KR102683236B1 - 증기 챔버 열 스트랩 조립체 및 방법 - Google Patents

증기 챔버 열 스트랩 조립체 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102683236B1
KR102683236B1 KR1020227022001A KR20227022001A KR102683236B1 KR 102683236 B1 KR102683236 B1 KR 102683236B1 KR 1020227022001 A KR1020227022001 A KR 1020227022001A KR 20227022001 A KR20227022001 A KR 20227022001A KR 102683236 B1 KR102683236 B1 KR 102683236B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
vapor chamber
heat
strap
transfer system
heat transfer
Prior art date
Application number
KR1020227022001A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220093406A (ko
Inventor
제롬 토스
브래들리 알. 휘트니
Original Assignee
아비드 써멀 코포레이션
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 아비드 써멀 코포레이션 filed Critical 아비드 써멀 코포레이션
Priority claimed from KR1020217036707A external-priority patent/KR102415707B1/ko
Publication of KR20220093406A publication Critical patent/KR20220093406A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102683236B1 publication Critical patent/KR102683236B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • H05K7/2029—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating using a liquid coolant with phase change in electronic enclosures
    • H05K7/20336—Heat pipes, e.g. wicks or capillary pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0233—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes the conduits having a particular shape, e.g. non-circular cross-section, annular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/04—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes with tubes having a capillary structure
    • 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
    • F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/20—Cooling means
    • G06F1/203—Cooling means for portable computers, e.g. for laptops
    • 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
    • H01L23/3736—Metallic 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
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3737—Organic materials with or without a thermoconductive filler
    • 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
    • H01L23/42—Fillings or auxiliary members in containers or encapsulations selected or arranged to facilitate heating or cooling
    • H01L23/427—Cooling by change of state, e.g. use of heat pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0028—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for cooling heat generating elements, e.g. for cooling electronic components or electric devices
    • F28D2021/0029—Heat sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2255/00—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes
    • F28F2255/02—Flexible elements

Abstract

열 전달 시스템은 제1 증기 챔버, 제1 증기 챔버로부터 이격된 제2 증기 챔버, 및 제1 증기 챔버와 제2 증기 챔버 사이에 배치되고 이들 모두에 결합된 가요성 열 스트랩을 포함한다. 가요성 열 스트랩은 제2 증기 챔버가 제1 증기 챔버에 대해 회전하는 것을 허용한다.

Description

증기 챔버 열 스트랩 조립체 및 방법{VAPOR CHAMBER THERMAL STRAP ASSEMBLY AND METHOD}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로서 합체되어 있는, 2019년 5월 15일자로 출원된 미국 가출원 제62/848,431호에 대한 우선권을 주장한다.
모바일 전자 디바이스(예를 들어, 스마트폰, 태블릿 등)를 포함하여, 다수의 전자 디바이스는 상당한 양의 광 및 열을 발생하는 디스플레이 스크린을 포함한다. 이 디바이스는 전형적으로 모두 서로에 대해 그리고 디스플레이에 대해 매우 근접하여 위치된 다수의 전자 부품 및 다른 발열원을 더 포함한다. 전자 부품은 디스플레이에 전력 공급하고 그리고/또는 디바이스를 위한 다른 전자 기능을 제공하는 데 사용된다. 다수의 이들 디바이스의 작은 크기와 약간의 두께, 뿐만 아니라 열원의 수 및 발생된 열의 양은 종종 열 전달을 위한 그리고 원하는 동작 온도에서 디바이스를 유지하기 위한 과제를 제시한다.
몇몇 실시예에 따르면, 열 전달 시스템은 제1 증기 챔버, 제1 증기 챔버로부터 이격된 제2 증기 챔버, 및 제1 증기 챔버와 제2 증기 챔버 사이에 배치되고 이들 모두에 결합된 가요성 열 스트랩을 포함한다. 가요성 열 스트랩은 제2 증기 챔버가 제1 증기 챔버에 대해 회전하는 것을 허용한다.
다른 실시예에 따르면, 열 전달 시스템은 모바일 디바이스의 제1 부분에 고정되도록 구성된 제1 열 교환기, 모바일 디바이스의 제2 부분에 고정되도록 구성된 제2 열 교환기, 및 제1 열 교환기와 제2 열 교환기 사이에 배치되고 이들 모두에 결합된 열 스트랩을 포함한다. 열 스트랩은 흑연 재료의 적어도 하나의 층을 포함하고, 모바일 디바이스가 굴곡될 때 굴곡되도록 구성된다.
또 다른 실시예에 따르면, 열 전달 시스템은 제1 프레임, 제1 프레임의 단부를 지나 연장하는 제1 상부 커버 시트, 및 제1 프레임의 단부를 지나 연장하는 제1 하부 커버 시트를 갖는 제1 증기 챔버를 포함한다. 열 전달 시스템은 제2 프레임, 제2 프레임의 단부를 지나 연장하는 제2 상부 커버 시트, 및 제2 프레임의 단부를 지나 연장하는 제2 하부 커버 시트를 갖는 제2 증기 챔버를 더 포함한다. 열 전달 시스템은 제1 프레임의 단부에 결합된 제1 단부 및 제2 프레임의 단부에 결합된 제2 단부를 갖는 열 스트랩을 더 포함하고, 제1 상부 커버 시트, 제2 상부 커버 시트, 제1 하부 커버 시트, 및 제2 하부 커버 시트는 각각 열 스트랩의 부분 위로 연장된다.
또 다른 실시예에 따르면, 열 전달 시스템은 제1 증기 챔버, 제1 증기 챔버에 결합된 제1 상부 커버 시트, 제1 증기 챔버로부터 이격된 제2 증기 챔버, 및 제2 증기 챔버에 결합된 제2 상부 커버 시트를 포함한다. 열 전달 시스템은 제1 증기 챔버 및 제2 증기 챔버의 모두에 결합된 가요성 열 스트랩, 및 가요성 열 스트랩을 통해 연장하고 가요성 열 스트랩과 제1 상부 커버 시트의 모두에 결합된 비아를 또한 포함한다.
또 다른 실시예에 따르면, 열 전달 시스템은 열전도성 재료의 다수의 층을 갖는 코어, 및 열전도성 재료의 다수의 층을 통해 연장하는 열전도성 비아를 포함한다.
다른 실시예 및 다양한 실시예의 양태는 상세한 설명 및 첨부 도면의 고려에 의해 명백해질 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 열 전달 시스템의 개략 측단면도이다.
도 2는 도 1의 열 전달 시스템의 개략 분해도이다.
도 3은 도 1의 열 전달 시스템의 부분의 개략 측단면도이다.
도 4a는 다른 실시예에 따른 열 전달 시스템의 개략 측단면도이다.
도 4b는 도 4a의 열 전달 시스템의 개략 평면 단면도이다.
임의의 실시예가 상세히 설명되기 전에, 본 명세서에 개시된 실시예는 이하의 상세한 설명에서 설명되거나 첨부 도면에 도시되어 있는 구성요소의 구성 및 배열의 상세에 그 용례에 있어서 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 다른 실시예가 가능하고, 본 명세서에 설명되고 도시되어 있는 실시예는 다양한 방식으로 실시되거나 수행되는 것이 가능하다. 또한, 본 명세서에 사용된 어구 및 용어는 설명을 위한 것이고, 한정으로서 간주되어서는 안된다는 것이 이해되어야 한다. 본 명세서에서 "구비하는", "포함하는" 또는 "갖는" 및 이들의 변형의 사용은 그 다음에 열거된 항목 및 이들의 등가물 뿐만 아니라 부가의 항목을 포함하는 것으로 의도된다. 용어 "장착된", "연결된" 및 "결합된"은 광범위하게 사용되고, 직접 및 간접 장착, 연결 및 결합의 모두를 포함한다. 또한, "연결된" 및 "결합된"은 물리적 또는 기계적 연결 또는 결합에 제한되지 않고, 직접이건 간접이건, 전기적 연결 또는 결합을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 단지 예로서, 휴대폰 또는 태블릿과 같은 모바일 또는 휴대용 디바이스(14)(용어 "휴대용" 및 "모바일"은 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용됨)와 함께 사용을 위한 열 전달 시스템(10)을 도시하고 있다. 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 열 전달 시스템(10)은 제1 증기 챔버(18), 도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 요소의 배열로 제1 증기 챔버(18)로부터 이격된 제2 증기 챔버(22), 및 제1 증기 챔버(18) 및 제2 증기 챔버(22)에 결합된 가요성 열 스트랩(26)을 포함한다. 도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 요소의 배열에서, 가요성 열 스트랩(26)은 제1 및 제2 증기 챔버(18, 22) 사이에 배치된다. 가요성 열 스트랩(26)은 제2 증기 챔버(22)에 대한 제1 증기 챔버(18)의 회전 또는 피봇 운동을 허용하고 그 반대도 마찬가지이다.
몇몇 실시예에서, 제2 증기 챔버(22)는 제1 증기 챔버(18)에 대해 적어도 30도, 적어도 60도, 적어도 90도, 적어도 120도, 또는 적어도 150도 회전될 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 제2 증기 챔버(22)는 제1 증기 챔버(18)에 대해 적어도 180도 회전될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 증기 챔버(22)는 거의 360도(예를 들어, 300도, 320도 또는 340도까지) 회전될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 제2 증기 챔버(22)는 제1 증기 챔버(18)에 대해 30도, 60도, 90도, 120도, 150도, 또는 180도 이하로 회전될 수도 있다. 다른 실시예는 상이한 값 및 회전 범위를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예에서, 제2 증기 챔버(22)는, 제2 증기 챔버(22)가 제1 증기 챔버(22) 위에 놓이고 그리고/또는 그에 대해 적층 배향 및 위치에 있을 때까지 회전될(예를 들어, 도 1에서 볼 때 시계 방향 또는 반시계 방향으로) 수도 있다. 이러한 실시예에서, 휴대용 디바이스(14)의 부분은 휴대용 디바이스(14)의 케이스, 디스플레이 스크린, 또는 다른 부분과 같은, 이러한 접힘 또는 적층 배향 및 위치에서 제1 및 제2 증기 챔버(18, 22)를 여전히 분리할 수 있고, 반면 다른 실시예에서, 제1 및 제2 증기 챔버(18, 22)는 심지어 이러한 배향 및 위치에서 서로 접촉하게 될 수도 있다.
단지 예로서, 예시된 실시예의 제1 및 제2 증기 챔버(18, 22)가 이들의 접힘 및 적층 위치 및 배향에 있을 때, 제1 및 제2 증기 챔버(18, 22)는 서로 매우 근접하지만, 예를 들어 적어도 모바일 디바이스(14)의 케이스에 의해 서로로부터 분리될 수도 있다. 케이스는 제1 및 제2 증기 챔버(18, 22), 뿐만 아니라 배터리, 송신기, 수신기, 스피커, 및/또는 마이크로폰을 적어도 부분적으로 에워쌀 수도 있다. 도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 가요성 열 스트랩(26)은 제2 증기 챔버(22)가 제1 증기 챔버(18) 위에 놓이도록 반시계 방향으로 회전하게(도 1 및 도 2에서) 굴곡되도록 구성되지만, 다른 실시예에서 가요성 열 스트랩(26)은 대신에 또는 또한 제2 증기 챔버(22)가 또한 또는 대신에 제1 증기 챔버(18) 아래에 놓이도록 시계 방향으로(다시 도 1 및 도 2를 참조하여) 회전할 수 있게 굴곡되도록 구성된다. 몇몇 실시예에서, 가요성 열 스트랩(26)은 중립 위치(도 1 및 도 2에서 볼 수 있음)로부터 제1 회전 위치로 제2 증기 챔버(22)의 회전을 허용하기에 충분히 가요성일 수도 있고, 이 제1 회전 위치에서 제2 증기 챔버(22)는 반시계 방향으로 회전되어(예를 들어, 160도) 제2 증기 챔버(22)가 제1 증기 챔버(18) 위에 배치되게 된다. 가요성 열 스트랩(26)은 또한, 또는 대안적으로, 중립 위치(도 1 및 도 2에서 볼 수 있음)로부터 제2 회전 위치로 제2 증기 챔버(22)의 회전을 허용하기에 충분히 가요성일 수도 있고, 이 제2 회전 위치에서 제2 증기 챔버(22)는 시계 방향으로 회전되어(예를 들어, 160도) 제2 증기 챔버(22)가 제1 증기 챔버(18) 아래에 배치되게 된다. 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 몇몇 실시예에서 중립 위치는 제1 증기 챔버(18), 제2 증기 챔버(22), 및 가요성 열 스트랩(26)이 모두 정렬되는(예를 들어, 공통 축 또는 공통 평면을 따라) 위치를 규정한다. 예시된 실시예에서, 가요성 열 스트랩(26)은 이 중립 위치에서 일반적으로 직선형 프로파일을 갖는다. 그러나, 다른 실시예에서 중립 위치는 가요성 열 스트랩(26)이 적어도 부분적으로 굽혀지고, 접히거나, 그렇지 않으면 직선형 프로파일이 아닌 위치일 수도 있지만, 여전히 전술된 유형의 회전을 허용하기에 충분히 가요성이다. 부가적으로, 제1 증기 챔버(18) 및 제2 증기 챔버(22)는 예시된 실시예에서 중립 위치에 정렬되지만, 다른 실시예에서 제2 증기 챔버(22)는 중립 위치에서 제2 증기 챔버에 대해 소정 각도로(예를 들어, 10도, 20도, 30도 등) 경사질 수도 있다. 중립 위치는, 예를 들어, 모바일 디바이스(14)가 사용자의 귀에 유지되고 있고, 사용자에 의해 뷰잉되고 있거나, 다른 방식으로 사용되고 있을 때와 같이, 모바일 디바이스(14)의 사용 중 상태에 대응할 수도 있다. 대안적으로, 중립 위치는 케이스 또는 커버가 모바일 디바이스(14)를 커버할 때 또는 모바일 디바이스(14)가 포켓 내에 보관될 때와 같이, 모바일 디바이스(14)가 사용 중이지 않은 모바일 디바이스(14)의 비사용 위치에 대응할 수도 있다.
모바일 디바이스(14)는 열 전달 시스템(10)이 모바일 디바이스(14)의 잔여부로부터 제거된 상태에서, 도 1에 개략적인 분해 형태로 도시되어 있다. 몇몇 실시예에서, 열 전달 시스템(10)의 적어도 일부(또는 모두)는 모바일 디바이스(14) 내에 에워싸인다. 예를 들어, 도 1에 도시되어 있는 모바일 디바이스(14)는 다수의 모바일 전자 디바이스에서 통상적인 바와 같이, 케이스, 및 배터리, 안테나, 수신기, 송신기, 마이크로폰 및 스피커(도시되어 있지 않음)를 포함한다. 배터리는 디스플레이, 송신기, 수신기, 스피커 및 마이크로폰에 결합되어 이들에 전력을 공급하도록 구성될 수도 있다. 도 1에 도시되어 있는 열 전달 시스템(10)은 예를 들어, 모바일 디바이스(14)의 케이스 내에 적어도 부분적으로 위치될 수 있다. 다른 실시예에서, 열 전달 시스템(10)의 전체의 임의의 부분은 모바일 디바이스(14)의 외부에 위치될 수도 있다(예를 들어, 외부면을 형성하고 그리고/또는 바로 인접하게 위치됨). 다른 실시예는 도시되어 있는 것 이외의 다른 유형의 모바일 디바이스를 포함한다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서 모바일 디바이스(14)는 마이크로폰을 포함하지 않거나, 또는 도시되어 있는 모바일 디바이스(14)에서 발견되지 않는 특징부를 포함한다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 모바일 디바이스(14)는 제1 영역(30), 제2 영역(34), 및 제1 영역(30)과 제2 영역(34) 사이에 배치된 가요성 영역(38)을 포함한다. 제1 영역(30), 제2 영역(34), 및/또는 가요성 영역(38)은 케이스의 적어도 일부 또는 모바일 디바이스(14)의 다른 부분을 형성할 수도 있다. 가요성 영역(38)은 제2 영역(34)에 대한 제1 영역(30)의 회전 또는 피봇 운동을 허용한다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서 제2 영역(34)은, 제2 영역(34)이 제1 영역(30)과 맞접하거나 다른 방식으로 접촉할 때까지, 또는 제1 영역(30)에 매우 근접할 때까지, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이 시계 방향 또는 반시계 방향으로 대략 180도 회전될 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 제2 영역(34)은 도 1에 도시되어 있는 위치로부터 대략 90도까지 회전하는 것이 가능하다(즉, 도 1 및 도 2의 배향에서 상향 수직 배향 또는 하향 수직 배향으로). 몇몇 실시예에서, 제1 영역(30) 및 제2 영역(34)은 또한 가요성 영역(즉, 소정량의 가요성 또는 가요성 영역(38)과 동일한 가요성을 가짐)이어서, 전체 모바일 디바이스(14)가 가요성이고 상이한 형상으로 굴곡될 수도 있게 된다. 몇몇 실시예에서, 제1 영역(30) 및/또는 제2 영역(34)은 강성이고, 굴곡되도록 의도되지 않는다. 다른 실시예는 가요성 영역의 상이한 수 및 장소, 뿐만 아니라 도시되어 있는 것과는 상이한 가요성 영역의 상대 크기 및 길이를 포함한다.
제1 영역(30), 제2 영역(34), 및 가요성 영역(38) 중 적어도 하나는 디스플레이(예를 들어, 스마트폰, 태블릿 또는 다른 휴대용 전자 디바이스에서 통상적으로 발견되는 것과 같은 디지털 디스플레이)를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 단지 제1 영역(30) 및 제2 영역(34)만이 디스플레이를 포함하고, 반면 가요성 영역(38)은 디스플레이를 포함하지 않는다(따라서 2개의 개별 디스플레이를 갖는 디바이스를 형성함). 예시된 실시예에서, 디스플레이는 예를 들어, 제1 및 제2 증기 챔버(18, 22)로부터 이격하여 지향할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 단지 가요성 영역(38)만이 디스플레이를 포함한다. 제1 영역(30), 제2 영역(34), 및/또는 가요성 영역(38)은 각각 디스플레이를 포함하거나 동일한 디스플레이의 상이한 부분을 공유할 수도 있다. 제1 영역(30), 제2 영역(34), 및 가요성 영역(38)의 디스플레이(들)는 모바일 디바이스(14)를 위한 단일의 전체 디스플레이 영역을 형성할 수도 있다. 따라서, 모바일 디바이스(14)의 디스플레이 영역의 하나 이상의 부분(예를 들어, 가요성 영역(38)에서의 부분)은 굽혀지고 그리고/또는 굴곡될 수도 있어, 디스플레이의 부분이 사용자에 지향되고, 반면 디스플레이의 다른 부분은 사용자로부터 이격하여 접히게 된다. 실제로 굽혀지거나 접히는 디스플레이 부분은 (예를 들어) 굽힘 능력을 개선하기 위한 하나 이상의 감소된 두께 영역, 또는 절결부를 포함할 수도 있거나, 충분히 얇은 재료(예를 들어, 폴리머 재료)로 제조되고 그리고/또는 굽힘 또는 접힘을 허용하기 위해 충분히 가요성인 재료로 제조될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 제1 영역(30), 제2 영역(34), 및 가요성 영역(38) 중 하나 이상에 의해 형성된 디스플레이는 인터랙티브 디스플레이(interactive display)이고, 예를 들어 사용자가 모바일 디바이스(14)와 상호 작용하기 위해 물리적으로 터치할 수 있게 하는 터치스크린 또는 다른 인터랙티브 특징부를 포함할 수도 있다.
도 1을 계속 참조하면, 예시된 실시예에서 제1 증기 챔버(18)는 제1 영역(30)에 결합되고(예를 들어, 체결구 또는 접착제로 고정됨), 제2 증기 챔버(22)는 제2 영역(34)에 결합되어(예를 들어, 체결구 또는 접착제로 고정됨), 모바일 디바이스(14)가 가요성 영역(38)에서 굴곡되거나 굽혀질 때, 가요성 열 스트랩(26)은 제1 증기 챔버(18)에 대한 제2 증기 챔버(22)의 대응 굴곡 및 회전을 용이하게 하고, 그 반대도 마찬가지이다. 몇몇 실시예에서, 제1 증기 챔버(18)는 고정되지 않고, 오히려 제1 영역(30)에 해제 가능하게 결합된다(예를 들어, 스냅 끼워맞춤, 억지 끼워맞춤 등을 통해). 유사하게, 제2 증기 챔버(22)는 제2 영역(34)에 해제 가능하게 결합될 수도 있다(예를 들어, 스냅 끼워맞춤, 억지 끼워맞춤 등을 통해). 이러한 해제 가능한 커플링 연결은 필요하다면 증기 챔버(18, 20), 뿐만 아니라 가요성 열 스트랩(26)의 교체 및/또는 수리를 허용할 수도 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 예시된 실시예에서 제1 증기 챔버(18)는 프레임(42)(예를 들어, 구리, 알루미늄, 스테인리스강, 티타늄 또는 다른 적합한 재료로 제조됨)을 포함한다. 예시된 실시예에서 상부 커버 시트(46)는 프레임(42)의 상부 위에 위치되고, 하부 커버 시트(50)는 프레임(42) 아래에 위치된다. 상부 및 하부 커버 시트(46, 50)는 프레임(42)과 동일하거나 상이한 재료(예를 들어, 구리, 알루미늄, 스테인리스강, 티타늄 또는 다른 적합한 재료)로 제조될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 상부 커버 시트(46) 및 하부 커버 시트(50) 중 하나 이상은 예를 들어, 모바일 디바이스(14)의 디스플레이, 회로 요소, 다른 전자 부품, 또는 임의의 다른 열원에 인접하여 그리고/또는 열적 연통하여 위치된다. 예를 들어, 도 1 및 도 2의 예시된 실시예에서, 상부 커버 시트(46)는 열을 발생시키는 디스플레이를 포함할 수도 있는 제1 영역(30)에 인접하게 위치된다. 몇몇 실시예에서, 하부 커버 시트(50)는 또한 또는 대안적으로, 다른 열원에 인접하여 배치된다(예를 들어, 하부 커버 시트(50) 아래에 있을 수도 있는 모바일 디바이스(14)의 부분 내부의 회로 요소로부터). 또 다른 실시예에서, 하부 커버 시트(50)는 예를 들어, 모바일 디바이스(14)의 외부에 노출되고 모바일 디바이스(14)로부터 이격하여 지향할 수도 있다. 하부 커버 시트(50)(또는 상부 커버 시트(46))는 모바일 디바이스(14)로부터 열을 방출하기 위해 본 명세서에 더 설명되는 바와 같이, 응축기 영역으로서 역할을 할 수도 있다.
예시된 실시예에서, 프레임(42), 상부 커버 시트(46), 및 하부 커버 시트(50)는 함께 내부 공간(54)을 형성한다(도 2). 도 1 및 도 2의 예시된 실시예의 프레임(42)은 도 1 및 도 2의 측면으로부터 볼 때 일반적으로 직사각형 형상을 갖지만, 도시되어 있는 것과는 다른 형상을 가질 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서 프레임(42)은 측면 또는 위에서 볼 때 정사각형 형상, 타원형 형상, 원형 형상 등을 가질 수도 있다. 부가적으로, 예시된 실시예의 프레임(42)(및/또는 예를 들어, 프레임에 의해 형성되는 내부 공간(54)을 형성하는 체적)은 또한 직사각형 단면 형상을 갖는다. 다른 실시예에서, 프레임(42)(및/또는 내부 공간(54)을 형성하는 체적)은 원형, 타원형, 또는 다른 단면 형상을 가질 수도 있다.
도 1 및 도 2를 계속 참조하면, 예시된 실시예에서 증기 챔버(18)의 프레임(42)은 상부 커버 시트(46)와 하부 커버 시트(50) 사이에서 각각 연장되는(예를 들어, 수직으로) 제1 단부(58) 및 제2 대향 단부(62)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 상부 커버 시트(46) 및 하부 커버 시트(50)는 프레임(42)의 제2 단부(62)를 넘어(즉, 제2 증기 챔버(22)를 향하는 방향으로) 측방향으로(예를 들어, 수평으로) 각각 연장된다. 다른 실시예에서, 상부 커버 시트(46) 및 하부 커버 시트(50) 중 단지 하나만이 프레임(42)의 제2 단부(62)를 넘어(즉, 제2 증기 챔버(22)를 향하는 방향으로) 측방향으로(예를 들어, 수평으로) 연장된다. 전술된 바와 같이, 프레임(42)은 일반적으로 직사각형 형상을 갖는다. 따라서, 제1 단부(58) 및 제2 단부(62)는 수직으로 연장되고 도 1에서 볼 수 있는 수직 방향을 따라 프레임(42)의 두께(T)를 규정한다. 예시된 실시예에서, 이 두께는 프레임(42)의 길이(L)(예를 들어, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이 수평 길이)보다 상당히 작다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서 프레임(42)은 두께(T)보다 적어도 2배 또는 3배 큰 길이(L)를 갖는다. 다른 실시예는 상이한 비 또는 값을 포함한다.
몇몇 실시예에서, 제1 증기 챔버(18)(및/또는 제2 증기 챔버(22))는 그 내에 작동 유체를 갖는 적어도 하나의 히트 파이프(64)이거나 형성한다. 히트 파이프(64)는 예를 들어, 세장형 및 관형일 수도 있고 그리고/또는 직선형이거나 하나 이상의 굽힘부 또는 곡선을 가질 수도 있다. 히트 파이프(64)는 적어도 하나의 열원에 의해 발생된(예를 들어, 모바일 디바이스(14)의 제1 영역(30) 또는 제2 영역(34)으로부터) 열 에너지를 전달 및/또는 확산하도록 크기설정되고 성형될 수도 있다. 히트 파이프(64)는 제1 단부 및 제2 대향 단부를 포함할 수도 있고, 증발기 영역 또는 영역들을 포함할 수도 있고(예를 들어, 제1 단부에, 또는 모바일 디바이스(14)의 제1 영역(30)으로부터의 열에 노출되는 히트 파이프(64)를 따른 영역에), 응축기 영역을 또한 포함할 수도 있다(예를 들어, 제2 단부에 또는 히트 파이프(64)를 따른 다른 장소에). 히트 파이프(64)는 다양한 형상 및 형태를 취할 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서 히트 파이프(64)는 단일의 세장형 축방향 튜브일 수도 있다. 다른 실시예에서, 히트 파이프(64)는 적어도 하나의 곡선 또는 굽힘부를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 히트 파이프(64)는 루프 히트 파이프(64), 또는 열사이펀이고, 또는 가변 컨덕턴스 히트 파이프(64)이다. 대안적으로 또는 부가로, 히트 파이프(64)는 도 1 및 도 2에서 볼 수 있는 제1 증기 챔버(18)와 유사한 실질적으로 편평한 직사각형 프로파일을 가질 수 있는데(예를 들어, 히트 파이프(64)의 두께보다 실질적으로 더 큰 길이 및 폭 치수를 가짐), 이 경우 히트 파이프(64)의 증발기 및 응축기 영역은 히트 파이프(64)의 대향하는 실질적으로 편평한 측면에 의해 형성될 수 있다. 다른 실시예는 예시된 것 이외의 다양한 히트 파이프(64) 형상 및 크기를 포함한다.
예시된 실시예에서, 증기 챔버(18, 22)는 히트 파이프(64) 및 열 교환기로서 기능한다. 따라서, 작동 유체(예를 들어, 물, 암모니아, 프레온(Freon)®, 아세톤, 에탄, 에탄올, 헵탄, 메탄올, 탄화수소, 탄화플루오르, 염화메틸, NaK, 이산화탄소, 메틸아민, 펜탄, 프로필렌, 메탄, 산소, 네온, 수소, 세슘, 칼륨, 나트륨, 납, 리튬, 수은, 루비듐 및 은과 같은 액체 금속, 헬륨 및 질소와 같은 극저온 유체, 및 다른 제작된 또는 자연 발생 작동 유체)는 제1 및 제2 증기 챔버(18, 22)의 내부 공간(54, 78) 내에 배치될 수도 있고, 증발기 영역에서 열을 수집하고(예를 들어, 상부 커버 시트(46, 70) 위 또는 하부 커버 시트(50, 74) 위와 같은, 증기 챔버(18, 22)의 일 측에서), 응축기 영역에 열을 이동시키기 위해(예를 들어, 하부 커버 시트(50, 74) 위 또는 상부 커버 시트(46, 70) 위와 같은, 증기 챔버(18, 22)의 대향 측에서) 사용될 수도 있다. 일반적으로, 증기 챔버는 증기 열 전달을 통해 전자 디바이스로부터와 같이, 열원으로부터 열을 전도할 수 있다. 따라서, 증기 챔버(18, 22)는 작동 유체, 증발기 영역 및 응축기 영역을 각각 포함한다. 작동 유체는 증발기 영역에서 증발된다. 증기는 응축기 영역에서 수용되고, 거기서 증기는 응축되어(열을 방출함) 액체 작동 유체를 형성한다. 응축된 작동 유체는 이어서 예로서 중력 유도 유동에 의해 및/또는 심지 구조체를 통한 모세관 작용에 의해 증발기 영역으로 복귀하여, 이에 의해 작동 유체 사이클을 완료한다. 제1 증기 챔버(18)는 작동 유체를 포함하고, 몇몇 실시예에서 심지 재료의 적어도 하나의 층은 프레임(42), 상부 커버 시트(46), 및/또는 하부 커버 시트(50)의 내부면의 일부 또는 모두를 커버한다. 소결 금속 모세관 심지(예를 들어, 소결 구리 분말), 메시 재료 등과 같은 임의의 적합한 심지 재료가 원하는 바와 같이 사용될 수 있다.
몇몇 실시예에서, 그리고 전술된 바와 같이, 모바일 디바이스(14)의 디스플레이에 인접하게 위치되는 상부 커버 시트(46)는 열을 수용하는 증발 영역의 적어도 일부를 형성할 수도 있다. 하부 커버 시트(50), 제1 단부(58), 및/또는 제2 단부(62)는 응축기 영역의 적어도 일부를 형성할 수도 있다. 다른 실시예에서, 예를 들어 모바일 디바이스(14)의 전자 부품에 인접하여 위치되는 하부 커버 시트(50)는 열을 수용하는 증발기 영역의 적어도 일부를 형성할 수도 있고, 상부 커버 시트(46), 제1 단부(58), 및/또는 제2 단부(62)는 응축기 영역의 적어도 일부를 형성할 수도 있다. 또 다른 실시예에서, 제1 단부(58) 또는 제2 단부(62)는 증발기 영역의 적어도 일부를 형성할 수도 있다. 따라서 증발기 영역 또는 응축기 영역은 예를 들어 어느 전자 부품이 임의의 주어진 시간에 가열되는지 또는 열의 유입이 예를 들어 가요성 열 스트랩(26) 자체를 통해 제공되는지 여부에 따라 변경될 수도 있다. 부가적으로, 몇몇 실시예에서, 증기 챔버(18, 22)는 증기 챔버(18, 22)와 열적 연통하고 있는 열원의 장소(들) 및 수에 따라 하나 초과의 증발기 영역 및/또는 하나 초과의 응축기 영역을 포함할 수도 있다.
도 1 및 도 2를 계속 참조하면, 제2 증기 챔버(22)는 구조 및 동작이 제1 증기 챔버(18)와 유사하고, 따라서 프레임(66), 프레임(66)의 상부 위에 위치된 상부 커버 시트(70), 및 프레임(66) 아래에 위치된 하부 커버 시트(74)를 포함한다. 프레임(66), 상부 커버 시트(70), 및 하부 커버 시트(74)는 함께 내부 공간(78)을 형성한다(도 2). 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 프레임(66)은 프레임(42)과 유사한 일반적으로 직사각형 형상을 갖지만, 도시되어 있는 것과 다른 형상을 가질 수도 있다. 프레임(66)은 상부 커버 시트(70)와 하부 커버 시트(74) 사이에서 각각 연장되는 제1 단부(82) 및 제2 대향 단부(86)를 포함한다. 제1 증기 챔버(18)와 유사하게, 제2 증기 챔버(22)는 열 교환기이고, 히트 파이프(64)로서 기능한다. 따라서, 제2 증기 챔버(22)는 작동 유체를 포함하고, 제2 증기 챔버(22)의 증발기 영역 또는 영역들(예를 들어, 상부 커버 시트(70), 하부 커버 시트(74), 제1 단부(82), 및/또는 제2 단부(86))에서 적어도 하나의 열원(예를 들어, 모바일 디바이스 내의 전자 부품, 및/또는 이하에 더 상세히 설명되는 바와 같은 열 스트랩(26))으로부터 열을 수용하고, 열원 또는 열원들로부터 이격하여 제2 증기 챔버(22)의 응축기 영역 또는 영역들로 열을 이동시킨다.
도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 가요성 열 스트랩(26)은 코어 재료(90)의 하나 이상의 가요성 층(예를 들어, 적층 시트)을 포함한다. 예시된 실시예에서, 가요성 층의 일부 또는 모두는 흑연 재료(예를 들어, 천연 흑연 재료, 열분해 또는 어닐링된 열분해 흑연과 같은 합성 흑연 재료, k-Core® 흑연 재료 등), 구리, 알루미늄, 열전도성 플라스틱, 또는 제1 증기 챔버(18)의 제2 단부(62)로부터 제2 증기 챔버(22)의 제2 단부(86)로, 또는 제2 증기 챔버(22)의 제2 단부(86)로부터 제1 증기 챔버(18)의 제2 단부(62)로 열을 전도하는 다른 가요성 열전도성 재료의 시트로 제조되거나 포함한다. 몇몇 실시예에서, 코어 재료(90)의 층은, 예를 들어 전자 빔 용접 또는 저항 용접에 의해, 또는 접합제로 함께 결합되는 얇은 층이다. 층은 높은 평면내 전도도(예를 들어, 1000 W/mK 내지 1700 W/mK)를 가질 수도 있지만, 몇몇 실시예에서 일반적으로 열악한 두께 관통 전도도 값(예를 들어, 대략 6 W/mK)을 갖는다. 다른 실시예는 가요성 열 스트랩(26)을 구성하는 시트의 재료에 적어도 부분적으로 기초하여 열전도도에 대한 상이한 범위 및 값을 포함한다.
도 1 내지 도 3의 예시된 실시예에서, 가요성 열 스트랩(26)은 제1 증기 챔버(18)의 제2 단부(62)와 맞접하거나 달리 접촉하거나, 매우 근접하는 제1 장착 단부(94), 및 제2 증기 챔버(22)의 제2 단부(86)와 맞접하거나 달리 접촉하거나, 매우 근접하는 제2 장착 단부(98)를 포함한다. 가요성 열 스트랩(26)은 제1 및 제2 증기 챔버(18, 22)로의 제1 및 제2 장착 단부(94, 98)의 연결에 의해 제1 증기 챔버(18) 및 제2 증기 챔버(22)의 모두와 열적 연통한다. 가요성 열 스트랩(26)의 길이(제1 증기 챔버(18)와 제2 증기 챔버(22) 사이에서 연장하는 방향을 따른)는 제1 증기 챔버(18)에 대한 제2 증기 챔버(22)를 위한 최소 원하는 회전(예를 들어, 90도, 180도)을 제공하도록 선택될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 예를 들어, 길이는 2 인치 미만, 1 인치 미만, 0.5 인치 미만, 0.25 인치 미만 등일 수도 있다. 가요성 열 스트랩(26)의 두께(즉, 길이에 수직인 방향을 따른, 그리고 일반적으로 도 1에서 볼 때 수직 방향을 따른)는 또한 가요성 열 스트랩(26)의 두께가 제1 및 제2 증기 챔버(18, 22)의 두께 이하이도록 또한 선택될 수도 있다. 예를 들어, 두께는 0.5 인치 미만, 0.25 인치 미만, 0.1 인치 미만 등일 수도 있다. 도 1 내지 도 3의 예시된 실시예에서, 가요성 열 스트랩(26)의 두께는 증기 챔버(18, 22)의 프레임(42, 66)의 두께(T)와 동일하도록 선택된다. 또 다른 실시예에서, 가요성 열 스트랩(26)이 여전히 소정의 가요성을 유지하는 한, 가요성 열 스트랩(26)의 두께는 프레임(42, 46)의 두께(T)보다 클 수도 있다. 부가적으로, 몇몇 실시예에서 가요성 열 스트랩(26)은 노치, 천공부, 절결부, 또는 가요성 열 스트랩(26)의 가요성을 증가시키기 위해 재료가 제거되어 있는 다른 영역을 포함할 수도 있고, 그리고/또는 하나의 재료로 제조된 하나 이상의 영역 및 가요성 열 스트랩(26)의 하나 이상의 영역에 증가된 가요성을 제공하는 상이한 재료로 제조된 다른 영역을 포함할 수도 있다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 예시된 가요성 열 스트랩(26)은 제1 장착 단부(94) 및 제2 장착 단부(98)의 모두에 장착 구멍(102)을 추가로 포함한다. 예시된 실시예의 장착 구멍(102)은 코어 재료(90)의 각각의 층을 통해 연장된다. 또한 예시된 실시예에서, 상부 커버 시트(46, 70) 뿐만 아니라 하부 커버 시트(50, 74)는 장착 구멍(102)을 추가로 포함한다. 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 상부 커버 시트(46, 70), 뿐만 아니라 하부 커버 시트(50, 74)는 프레임(42, 66)의 각각의 제2 단부(62, 86)를 지나 각각 연장되어(예를 들어, 돌출부로서), 상부 커버 시트(46, 70) 및 하부 커버 시트(50, 74)의 장착 구멍(102)이 가요성 열 스트랩(26) 내의 장착 구멍(102)과 정렬되게 된다. 이 방식으로, 코어 재료(90)(예를 들어, 흑연)는 돌출하는 상부 커버 시트(46, 70)와 하부 커버 시트(50, 74) 사이에 형성된 공간 내에 끼워지거나 개재된다. 다른 실시예는 도시되어 있는 것과는 상이한 장착 구멍(102)의 수 및 배열을 포함한다. 부가적으로, 몇몇 실시예에서 가요성 열 스트랩(26)은 어떠한 장착 구멍(102)도 포함하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 코어 재료(90) 및/또는 상부 및 하부 커버 시트(46, 50, 70, 74)의 층은 접착되거나 그렇지 않으면 다른 방식으로 함께 체결될 수도 있다.
예시된 실시예에서, 그리고 열 전달 시스템(10)의 조립 중에, 비아(106)(예를 들어, 핀 또는 페그)가 상부 커버 시트(46, 70), 하부 커버 시트(50, 74), 및/또는 가요성 열 스트랩(26)의 코어 재료(90)의 층의 장착 구멍(102) 내로 삽입된다. 일단 비아(106)가 장착 구멍(102) 내로 삽입되면, 비아(106)는 상부 커버 시트(46, 70), 하부 커버 시트(50, 74) 및 코어 재료(90)의 구성 층이 비아(106)에 의해 제자리에 확실히 유지될 때까지 하향 압축될 수도 있다.
장착 구멍(102) 및 비아(106)는 임의의 다수의 형상 및 형태를 취할 수도 있다. 예를 들어, 장착 구멍(102)은 각각 동일한 크기일 수도 있고, 비아(106)는 각각 그 길이를 따라 일정하거나 다양한 직경을 갖는 단일 단편일 수도 있다. 비아(106)가 초기에 장착 구멍(102) 내로 삽입될 때, 비아(106)는 일 또는 양 단부에서 장착 구멍(102)의 외부로 부분적으로 연장될 수도 있다. 비아(106)는 이어서 압축될 수도 있어, 비아(106)가 변형되고 장착 구멍(102) 내에서 팽창하여 장착 구멍(102)을 충전하고 비아(106)를 제자리에 고정하기 위해 확실한 억지 끼워맞춤부를 형성하게 된다. 몇몇 실시예에서, 비아(106)를 압축하는 것은 장착 구멍(102) 내에 비아(106)를 고정하기 위해 일 또는 양 단부에서 비아(106) 상에 확대된 헤드를 형성할 것이다. 몇몇 실시예에서, 장착 구멍(102) 내에서 제자리에 고정된 후, 비아(106)의 일 또는 양 단부는 가요성 열 스트랩(26), 또는 상부 및/또는 하부 커버 시트(46, 70, 50, 74)의 인접한 외부면과 동일 높이에 있거나 그 내로 오목해진다.
또 다른 실시예에서, 그리고 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 장착 구멍(102)은 코어 재료(90)의 상이한 층에 상이한 형상(예를 들어, 상이한 직경)을 가질 수도 있다. 각각의 비아(106)는 부가적으로 서로의 상부 위에 위치된 다수의 단편(예를 들어, 코어 재료(90)의 층의 두께를 가짐)으로부터, 또는 비아(106)의 길이를 따라 상이한 단면 형상 및/또는 크기를 갖는 동일한 비아(106)의 다수의 부분으로부터 형성될 수도 있다. 조립 중에 하향 압축될 때, 개별 단편은 비아(106)를 제자리에 고정하기 위해 확실한 억지 끼워맞춤부를 형성하도록 장착 구멍(102)을 충전할 수 있다. 일단 조립되면, 상기에 나타낸 바와 같이, 비아(106)는 가요성 열 스트랩(26)의 높이와 동일하거나 가요성 열 스트랩(26)과 상부 및/또는 하부 커버 시트(46, 70, 50, 74)의 조합된 두께와 동일한 수직 높이를 가질 수도 있어, 비아(106)가 가요성 열 스트랩(26) 또는 상부 및/또는 하부 커버 시트(46, 70, 50, 74) 각각의 상부면 및 하부면과 일반적으로 동일 높이에 있게 된다.
비아(106)는 코어 재료(90)의 층을 통해 수직으로 열을 전달하기 위해, 가요성 열 스트랩(26) 내에서 전도성 칼럼으로서 작용한다. 예시된 실시예에서, 5개의 비아(106)가 제1 장착 단부(94) 및 제2 장착 단부(98)의 각각에 사용되지만, 다른 실시예는 도시되어 있는 것과는 상이한 비아(106)의 수 및 배열을 포함한다. 몇몇 실시예에서, 비아(106)는 구리 또는 알루미늄과 같은 등방성 금속으로 제조되지만, 다른 실시예는 상이한 재료를 포함한다. 비아(106)는 예를 들어 50 W/mK 초과인 열전도도를 제공할 수도 있지만, 다른 실시예는 상이한 열전도도 값 및 범위를 갖는 비아(106)를 포함한다. 비아(106)는 또한 상부 커버 시트(46, 70) 및/또는 하부 커버 시트(50, 74)와 직접 접촉할 수도 있고, 주위 흑연 또는 코어 재료(90)의 층의 다른 재료와 직접 접촉할 수도 있다(예를 들어, 흑연의 높은 평면내 컨덕턴스가 열을 효율적으로 이동시키고 확산시키게 함).
비아(106)의 사용은 부가적으로 수평으로(즉, 전술된 바와 같이 코어 재료(90)를 형성하는 층 또는 층들을 따라 평면내), 뿐만 아니라 수직으로, 또는 코어 재료(90)의 층에 대해 임의의 경사진 방향으로 가요성 열 스트랩(26)을 가로질러 열을 효율적으로 전도하는 가요성 열 스트랩(26)의 능력을 향상시킨다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서 가요성 열 스트랩(26)은 가요성 열 스트랩(26) 바로 위 또는 가요성 열 스트랩(26) 바로 아래에서 열원(예를 들어, 모바일 디바이스(14)로부터)과 물리적으로 접촉하거나 근접하여 위치될 수도 있다. 따라서, 열은 제2 단부(62) 또는 제2 단부(86)로부터, 뿐만 아니라 또는 대안적으로 가요성 열 스트랩(26) 위 또는 가요성 열 스트랩(26) 아래로부터 가요성 열 스트랩(26)으로 진입할 수도 있다. 비아(106)는 가요성 열 스트랩(26)의 코어 재료(90)를 형성하는 흑연 또는 다른 재료의 층 내로 아래로(또는 위로) 수직으로(도 1에서 볼 때) 열의 신속한 이동을 용이하게 하여, 열이 더 높은 열의 영역으로부터 더 낮은 열의 영역으로 가요성 열 스트랩(26) 내에서 하나 초과의 방향으로 이동할 수도 있게 된다.
도 2를 참조하면, 몇몇 실시예에서 열 전달 시스템(10)은 가요성 열 스트랩(26)의 코어 재료(90)의 층을 캡슐화하는 코팅 재료(110)를 추가로 포함한다. 코팅 재료(110)는 코어 재료(90)의 층을 부분적으로 또는 완전히 캡슐화하고 밀봉하는 구리 포일 외피 또는 외피들일 수도 있다. 코팅 재료(110)는 가요성 열 스트랩(26) 주위, 뿐만 아니라 비아(106) 위로, 그리고 상부 커버 시트(46, 70) 및 하부 커버 시트(50, 74)의 돌출부 아래로 부분적으로 또는 완전히 연장될 수도 있다. 코팅 재료(110)는 예를 들어, 금속 도금, 페인팅, 코팅 또는 증착 프로세스에 의해 도포될 수도 있다. 다른 실시예는 코팅 재료(110)를 위한 상이한 재료를 포함한다.
도 4a 및 도 4b는 모바일 디바이스(14)에서 제1 증기 챔버(18)를 제2 증기 챔버(22)에 연결하기 위한 열 스트랩으로서 또한 사용될 수도 있거나 일반적으로 얇은 모바일 디바이스(14) 내에서 다른 구조를 연결하거나 그렇지 않으면 열을 발산하는 데 사용될 수도 있는 열 전달 디바이스(210)의 다른 실시예를 도시하고 있다. 열 전달 디바이스(210)는 고도의 전도성 코어 재료(214)의 단일의 두꺼운 층을 포함한다. 코어 재료(214)는 코어 재료(90)와 유사하게 가요성일 수도 있다. 단지 예로서 예시된 실시예에서, 코어 재료(214)는 어닐링된 열분해 흑연(APG)이다. 어닐링된 열분해 흑연(APG) 재료는 얼마나 오래 재료가 탄소 증착 프로세스에 노출되는지에 따라 두꺼운 섹션으로 제조될 수도 있다. 따라서, 열 전달 디바이스(210)는 원하는 두께로 가공될 수도 있는 APG 재료의 단일 층만을 포함한다.
도 4a 및 도 4b에 도시되어 있는 바와 같이, 코어 재료(214)의 단일 층은 전술된 코팅 재료(110)와 유사한 재료와 같은, 얇은 금속 또는 유기 코팅 재료(218) 내에 코팅되거나 캡슐화된다. 코팅 재료(218)는, 코어 재료(214)의 흑연 층을 밀봉하고, 흑연의 파쇄를 방지하고, 그리고/또는 최종 열 전달 디바이스(210)가 다른 구성요소(예를 들어, 제1 증기 챔버(18), 제2 증기 챔버(22), 또는 다른 구조체)에 부착될 수도 있게 하도록 청결한 강건한 장착 표면을 제공하는 외부 층으로서 역할을 할 수 있다.
전술된 가요성 열 스트랩(26)과 유사하게, 열 전달 디바이스(210)는 흑연의 층을 통해 수직으로 열을 전달하기 위해, 열 전달 디바이스(210) 내에 적어도 하나의 전도성 열 비아(222)(예를 들어, 전도성 칼럼)를 또한 포함한다. 예시된 실시예에서, 2개의 비아(222)가 도시되어 있지만, 다른 실시예는 상이한 수의 비아(222)를 포함한다. 비아(106)와 유사하게, 비아(222)는 구리 또는 알루미늄과 같은 등방성 금속으로 제조될 수도 있지만, 다른 실시예는 상이한 재료를 포함한다.
비아(222), 뿐만 아니라 비아(106)는 도시되어 있는 바와 같이 수직으로 연장될 수도 있거나 다른 각도로 연장될 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서, 전술된 가요성 열 스트랩(26) 및/또는 열 전달 디바이스(210)는 코어 재료(90, 214), 또는 코팅 재료(110, 218)의 층에 대해 수평으로 또는 경사진 각도로 연장하는 비아(106, 222)를 포함할 수도 있다. 비아(106, 222)는 전도성 재료의 층을 함께 고정하는(그리고 코팅 또는 다른 재료의 외부 층으로 이들 층을 고정하는) 메커니즘으로서, 뿐만 아니라 열 전달을 용이하게 하는 역할을 할 수도 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예에서 비아(106, 222)는 주위 재료(예를 들어, 코어 재료(90, 214))보다 더 빠르게 열을 전도하는 전도성 재료로 제조될 수도 있다. 부가적으로, 비아(106, 222)가 일단 형성되거나 설치되면 일반적으로 세장형(예를 들어, 원통형) 요소일 수도 있지만, 다른 실시예에서 비아(106, 222)는 도시되어 있는 것과는 다른 형상 및 크기를 취할 수도 있다. 예를 들어, 비아(106, 222)는 신장된 치수 또는 임의의 다른 치수를 따라 단면이 변하는 형상, 및 다른 영역에서 보다 가요성 열 스트랩(26) 또는 열 전달 디바이스(210)의 일 영역에서 더 큰 형상을 가질 수도 있다.
코어 재료(90, 214) 및 비아(106, 222)의 층은 모바일 디바이스 및 예를 들어 모바일 디바이스용 가요성 열 스트랩과 함께 사용의 맥락으로 전술되었지만, 다른 실시예에서 코어 재료(90, 214)의 층 및/또는 비아(106, 222)는 다른 맥락에서 그리고 다른 디바이스(비가요성 디바이스 또는 디바이스의 부분을 포함함)와 함께 사용될 수도 있다. 따라서, 몇몇 실시예에서 열 전달 시스템은 일반적으로 열전도성 재료의 다수의 층(예를 들어, 흑연 재료의 시트와 같은 코어 재료(90, 214)의 하나 또는 층들), 및 열전도성 재료의 다수의 층을 통해 연장하는 적어도 하나의 열전도성 비아(예를 들어, 핀 또는 페그와 같은 비아(106, 222) 중 하나 이상)를 갖는 코어를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 코어 재료(90, 214)의 층 및/또는 비아(106, 222)는 또한 코팅 재료(예를 들어, 코팅 재료(110 또는 218))로 캡슐화될 수도 있다.
다양한 실시예가 도면에 도시되어 있는 특정 예를 참조하여 상세히 설명되었지만, 변형 및 수정이 설명되고 도시되어 있는 하나 이상의 독립적인 양태의 범주 및 사상 내에서 존재한다.

Claims (16)

  1. 열 전달 시스템이며,
    제1 증기 챔버;
    제1 증기 챔버로부터 이격된 제2 증기 챔버; 및
    가요성 열 스트랩으로서, 가요성 열 스트랩은 축을 형성하고 제1 축방향 단부 및 대향하는 제2 축방향 단부를 갖고, 가요성 열 스트랩은 제1 증기 챔버와 제2 증기 챔버의 모두에 결합되고, 가요성 열 스트랩의 제1 축방향 단부는 상기 축을 따라 제1 증기 챔버의 단부와 대면하고, 가요성 열 스트랩의 제2 축방향 단부는 상기 축을 따라 제2 증기 챔버의 단부와 대면하는, 가요성 열 스트랩을 포함하고,
    가요성 열 스트랩은 열전도성 재료의 평면 층들을 포함하고,
    가요성 열 스트랩은 제2 증기 챔버가 제1 증기 챔버에 대해 회전하는 것을 허용하도록 구성되는, 열 전달 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 가요성 열 스트랩은 제2 증기 챔버에 대한 제1 증기 챔버의 적어도 하나의 회전 위치에서 제1 증기 챔버와 제2 증기 챔버 사이에 배치되는, 열 전달 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 가요성 열 스트랩은 제1 증기 챔버 및 제2 증기 챔버에 대한 대향 단부들에서 부착되는, 열 전달 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 가요성 열 스트랩은 흑연을 포함하는, 열 전달 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 각각의 상기 평면 층들은 흑연 시트인, 열 전달 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 가요성 열 스트랩은 제2 증기 챔버가 제1 증기 챔버에 대해 적어도 90도의 범위를 통해 회전하는 것을 허용하도록 구성되는, 열 전달 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 가요성 열 스트랩은 제2 증기 챔버가 제1 증기 챔버에 대해 적어도 180도의 범위를 통해 회전하는 것을 허용하도록 구성되는, 열 전달 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 제1 증기 챔버 및 제2 증기 챔버 중 하나 또는 모두와 열적 연통하는 디스플레이를 더 포함하고; 디스플레이는 제1 증기 챔버에 대한 제2 증기 챔버의 상이한 회전 위치에 대응하는 상이한 형상으로 절첩 가능한, 열 전달 시스템.
  9. 열 전달 시스템이며,
    모바일 디바이스의 제1 부분에 고정되도록 구성된 제1 열 교환기;
    모바일 디바이스의 제2 부분에 고정되도록 구성된 제2 열 교환기; 및
    제1 열 교환기와 제2 열 교환기의 모두에 결합되는 열 스트랩으로서, 열 스트랩은 흑연 코어 재료의 적어도 하나의 층을 갖고, 열 스트랩은 모바일 디바이스가 굴곡될 때 굴곡되도록 구성되는, 열 스트랩을 포함하고,
    제1 열 교환기는 열 스트랩의 일 단부를 수용하기 위한 제1 리세스를 포함하고, 제2 열 교환기는 열 스트랩의 대향 단부를 수용하기 위한 제2 리세스를 포함하는, 열 전달 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 모바일 디바이스는 휴대폰을 포함하는, 열 전달 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 열 스트랩은 제2 열 교환기에 대한 제1 열 교환기의 적어도 하나의 회전 위치에서 제1 열 교환기와 제2 열 교환기 사이에 배치되는, 열 전달 시스템.
  12. 제9항에 있어서, 열 스트랩은 열전도성 재료의 평면 층들을 포함하는, 열 전달 시스템.
  13. 제9항에 있어서, 열 스트랩은 제2 열 교환기가 제1 열 교환기에 대해 적어도 90도의 범위를 통해 회전하는 것을 허용하도록 구성되는, 열 전달 시스템.
  14. 제9항에 있어서, 열 스트랩은 제2 열 교환기가 제1 열 교환기에 대해 적어도 180도의 범위를 통해 회전하는 것을 허용하도록 구성되는, 열 전달 시스템.
  15. 제9항에 있어서, 제1 열 교환기는, 제1 직사각형 프레임의 상부 측을 따라 제1 증발기 영역을 형성하고 제1 직사각형 프레임의 하부 측을 따라 응축기 영역을 형성하는 제1 직사각형 프레임을 갖는 증기 챔버이고, 제2 열 교환기는, 제2 직사각형 프레임의 상부 측을 따라 제2 증발기 영역을 형성하고 제2 직사각형 프레임의 하부 측을 따라 응축기 영역을 형성하는 제2 직사각형 프레임을 갖는 증기 챔버인, 열 전달 시스템.
  16. 제1항에 있어서, 가요성 열 스트랩은 제1 증기 챔버 및 제2 증기 챔버와 동일 평면 상에 있는, 열 전달 시스템.
KR1020227022001A 2019-05-15 2020-05-15 증기 챔버 열 스트랩 조립체 및 방법 KR102683236B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962848431P 2019-05-15 2019-05-15
US62/848,431 2019-05-15
KR1020217036707A KR102415707B1 (ko) 2019-05-15 2020-05-15 증기 챔버 열 스트랩 조립체 및 방법
PCT/US2020/033197 WO2020232377A1 (en) 2019-05-15 2020-05-15 Vapor chamber thermal strap assembly and method

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217036707A Division KR102415707B1 (ko) 2019-05-15 2020-05-15 증기 챔버 열 스트랩 조립체 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220093406A KR20220093406A (ko) 2022-07-05
KR102683236B1 true KR102683236B1 (ko) 2024-07-08

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050111189A1 (en) 2003-11-25 2005-05-26 Smalc Martin D. Thermal solution for electronic devices
US20080196932A1 (en) 2004-04-26 2008-08-21 Taiyo Yuden Co., Ltd. Multilayer substrate including components therein
US20140362576A1 (en) 2013-06-07 2014-12-11 Apple Inc. Computer architecture
US20160381781A1 (en) 2015-06-25 2016-12-29 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Circuit board and method of manufacturing the same
US20180356156A1 (en) 2017-06-13 2018-12-13 Microsoft Technology Licensing, Llc Devices, methods, and systems for thermal management
US20190103290A1 (en) 2017-10-03 2019-04-04 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Thermal vapor chamber arrangement

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050111189A1 (en) 2003-11-25 2005-05-26 Smalc Martin D. Thermal solution for electronic devices
US20080196932A1 (en) 2004-04-26 2008-08-21 Taiyo Yuden Co., Ltd. Multilayer substrate including components therein
US20140362576A1 (en) 2013-06-07 2014-12-11 Apple Inc. Computer architecture
US20160381781A1 (en) 2015-06-25 2016-12-29 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Circuit board and method of manufacturing the same
US20180356156A1 (en) 2017-06-13 2018-12-13 Microsoft Technology Licensing, Llc Devices, methods, and systems for thermal management
US20190103290A1 (en) 2017-10-03 2019-04-04 Hewlett Packard Enterprise Development Lp Thermal vapor chamber arrangement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102415707B1 (ko) 증기 챔버 열 스트랩 조립체 및 방법
WO2021143674A1 (zh) 移动终端、均热板及其制备方法、电子设备
CN112595155B (zh) 可折叠均温板和可折叠电子设备
TWI763989B (zh) 可撓動之均溫板
JP6551514B2 (ja) シート型ヒートパイプ
CN110418550B (zh) 均热板和折叠终端
TWI428553B (zh) 電子裝置
US20070240860A1 (en) Support structure for a planar cooling device
CN113606972B (zh) 一种柔性超薄均热板的制备方法
CN111447792B (zh) 散热装置、散热装置的制备方法及电子设备
WO2014077081A1 (ja) ヒートパイプ、スマートフォン、タブレット端末または携帯情報端末
US20120305223A1 (en) Thin heat pipe structure and manufacturing method thereof
CN111811305A (zh) 可挠动的均温板
WO2021018004A1 (zh) 一种导热装置及终端设备
KR102683236B1 (ko) 증기 챔버 열 스트랩 조립체 및 방법
WO2007124028A2 (en) Support structure for planar cooling devices and methods
CN203206599U (zh) 手持装置的壳体结构
WO2021036701A1 (zh) 一种导热装置及终端设备
CN111432598B (zh) 电子设备的壳体组件及电子设备
CN110149784B (zh) 散热组件及电子设备
JP6135363B2 (ja) ヒートパイプ
US20130160976A1 (en) Heat pipe with composite wick structure
TWM460507U (zh) 手持裝置的殼體結構
WO2020238865A1 (zh) 一种导热件及电子设备
CN115883705A (zh) 带热接地平面的手机外壳