一種散熱裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種散熱裝置，具體涉及的是一種用于電子電器元件散熱領(lǐng)域的散熱裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子芯片的高頻、高速及集成電路的高速發(fā)展和微電子機械技術(shù)的進步，電子器件特征尺寸不斷減小，芯片的集成度、封裝密度以及工作頻率不斷提高，這些都使芯片的熱流密度迅速升高。不良散熱將導(dǎo)致電子設(shè)備的可靠性下降，電子器件工作在70?80°C水平時，每增加一度，其可靠性就降低25%。因此如何將極高的產(chǎn)熱量有效的排散掉，并將芯片溫度保持在較低水平已成為一個亟待解決的問題。
[0003]相變儲能材料(phase change material, PCM)作為電子設(shè)備熱管理方法已受到廣泛關(guān)注。PCM可利用相變潛熱吸收電子器件(如移動電話、便攜式電腦等)產(chǎn)生熱量從而對電子元器件進行冷卻。這種材料不僅能量密度較高，而且所用裝置簡單、體積小、設(shè)計靈活、使用方便且易于管理。另外，它還有一個很大的優(yōu)點:在相變儲能過程中，相變材料近似恒溫，可以以此來控制體系的溫度。
[0004]熱管是一種利用其內(nèi)部工質(zhì)的相變潛熱而實現(xiàn)能量交換的高效換熱器件，其具有緊湊性、等溫性、可靠性、高效性、靈活性以及無需輔助動力等特點。尤其是平板熱管體積小、質(zhì)量輕，而且擁有扁平的蒸發(fā)部分，明顯增大熱管與電子芯片的接觸面積，進而能夠有效消除電子芯片所產(chǎn)生的“熱點”問題，從而能使整個芯片的溫度分布更加均勻。常用于熱管的冷卻方式有翅片、翅片+風(fēng)扇和水冷等。翅片一般體積較大大，風(fēng)扇或水冷結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還存在噪音、耗能、泄露等問題。所述這些缺點都限制了其在微小型電子電器散熱領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為了克服傳統(tǒng)平板熱管冷卻方式的各種缺陷，本實用新型提出了一種新型散熱裝置。該裝置將平板熱管和相變熱存儲器有機地結(jié)合在一起，利用相變材料發(fā)生固-液相變存儲平板熱管傳來的熱量，從而對平板熱管進行冷卻，其具有傳熱能力強、均溫性好、節(jié)溫低等優(yōu)點。另外，本散熱裝置結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、可以做到很薄，非常適合于微小型電子器件的散熱。
[0006]技術(shù)方案如下:
[0007]本實用新型所述的一種散熱裝置由平板熱管和以低熔點液態(tài)金屬及其合金作為相變材料的熱存儲器組成。所述平板熱管位于熱源與熱存儲器之間，熱源先將熱量傳遞到平板熱管，通過平板熱管加熱相變儲存器，相變材料受熱達到其熔點發(fā)生固-液相變，由于其具有高熱導(dǎo)率、高熱容、高潛熱等熱物理特性，能夠高效、快速、均勻地存儲大量的廢熱，從而達到了對熱源進行冷卻的效果。
[0008]所述平板熱管可根據(jù)工作條件、與工作介質(zhì)相容性等選擇不同的材料。
[0009]所述熱存儲器包括上板和下板，上、下板可通過三種方式相對而置，緊密扣合在一起，兩板之間還設(shè)有充液管和抽真空管，上板、下板邊縫焊接，所述相變熱存儲器內(nèi)部空腔部分充以相變材料充液管和抽真空兩端密封。
[0010]所述上板、下板和充液管采用與液態(tài)金屬兼容性金屬材料制成，可以避免液態(tài)金屬對存儲器的侵蝕以致熱存儲器泄露，保證了電子器件的安全。
[0011]所述平板熱管以及相變熱存儲器結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小，可應(yīng)用于各種微小型電子器件的散熱。
[0012]所述焊接為分子焊、釬焊、壓焊、氬弧焊或氣焊。
[0013]本實用新型的有益效果:
[0014]本實用新型將平板熱管與液態(tài)金屬相變熱存儲器相結(jié)合，利用平板熱管的均溫特性以及液態(tài)金屬相變熱存儲器的高熱導(dǎo)率、高潛熱、快速熱存儲等特性，該裝置能夠高效、快速、均勻地將熱源熱量傳出以達到對熱源冷卻目的，具有傳熱能力強、均溫性好、節(jié)溫低等優(yōu)點。另外，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡易、制作工藝簡單、機械強度高、應(yīng)用方便等特點，能夠滿足各種微小空間的電子元器件的散熱需求。
[0015]平板熱管能夠明顯增大熱管與電子芯片的接觸面積，進而能夠有效消除電子芯片所產(chǎn)生的“熱點”問題，從而能使整個芯片的溫度分布更加均勻。
[0016]低熔點液態(tài)金屬相變材料具有高熱導(dǎo)率、高熱容、高相變潛熱等物理特性，能夠高效、快速、均勻地吸收更多的熱量，從而減小了散熱裝置的系統(tǒng)體積。
[0017]低熔點液態(tài)金屬相變材料性質(zhì)穩(wěn)定，能夠使散熱裝置長期穩(wěn)定運行。
【附圖說明】
[0018]在附圖中:
[0019]圖1是本實用新型示意性實施例的整體外觀圖；
[0020]圖2是實用新型平板熱管的示意圖；
[0021]圖3是實用新型相變熱存儲器的示意圖；
[0022]圖4(a) ,4(b) ,4(c)是實用新型相變熱存儲器示意性實施例的三種扣合方式的剖視圖；
[0023]圖5是實用新型相變熱存儲器上板、下板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖中:1.相變熱存儲器下板；2.相變熱存儲器上板；3.相變熱存儲器充液管；4.相變熱存儲器抽真空管；5.平板熱管；6平板熱管充液管。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖與實例對本實用新型做進一步說明。
[0026]圖1為本實施例的整體外觀圖。平板熱管位于相變熱存儲器下面。
[0027]圖2為實施例的平板熱管的示意圖。平板熱管由硬質(zhì)材料制成，或銅或鋁或不銹鋼。
[0028]圖3為實施例相變熱存儲器的示意圖。相變熱存儲器包括下板I和上板2，上板、下板相對而置，緊密扣合在一起，兩端配充液管3及抽真空管4，將邊縫焊接構(gòu)成空腔用于充相變材料，最后將抽真空管及充液管封死而形成一個相變熱存儲器。
[0029]圖4(a)、4(b)、4(c)是實用新型相變熱存儲器上、下板的三種扣合方式示意圖。圖4(a)中采用兩塊下板I緊密貼合四周焊接密封構(gòu)成空腔用以充相變材料；圖4(b)中采用下板I和上板2緊密貼合四周焊接密封構(gòu)成空腔用以充相變材料；圖4((:)中采用兩塊上板2相對扣合，充液管3及抽真空管4分別與兩板相切，四周焊接密封構(gòu)成空腔用以充相變材料。
[0030]圖5是實用新型相變熱存儲器的上、下板的結(jié)構(gòu)示意圖。上板2為與下板I具有相同尺寸、厚度不同的金屬板，下板I是凹槽設(shè)計，下板四周凸臺可以作為相變熱存儲器的支撐結(jié)構(gòu)以及便于密封焊接，構(gòu)成空腔用以充相變材料。
[0031]本實用新型可用于各種電子元器件的冷卻，包括智能手機、便攜式電腦、發(fā)光二極管照明設(shè)備(LED)、電子設(shè)備芯片等，同時本實用新型還可以用于大功率電子設(shè)備、光電器件、醫(yī)療器械、航空電子設(shè)備內(nèi)部發(fā)熱部件的冷卻。
[0032]上述說明示出并描述了本申請的優(yōu)選實施例，但如前所述，應(yīng)當(dāng)理解本申請并非局限于本文所披露的形式，不應(yīng)看作是對其他實施例的排除，而可用于各種其他組合、修改和環(huán)境，并能夠在本文所述實用新型構(gòu)想范圍內(nèi)，通過上述教導(dǎo)或相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)或知識進行改動。而本領(lǐng)域人員所進行的改動和變化不脫離本申請的精神和范圍，則都應(yīng)在本申請所附權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種散熱裝置，包括平板熱管和相變熱存儲器；所述平板熱管位于熱源與相變熱存儲器之間，將熱源的熱量傳到相變熱存儲器；所述相變熱存儲器位于平板熱管之上存儲平板熱管傳來的熱量，起到熱沉的作用；所述相變材料采用低熔點液態(tài)金屬及其合金作為相變材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱裝置，其特征在于:所述平板熱管可根據(jù)工作條件、與工作介質(zhì)相容性等選擇不同的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散熱裝置，其特征在于:相變熱存儲器的上板、下板相對而置，四周密封焊接構(gòu)成空腔，兩端焊接充液管和抽真空管。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的散熱裝置，其特征在于:相變熱存儲器空腔充以相變材料，充液管和抽真空兩端密封。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的散熱裝置，其特征在于:相變熱存儲器的材料采用與液態(tài)金屬相容性金屬制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的散熱裝置，其特征在于:焊接為分子焊、釬焊、壓焊、氬弧焊或氣焊。
【專利摘要】本實用新型提出了一種散熱裝置，包括相變熱存儲器和平板熱管。相變熱存儲器置于平板熱管上面，熱源經(jīng)過平板熱管的熱擴散，均勻地加熱相變熱存儲器使相變材料發(fā)生固-液相變存儲廢熱，從而對熱源進行冷卻；相變材料為高導(dǎo)熱系數(shù)、高相變潛熱的低熔點液態(tài)金屬及其合金。本實用新型將平板熱管和相變熱存儲器有機地結(jié)合在一起，能夠高效、快速、均勻地將熱源熱量傳出以達到對熱源冷卻的目的，其具有傳熱能力強、均溫性好、節(jié)溫低等優(yōu)點。另外，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡易、制作工藝簡單等特點，能夠很好地滿足各種電子元器件的散熱需求。
【IPC分類】H01L23-427, H05K7-20
【公開號】CN204291722
【申請?zhí)枴緾N201420652004
【發(fā)明人】李驥, 李志偉, 呂魯倉
【申請人】中國科學(xué)院大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月4日