличения открытой площади волокна. Примеры радиаторов, включающих такие выступы, показаны на фиг. 17 (пирамидальная форма), 18 (коническая форма) и 19 (куполообразная/полусферическая форма).
Можно себе представить, как изготавливают радиатор 240 (см. фиг. 13). Здесь, принимая, что блок 76 композитного материала подают в направлении оси Ζ, резы 282 чередуют с резами 280 в плоскости Х и резами 281 в плоскости Υ, причем резы 280 и 281 выполняют в форме зубьев пилы.
На фиг. 14 изображен вид поперечного сечения нагреваемой трубы, на которой установлен радиатор, выполненный согласно настоящему изобретению, для того, чтобы показать альтернативную струк
- 7 006968 туру применения радиатора. На фиг. 14 нагреваемая труба 310 включает, например, цилиндрическую трубу 312, приспособленную для транспортирования жидкостей или других материалов при температуре, отличной от температуры окружающей среды. Следует иметь в виду, что материалы могут быть либо при более низкой, либо при более высокой температуре, и желательно, чтобы теплообмен между материалом и внутренней полостью трубы 314 происходил наружу. В соответствии с этим, радиатор 320 сформирован в виде рукава из материала, имеющего цилиндрическое основание 322, приспособленное к тому, чтобы оно плотно прилегало к трубе 312. Множество радиально расходящихся ребер 324 выступает радиально наружу. Так как необходимо, чтобы ориентация волокон была направлена радиально, радиатор 320 может быть сформирован из плоского отрезка материала, например, показанного на фиг. 5 и
12. Этому материалу затем придают цилиндрическую форму, огибая вокруг трубы 312, либо в термофиксированном состоянии, либо в полутермофиксированном состоянии. Опционно трубу 312 можно формовать так, чтобы оставлять на ней теплоотводящее устройство.
На фиг. 15 показан другой альтернативный вариант исполнения материала радиатора согласно настоящему изобретению. Здесь корпус 410 для оборудования сформирован в виде кожуха, который может, например, быть выполнен из пластика, армированного стекловолокном. Каждая сторона кожуха 412 имеет боковые стенки 414, которые находятся в контакте с/и поддерживаются наружной оболочкой 416, которая (см. фиг. 15) имеет поперечное сечение квадратной формы (показано только с целью иллюстрации). Наружная оболочка 416 может быть выполнена из пластика, который приклеен или совместно термофиксирован с кожухом 412. Однако следует иметь в виду, что кожух 412 и кожух 416 могут быть сформованы из различных материалов. Кожух 412 дополнительно имеет краевые стенки 418, каждая из которых перпендикулярна соответствующим стенкам 414, причем смежные стенки 418 соединены в углах 420. Радиаторы 430 установлены между углами 420. Каждый из радиаторов 430 имеет основание 432 и множество ребер 434, которые выступают наружу в полости 436. Полости 436 образованы в виде пространства между основанием 432 и соответствующей боковой стенкой 414.
Во внутреннем пространстве 440 могут быть установлены различные компоненты, например преобразователи, дроссели, монтажные платы и другое электрическое оборудование практически любого типа и варианта. Радиаторы 430 действуют так, чтобы отводить тепло из внутреннего пространства 440 в полости 436. Полости 436 могут быть присоединены к соответствующему потоку воздуха, жидкостной охлаждающей среде, если это желательно, для отвода тепла от ребер 434. Кроме того, следует иметь в виду, что в других вариантах применения может быть желательным выполнение отверстий в оболочке 416 и кожухе 412, например отверстий 450. Посредством отверстий 450 можно обеспечить циркуляцию воздуха в полостях 436. Следует иметь в виду, что любые варианты использования теплообменной среды можно применять без ограничений при эксплуатации радиаторов 430.
На фиг.16 изображен еще один вариант исполнения радиатора 340, выполненного согласно настоящему изобретению, который включает в свой состав продолговатую структуру для передачи тепла от первого края 342 ко второму краю 346, который включает множество выступов 344, имеющих поверхности 345, расположенные наклонно к продольному направлению Ь. Радиатор 340 сформирован из материала, обладающего анизотропными теплопроводными свойствами, например из композитного материала из углеродных волокон, как было сказано выше, который эффективно переносит тепловую энергию вдоль продольного направления Ь и рассеивает тепло в области выступов 344, как описано выше.
Как коротко было сказано выше, на фиг. 17-19 показаны радиаторы, включающие различные альтернативные выступы. Радиаторы 700, 800 и 900, каждый соответственно, включает основание 702, 802 и 902 и множество выступов 704, 804 и 904.
Выступы 704 имеют в общем пирамидальную форму, выступы 804 имеют в общем коническую форму, а выступы 904 имеют в общем куполообразную или полусферическую форму. Из сказанного выше следует, что предусмотрена возможность применения других модификаций, касающихся количества, размеров, расстояний и геометрии таких выступов, а также вариаций размеров и форм оснований и самих радиаторов.
Настоящим изобретением предусмотрены также терморегулирующие устройства, которые включают в свой состав электрические компоненты, интегрированные в них (см. фиг. 17(а)). Например, электронная плата 750 содержит радиатор 760, в общем соответствующий радиатору 700, изображенному на фиг. 17, и электрические компоненты 770 расположены на его поверхности. В частности, электрические компоненты 770 могут быть расположены на нижней стороне 780 основания 790 радиатора 760. Электрические компоненты 770 могут быть сформированы на радиаторе 760 любым известным способом, включая различные технологии напыления и травления, известные в данной области техники. Тепло, генерируемое электрическими компонентами 770, когда устройство действует, отводят посредством радиатора 760, как сказано здесь.
На фиг. 20 показано терморегулирующее устройство 440 из плетеных углеродных волокон. Здесь комплексные нити 444, каждая из которых содержит множество элементарных углеродных нитей, сплетены между собой любым в общем переплетением, известным в данной области. Тепло, собранное у первого края 442, может быть передано ко второму краю 446 вдоль длин комплексных нитей 444. Такая плетеная структура может быть выполнена любых желаемых размеров, например, как по длине, так и в по
- 8 006968 перечном сечении, как желательно, и может быть использована для переноса тепла в продольном направлении вдоль существенно больших расстояний. Такая плетеная структура может быть очень гибкой, благодаря чему тепловое устройство 440 может быть размещено так, как это требуется, между желаемым местом сбора тепла и местом отвода тепла. Следует иметь в виду, что тепловое устройство 440 может быть дополнительно оснащено окружающей оболочкой, сформированной из материала, например резины или подобного материала для защиты комплексных нитей 444 от трения и износа.
Еще один вариант исполнения теплового устройства 540 согласно настоящему изобретению показан на фиг. 21. Здесь тепловое устройство 540 сформировано из гибкого материала, например гибкого или термоформуемого материала, так что тело 550 теплового устройства 540 может быть изогнуто под желаемым углом. Сама опорная матрица может быть сформирована из гибкого или термоформуемого материала, например пластика, резины или металла, например алюминия или меди, или тело 550 теплового устройства 540 может быть выполнено гибким в выбранных его местах путем выборочного растворения материала опорной матрицы, после чего остаются только гибкие погруженные углеродные волокна. Тепло может быть передано от принимающей структуры 560 на первом крае 542 к отводящей тепло структуре 570 на втором крае 546. Следует иметь в виду, однако, что тепловые устройства и радиаторы, описанные здесь, могут действовать в обратном направлении по отношению к тому, как они описаны здесь. Например, структура 570 может быть расположена в области генерирования тепла, которое надлежит отводить, например, рядом с электрическими компонентами, а структура 560 может быть помещена в охладительную окружающую среду так, чтобы тепло собиралось на втором крае 546 и переносилось к первому краю 542, где его надлежит рассеивать. Следует иметь в виду, что собирающая тепло структура и структура для отвода тепла, как таковые, в соответствии с принятыми здесь терминами, могут быть выполнены любой формы и геометрии, из рассмотренных здесь и касающихся радиаторов согласно настоящему изобретению.
Фиг. 22 и 23 относятся к соединительному механизму и терморегулятору, которым приданы формы, рассмотренные здесь и относящиеся к описанным выше радиаторам. Здесь соединитель 650 сформирован из множества продольно проходящих выступов 644, которые выполнены таких размеров и приспособлены сопрягаться со структурой, например структурой 570 для отвода тепла, описанной со ссылками на фиг.21. Когда концы углеродных волокон, совмещенные в соединителе 650, сопрягаются с концами углеродных волокон, совмещенных со структурой 570 для отвода тепла, между ними может происходить теплообмен. Однако соединитель 650 (см. фиг. 23) может быть отведен от структуры 570 для отвода тепла для того, чтобы регулировать поток тепловой энергии между ними. Следует иметь в виду, что может быть образован паз 660, заполненный изолирующим воздухом или другой регулирующей теплопередачу жидкостью, различных размеров в соответствии с величиной перемещения соединителя 650 от структуры 570 для отвода тепла, для регулирования скорости переноса энергии.
Соответственно, в дополнение к производству основных радиаторов, предусмотренных в данном изобретении, предложено расширенное применение радиаторов для электронных плат, корпусных и других сложных конструкций, которые включают в свой состав интегрированные в макроструктуру терморегулирующие системы для оптимизации пространства и/или массы и улучшения структурных характеристик и характеристик, оказывающих влияние на окружающую среду. Тепловой компонент, изготовленный с использованием графитового волокна, обладающего высокой теплопроводностью, может принимать и отводить большие тепловые потоки, приходящиеся на единицу площади, чем изготовленный из металла; эта тепловая нагрузка может быть направлена от точки приема к точкам отвода, например, к охлаждающим каналам или к атмосферным точкам, в любом месте внутри конструкции, на поверхности конструкции или в отдаленной от конструкции точке. Терморегулирующие/структурные системы могут быть созданы путем гибридизации структур с волокнами, обладающими высокой теплопроводностью, в сочетании с изолирующими, конструкционными материалами и материалами для защиты от внутренних и внешних радиопомех.
Учитывая сказанное выше, следует также иметь в виду, что любой из этих радиаторов может быть сконструирован из различных материалов. Хотя считается, что предпочтительным материалом в настоящее время является элементарная нить на основе углерода, например, графитовая, волокно может быть изготовлено из бора или других материалов, известных в настоящее время, или материалов, которые будут созданы в будущем, которые обладают теплопроводностью, превышающей теплопроводность обычных материалов: алюминия, серебра или меди. Матрица, которой эти волокна затем связывают, может быть выполнена из пластика, например эпоксидной смолы, сложного полиэфира, найлона и т.д. или, в альтернативном варианте исполнения, она может быть выполнена из металла. Эта матрица может быть любой из известных в настоящее время или такой, которая будет создана в будущем. В любом случае, желательно, чтобы во многих случаях применения сама матрица была теплопроводной.
И, наконец, следует иметь в виду, что настоящим изобретением предусмотрен способ изготовления материалов для радиаторов описанного выше типа. Этот способ естественно включает любой этап, характерный для изготовления описанных выше одноосноориентированных материалов и процессов их резания. Кроме того, формирование радиатора можно осуществлять либо в термофиксированном состоя
- 9 006968 нии, либо в нетермофиксированном состоянии термореактивного материала матрицы, которой придают желаемую конфигурацию до термофиксации.
Настоящее изобретение описано здесь со ссылками на примерные варианты его исполнения, которые рассмотрены в некоторой степени особенно подробно. Следует иметь в виду, что, хотя настоящее изобретение определено следующей ниже формулой изобретения, составленной со ссылками на известную технологию, модификации или изменения могут быть произведены в примерных вариантах исполнения настоящего изобретения без отступления от принципов изобретения, изложенных здесь.

Claims (33)

    ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
  1. (1) на по меньшей мере одной из концевых частей выполнено множество выступов, каждый из которых имеет:
    (a) основание с первым поперечным сечением;
    (b) вершинную часть со вторым поперечным сечением, которое меньше первого поперечного сечения, и (c) по меньшей мере одну боковую сторону, проходящую между основанием и вершинной частью.
    1. Теплопередающее устройство, содержащее (А) теплопроводное тело, имеющее теплоприемную и теплоотводящую концевые части, выполненное из материала, обладающего анизотропными теплопроводными свойствами, таким образом, что оно проводит больше тепловой энергии в продольном направлении, чем в направлении, поперечном к нему;
    при этом на по меньшей мере одной из концевых частей выполнено множество выступов, каждый из которых имеет поверхность, расположенную наклонно к продольному направлению теплопроводного тела.
  2. (2) вторая концевая часть теплопроводного тела выполнена в виде теплоотводящей структуры, рассеивающей тепло; а (3) на по меньшей мере одной из концевых частей выполнено множество выступов с открытыми концевыми поверхностными участками волокон, расположенными наклонно к продольному направлению волокон.
    2. Устройство по п.1, в котором выступы выполнены одинаковой формы.
  3. 3. Устройство по п.1, в котором выступы в общем проходят в упомянутом продольном направлении.
  4. 4. Устройство по п.1, в котором каждый выступ включает поверхность, которая находится в плоскости, расположенной под углом к продольному направлению.
  5. 5. Устройство по п.4, в котором угол составляет около 40-88°.
  6. 6. Устройство по п.1, в котором выступы имеют форму, выбираемую из группы, включающей в общем треугольные призмообразные формы; в общем пирамидальные формы, в общем конические формы и в общем полусферические формы.
  7. 7. Устройство по п.1, в котором материал, обладающий анизотропными теплопроводными свойствами, включает массив продольно расположенных теплопроводных волокон.
  8. 8. Устройство по п.7, в котором волокна помещены в опорную матрицу.
  9. 9. Теплопередающее устройство, содержащее:
    (А) теплопроводное тело, представляющее собой массив продольно расположенных теплопроводных волокон, причем (1) первая концевая часть теплопроводного тела выполнена в виде собирающей тепло структуры, размещаемой в теплообменной связи с источником тепла;
  10. - 10 006968
    10. Устройство по п.9, в котором продольно теплопроводные волокна являются углеродными волокнами.
  11. 11. Устройство по п.10, в котором углеродные волокна получены из предшествующего материала, выбираемого из группы, включающей полиакрилонитрил, нефтяной пек, каменноугольный пек и синтетические смолы.
  12. 12. Устройство по п.9, в котором теплопроводное тело сформировано из материала, в котором массив продольно теплопроводных волокон погружен в опорную матрицу.
  13. 13. Устройство по п.12, в котором опорная матрица является теплопроводной.
  14. 14. Устройство по п.12, в котором опорная матрица является теплоизолирующей.
  15. 15. Устройство по п.12, в котором опорная матрица выбрана из группы материалов, включающей эпоксидную смолу, связующую смолу, каучук, пластик, алюминий и медь.
  16. 16. Устройство по п.12, в котором материал дополнительно включает добавку, погруженную в опорную матрицу, причем добавка выбрана из группы, включающей графит, алюминий и медь.
  17. 17. Устройство по п.12, в котором материал представляет собой шестидесятипроцентный углерод.
  18. 18. Теплопередающее устройство, содержащее:
    (А) теплопроводное тело, представляющее собой массив продольно расположенных теплопроводных волокон, имеющее теплоприемную и теплоотводящую концевые части, причем:
  19. 19. Устройство по п.18, в котором первое поперечное сечение и второе поперечное сечение имеют геометрическую форму, выбираемую из группы, включающей круг, овал и многоугольник.
  20. 20. Устройство по п.18, в котором первое поперечное сечение и второе поперечное сечение имеют различные геометрические формы.
  21. 21. Устройство по п.18, в котором первое поперечное сечение и второе поперечное сечение являются геометрически конгруентными.
  22. 22. Устройство по п.18, в котором выступы расположены в виде регулярного массива.
  23. 23. Устройство по п.18, в котором боковая стенка находится в плоскости, расположенной под углом к продольному направлению волокон.
  24. 24. Устройство по п.23, в котором угол составляет около 40-88°.
  25. 25. Устройство по п.18, в котором боковая стенка включает открытые концевые поверхностные участки волокон, расположенные наклонно к продольному направлению волокон.
  26. 26. Радиатор, содержащий теплопроводное тело, представляющее собой массив продольно расположенных теплопроводных волокон, у которого теплоотводящая концевая часть имеет множество выступов, на которых по меньшей мере часть волокон имеет открытые концевые поверхностные участки, расположенные наклонно к продольному направлению волокон.
  27. 27. Теплопередающее устройство, содержащее теплопроводное тело, имеющее теплоприемную и теплоотводящую концевые части, выполненное из множества погруженных в опорную матрицу из гибкого материала продольно проходящих волокон из материала, обладающего анизотропными теплопроводными свойствами, таким образом, что оно проводит больше тепловой энергии в продольном направлении, чем в направлении, поперечном к нему;
    при этом на по меньшей мере одной из концевых частей выполнено множество выступов, каждый из которых имеет поверхность, расположенную наклонно к продольному направлению теплопроводного тела.
  28. 28. Теплопередающее устройство, содержащее (А) теплопроводное тело, образованное из массива проходящих в продольном направлении, теплопроводных волокон из материала, обладающего анизотропными теплопроводными свойствами, таким образом, что оно проводит больше тепловой энергии в продольном направлении, чем в поперечном, при этом волокна переплетены между собой, и по меньшей мере часть волокон имеет концевые поверхностные участки, расположенные под углом к продольному направлению.
  29. 29. Устройство по п.28, в котором теплопроводящее тело расположено внутри теплоизоляционной оболочки.
  30. 30. Терморегулирующее устройство, содержащее:
    (А) теплопроводящее тело из композитного материала, сформованное из массива продольно расположенных теплопроводных волокон, погруженных в опорную матрицу из первого материала, имеющее множество выступов на одной из его концевых частей, при этом часть волокон, образующих выступы, имеют концевые поверхностные участки, расположенные наклонно к продольному направлению.
  31. 31. Способ формирования терморегулирующего устройства по п.30, в котором:
    (A) собирают массив из множества продольно расположенных теплопроводных волокон и (B) разрезают по меньшей мере часть волокон так, чтобы по меньшей мере некоторые из волокон имели концевые поверхностные участки, расположенные наклонно к продольной оси.
  32. 32. Способ отвода тепла от источника тепла, в котором (В) вводят в контакт с источником тепла теплопередающее устройство по п.1.
  33. 33. Электрический сборочный узел, содержащий:
    (A) по меньшей мере один электрический компонент, который генерирует тепло во время его использования; и (B) радиатор по п.26.
EA200301201A 2001-04-30 2002-04-30 Терморегулирующий материал, устройство и способ его изготовления EA006968B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US28761401P 2001-04-30 2001-04-30
PCT/US2002/013799 WO2002092897A1 (en) 2001-04-30 2002-04-30 Thermal management material, devices and methods therefor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200301201A1 EA200301201A1 (ru) 2004-06-24
EA006968B1 true EA006968B1 (ru) 2006-06-30

Family

ID=23103660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200301201A EA006968B1 (ru) 2001-04-30 2002-04-30 Терморегулирующий материал, устройство и способ его изготовления

Country Status (9)

Country Link
US (1) US6844054B2 (ru)
EP (1) EP1399612A4 (ru)
JP (1) JP2004528717A (ru)
KR (1) KR20040005940A (ru)
CN (1) CN1513068A (ru)
CA (1) CA2446728C (ru)
EA (1) EA006968B1 (ru)
WO (1) WO2002092897A1 (ru)
ZA (1) ZA200309234B (ru)

Families Citing this family (78)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040011509A1 (en) * 2002-05-15 2004-01-22 Wing Ming Siu Vapor augmented heatsink with multi-wick structure
US6749010B2 (en) * 2002-06-28 2004-06-15 Advanced Energy Technology Inc. Composite heat sink with metal base and graphite fins
TW200500838A (en) * 2003-02-19 2005-01-01 Nisvara Inc System and apparatus for heat removal
US6908170B2 (en) * 2003-06-23 2005-06-21 Fuji Xerox Co., Ltd. Devices for dissipating heat in a fluid ejector head and methods for making such devices
DE10344492B4 (de) * 2003-09-24 2006-09-07 Carl Zeiss Nts Gmbh Teilchenstrahlgerät
US20050168941A1 (en) * 2003-10-22 2005-08-04 Sokol John L. System and apparatus for heat removal
US7509995B2 (en) 2004-05-06 2009-03-31 Delphi Technologies, Inc. Heat dissipation element for cooling electronic devices
US7204299B2 (en) 2004-11-09 2007-04-17 Delphi Technologies, Inc. Cooling assembly with sucessively contracting and expanding coolant flow
US7338703B2 (en) * 2004-11-24 2008-03-04 Touchstone Research Laboratory, Ltd. Metallic-polymeric composite materials
US20060196640A1 (en) * 2004-12-01 2006-09-07 Convergence Technologies Limited Vapor chamber with boiling-enhanced multi-wick structure
US20070055182A1 (en) * 2005-07-20 2007-03-08 Ust, Inc. Thermally enhanced ultrasound transducer method
KR100708668B1 (ko) * 2005-02-05 2007-04-17 삼성에스디아이 주식회사 플라즈마 디스플레이 장치
TW200631144A (en) * 2005-02-18 2006-09-01 Mitac Technology Corp Chip heat dissipation structure and manufacturing method thereof
TWI299976B (en) * 2005-03-02 2008-08-11 Mitac Technology Corp Air blown chip heat dissipation device and manufacturing method thereof
TWI290012B (en) * 2005-03-03 2007-11-11 Mitac Technology Corp Printed circuit board structure and manufacturing method thereof
TW200634140A (en) * 2005-03-21 2006-10-01 Mitac Technology Corp Heat conduction interface structure and manufacturing process method thereof
US7677052B2 (en) * 2005-03-28 2010-03-16 Intel Corporation Systems for improved passive liquid cooling
TWM278828U (en) * 2005-05-11 2005-10-21 Shiu Yung Yuan LED planar light source module
US8446071B2 (en) * 2005-07-20 2013-05-21 Ust, Inc. Thermally enhanced ultrasound transducer system
US8237335B2 (en) * 2005-07-20 2012-08-07 Ust, Inc. Thermally enhanced ultrasound transducer means
US7378779B2 (en) * 2005-07-20 2008-05-27 Ust, Inc. Thermally enhanced piezoelectric composite system and method
US7405510B2 (en) * 2005-07-20 2008-07-29 Ust, Inc. Thermally enhanced piezoelectric element
TWI305131B (en) * 2005-09-08 2009-01-01 Ind Tech Res Inst Heat dissipation device and composite material with high thermal conductivity
CA2622582A1 (en) * 2005-09-14 2007-03-22 Uponor, Inc. Radiant heating system and method
FR2891510B1 (fr) * 2005-09-30 2009-05-15 Valeo Vision Sa Dispositif d'eclairage et/ou de signalisation pour vehicule automobile incorporant un materiau presentant une anisotropie thermique
GB2432830A (en) * 2005-12-02 2007-06-06 Morganite Elect Carbon Formation of thermally anisotropic carbon material
US20070199681A1 (en) * 2006-02-24 2007-08-30 Ming-Hang Hwang Dissipation Heat Pipe Structure and Manufacturing Method Thereof
US20070201203A1 (en) * 2006-02-24 2007-08-30 Ming-Hang Hwang Adhesion Material Structure and Process Method Thereof
US20070199682A1 (en) * 2006-02-24 2007-08-30 Ming-Hang Hwang Dissipation Heat Pipe Structure and Manufacturing Method Thereof
US20070201207A1 (en) * 2006-02-24 2007-08-30 Ming-Hang Hwang Chip Heat Dissipation System and Structure of Heat Exchange Device and Manufacturing Method Thereof
US20070199678A1 (en) * 2006-02-24 2007-08-30 Ming-Hang Hwang Surface Coating Film Structure on Heat Dissipation Metal and Manufacturing Method Thereof
US20070199679A1 (en) * 2006-02-24 2007-08-30 Ming-Hang Hwang Chip Heat Dissipation System and Manufacturing Method and Structure of Heat Dissipation Device Thereof
US20070199677A1 (en) * 2006-02-24 2007-08-30 Ming-Hang Hwang Heat Sink Fin Structure and Manufacturing Method Thereof
US20080026179A1 (en) * 2006-07-31 2008-01-31 Honeywell International Inc. Thermal spreader for electronic component
US8528628B2 (en) * 2007-02-08 2013-09-10 Olantra Fund X L.L.C. Carbon-based apparatus for cooling of electronic devices
US20080216994A1 (en) * 2007-03-08 2008-09-11 Convergence Technologies Limited Vapor-Augmented Heat Spreader Device
US20080310114A1 (en) * 2007-06-18 2008-12-18 Lucent Technologies Inc. Heat-transfer device for an electromagnetic interference (emi) shield using conductive bristles
US20090002949A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-01 Lucent Technologies Inc. Heat transfer for electronic component via an electromagnetic interference (emi) shield having shield deformation
JP4631877B2 (ja) * 2007-07-02 2011-02-16 スターライト工業株式会社 樹脂製ヒートシンク
US7743763B2 (en) * 2007-07-27 2010-06-29 The Boeing Company Structurally isolated thermal interface
US8574696B2 (en) * 2007-07-31 2013-11-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Electronic device housing assembly
JP5057221B2 (ja) * 2007-08-24 2012-10-24 中村製作所株式会社 放熱部付き金属ベースプリント基板及びその製造方法
CN101626674B (zh) * 2008-07-11 2015-07-01 清华大学 散热结构及其制备方法
US8059409B2 (en) * 2009-06-19 2011-11-15 General Electric Company Avionics chassis
US8085531B2 (en) * 2009-07-14 2011-12-27 Specialty Minerals (Michigan) Inc. Anisotropic thermal conduction element and manufacturing method
WO2011016082A1 (ja) * 2009-08-04 2011-02-10 Yoshida Naohiro ヒートシンク材及びその製造方法
GB0917098D0 (en) 2009-09-29 2009-11-11 Morganite Elect Carbon Carbon materials
EP2591475A4 (en) * 2010-07-09 2017-06-07 Massachusetts Institute of Technology Multimaterial thermally drawn piezoelectric fibers
KR101320024B1 (ko) * 2011-05-17 2013-10-22 율촌화학 주식회사 태양전지 모듈용 백 시트 및 이를 포함하는 태양전지 모듈
EP2562807A1 (en) * 2011-08-22 2013-02-27 ABB Research Ltd Heat transfer in an electronic device
EP2597041A1 (en) * 2011-11-22 2013-05-29 Active Space Technologies GmbH Thermal strap
US8945749B2 (en) 2011-12-15 2015-02-03 GM Global Technology Operations LLC Carbon fiber thermal interface for cooling module assembly
TWI543702B (zh) * 2012-02-08 2016-07-21 鴻準精密工業股份有限公司 散熱裝置
KR101865940B1 (ko) * 2012-03-19 2018-06-08 현대자동차주식회사 계면 플레이트를 이용한 배터리 셀 방열 장치
US8792226B2 (en) 2012-03-27 2014-07-29 General Electric Company Heat transfer system for use with electrical devices and method of operating the same
DE102012022328B4 (de) * 2012-11-13 2018-05-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Thermoelektrisches Modul
JP6124990B2 (ja) * 2013-02-28 2017-05-10 三菱電機株式会社 放熱構造及び光送受信器
CN105144374A (zh) * 2013-04-23 2015-12-09 亚历克西乌和特里德控股公司 包括具有减小的结构密度的冷却结构的散热器
US10001442B2 (en) * 2013-06-13 2018-06-19 The Regents Of The University Of California Optical fiber-based hybrid SERS platform for in vivo detection of bio-molecules
JP2015192010A (ja) * 2014-03-28 2015-11-02 本田技研工業株式会社 冷却装置
CN112190118A (zh) * 2014-11-25 2021-01-08 佛山市顺德区美的电热电器制造有限公司 用于烹饪器具的内锅
JP6550230B2 (ja) * 2014-12-03 2019-07-24 三菱重工業株式会社 部材
US10299407B2 (en) 2015-06-29 2019-05-21 Microsoft Technology Licensing, Llc Differently oriented layered thermal conduit
CN105114920A (zh) * 2015-09-17 2015-12-02 张逸兴 一种利用导热材料线材编织物换热的装置
BR112018011208A2 (pt) * 2015-12-04 2018-11-21 Koninklijke Philips Nv sistema de resfriamento criogênico
KR102578755B1 (ko) * 2016-01-28 2023-09-15 삼성메디슨 주식회사 초음파 프로브 및 이를 포함한 초음파 진단 시스템
US20190116657A1 (en) * 2017-10-18 2019-04-18 Stryke Industries, LLC Thermally enhanced printed circuit board architecture for high power electronics
CN108106480B (zh) * 2017-12-29 2024-04-09 清华大学 一种具有热疏导及定向热聚集功能的热管理器件
FR3083957B1 (fr) * 2018-07-12 2020-06-12 Continental Automotive France Dissipateur thermique a conductivite thermique amelioree
CN109413938A (zh) * 2018-10-24 2019-03-01 航天材料及工艺研究所 一种复合材料轻质高效冷却方法及装置
US11326841B2 (en) 2018-11-01 2022-05-10 Atomos Nuclear and Space Corporation Carbon fiber radiator fin system
SE543441C2 (en) * 2019-03-26 2021-02-16 Centropy Ab Heat transfer device
JP7315678B2 (ja) * 2019-08-15 2023-07-26 富士フイルム株式会社 超音波システムおよび超音波システムの制御方法
JP2021089994A (ja) * 2019-12-05 2021-06-10 日立Astemo株式会社 車載電子制御装置
US11919111B1 (en) 2020-01-15 2024-03-05 Touchstone Research Laboratory Ltd. Method for repairing defects in metal structures
US11349509B2 (en) * 2020-05-14 2022-05-31 Dell Products L.P. Micro-strand transceiver heat dissipation system
WO2022061100A1 (en) * 2020-09-18 2022-03-24 Arris Enterprises Llc Method and system for small scale structures to improve thermal efficiency
KR102608097B1 (ko) * 2022-08-17 2023-11-30 코리아웨코스타 주식회사 방열 구조 개선형 방열체 및 이를 위한 제조 장치

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4125122A (en) * 1975-08-11 1978-11-14 Stachurski John Z O Direct energy conversion device
GB1563699A (en) * 1975-08-27 1980-03-26 Atomic Energy Authority Uk Stirling cycle thermal devices
US4143517A (en) * 1977-08-01 1979-03-13 Elmer Compton Thermal engine
US4849858A (en) * 1986-10-20 1989-07-18 Westinghouse Electric Corp. Composite heat transfer means
US5224030A (en) * 1990-03-30 1993-06-29 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Semiconductor cooling apparatus
US5255738A (en) * 1992-07-16 1993-10-26 E-Systems, Inc. Tapered thermal substrate for heat transfer applications and method for making same
US5542471A (en) * 1993-11-16 1996-08-06 Loral Vought System Corporation Heat transfer element having the thermally conductive fibers
US5852548A (en) * 1994-09-09 1998-12-22 Northrop Grumman Corporation Enhanced heat transfer in printed circuit boards and electronic components thereof
EP0937744A1 (en) * 1998-02-18 1999-08-25 Nippon Oil Co. Ltd. Silicone rubber composite
US6093961A (en) * 1999-02-24 2000-07-25 Chip Coolers, Inc. Heat sink assembly manufactured of thermally conductive polymer material with insert molded metal attachment
US6308518B1 (en) * 1999-09-28 2001-10-30 Rick C. Hunter Thermal barrier enclosure system

Also Published As

Publication number Publication date
US6844054B2 (en) 2005-01-18
WO2002092897A1 (en) 2002-11-21
EA200301201A1 (ru) 2004-06-24
CA2446728A1 (en) 2002-11-21
EP1399612A4 (en) 2008-04-30
CA2446728C (en) 2007-12-18
WO2002092897A9 (en) 2004-06-03
US20020182397A1 (en) 2002-12-05
CN1513068A (zh) 2004-07-14
ZA200309234B (en) 2004-02-27
EP1399612A1 (en) 2004-03-24
JP2004528717A (ja) 2004-09-16
KR20040005940A (ko) 2004-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA006968B1 (ru) Терморегулирующий материал, устройство и способ его изготовления
US6994155B2 (en) Heat transfer
US5287248A (en) Metal matrix composite heat transfer device and method
US7861768B1 (en) Heat sink
US6840311B2 (en) Compact thermosiphon for dissipating heat generated by electronic components
US6052280A (en) Carbon/carbon heat spreader
JP2007059917A (ja) 複合型放熱装置
US9593894B2 (en) Thermal interface material and related systems and methods
CN1902752A (zh) 可变密度石墨发泡体散热器
JP2010060164A (ja) ヒートパイプ式ヒートシンク
JP2020129436A (ja) 放熱構造体およびそれを備えるバッテリー
AU728153B2 (en) Cooling apparatus based on heat energy bound to working fluid in phase transition
JP7202460B2 (ja) カーボンナノ構造ベースの繊維を備えたヒートシンク
US7493943B2 (en) Heat collector
US20050180110A1 (en) Heat dissipation structure
CN207284015U (zh) 一种散热结构及散热装置
CN201039655Y (zh) 散热器结构
CN1183430C (zh) 具有自体可快速导热的散热模组
CN113507817B (zh) 散热板、模块及机箱
AU2002344324A1 (en) Thermal management material, devices and methods therefor
RU223749U1 (ru) Устройство отвода тепла от тепловыделяющего объекта
CN114390867B (zh) 一种六自由度传热装置、其装配方法及传热方法
JP7129316B2 (ja) 沸騰伝熱部材および沸騰冷却装置
KR200380257Y1 (ko) 다공성 탄소재를 이용한 히트싱크 장치
KR102177752B1 (ko) 방열 시트 및 이의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU