CN101588707A - 一种散热装置及应用其的电子设备 - Google Patents

Abstract

一种散热装置及应用其的电子设备。该装置包括：壳体与相变导热介质，相变导热介质填充设置在壳体内，所述电子组件被包裹在所述壳体内的相变导热介质内。本发明实施方式通过在壳体内设置相变导热介质，并将待散热的电路板或部件浸泡设置在相变导热介质内进行散热。该散热装置直接覆盖电路上所有器件，散热面积大，导热能力强，有效消除局部过热的现象；降低能耗，避免灰尘、腐蚀，便于储存运输。

Description

一种散热装置及应用其的电子设备

技术领域

本发明涉及一种散热技术，尤其涉及一种包覆式散热装置及应用其的电子设备。

背景技术

目前由于电子产品的功耗和组装密度日益提高，对散热提出了更高要求。电子产品的散热方式从过去的自然对流逐步发展到强制风冷、液冷及强制制冷等。

自然对流的散热方式常用于功耗较小、自然散热条件好的电子设备，各电子器件工作发出的热量依靠器件壳体或者专门安装的散热器释放到周围空气中，热传导的媒介为空气。

强制风冷是在自然散热的基础上，对发热量大的特定器件或整机安装风扇，通过加大空气对流更迅速的带走更多热量；强制风冷技术多采用风扇来增强散热效果，风扇可以加载特定器件的散热片上，比如常见的电脑CPU风扇与散热器；也可以加在整个设备机箱上，比如常见的电脑机箱风扇。但强制风冷仍主要使用空气作为热传导媒介，而空气的导热能力低，导致散热效果不好，无法解决发热量较大的电子设备的散热问题，且使用风扇还会给电子设备带来很多不良影响：如风扇寿命不高、工作噪音大、容易被灰尘影响等。

液冷的方式是采用液体的冷却液作为热传导媒介，通过冷却液的不断循环带走器件的热量，因为液体的导热能力一般远高于空气，散热效果比风冷提高很多；液冷技术一般由冷却液、泵、储液罐、散热器、冷却头、管道等组成。依靠循环泵让冷却液流过待冷却的器件表面，冷却液吸收热量温度升高带走热量，这些热量又通过散热器传递到周围环境，温度降低后的冷却液再循环到发热器件表面，如此不断循环。如图1所示为用在电脑中的液冷装置，主要由CPU导热头1、储液箱2、水泵3和散热器4构成，利用液体为散热介质在水泵的作用下进行循环散热的装置。但在实际应用中，使用液冷***的电子设备不宜储存、不便运输等问题；液冷***的冷却头有限，只能对***中发热最高的关键部件进行冷却，其他器件仍要靠空气冷却，容易出现局部过热的情况。

从上述对现有电子设备中使用的各种散热方式及所对应的具体技术的介绍中，发明人发现上述现有技术至少存在以下问题：

(1)由于强制风冷主要使用空气作为热传导媒介，而空气的导热能力低，导致散热效果不好，无法解决发热量较大的电子设备的散热问题；

且由于使用风扇给电子设备带来很多不良影响：如风扇寿命不高、工作噪音大、容易被灰尘影响等；

(2)液冷散热方式中使用的液体冷却***构成复杂，可靠性较低；

液冷***的冷却头有限，只能对***中发热最高的关键部件进行冷却，其他器件仍要靠空气冷却，容易出现局部过热的情况；且在在空间狭小、使用柔性电路板的场合难以使用；

(3)而上述的几种强制制冷散热技术均存在共同的缺点：增加了能耗，***复杂，易出现结露、结霜等问题，只能对***中发热最高的关键部件进行冷却，其他器件依然要靠空气冷却，容易出现局部过热的情况；且在空间狭小、使用柔性电路板的场合难以使用。

发明内容

本发明实施方式提供一种散热装置及应用其的电子设备，该散热装置通过使用导热效果好的相变导热介质作为传导介质，可对覆盖到的所有器件进行散热，解决了现有散热方式只能对特定器件散热、不便运输储存等缺点。

一种散热装置，该装置包括：

壳体与相变导热介质，相变导热介质填充设置在壳体内，所述电子组件被包裹在所述壳体内的相变导热介质内。

一种应用上述散热装置的电子设备，其特征在于，该电子设备设置上述的散热装置。

由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明实施方式通过在壳体内设置相变导热介质，并将待散热的电路板或部件被包裹设置在相变导热介质内进行散热。该散热装置直接覆盖电路上所有器件，散热面积大，导热能力强，有效消除局部过热的现象；降低能耗，避免灰尘、腐蚀，便于储存运输。

附图说明

图1为现有技术提供的液冷散热装置的结构示意图；

图2为本发明实施例一的散热装置的结构示意图；

图3为本发明实施例二的散热装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施方式提供了一种散热装置，可以用在各种电子设备上对其中的电路板或器件等电子组件进行散热，该散热装置主要是在壳体内设置相变导热介质，将待散热的电路板或器件等电子组件包裹在相变导热介质内进行散热，若相变导热介质为导电相变导热介质，则在待散热的电路板或器件表面覆盖设置绝缘导热涂层，在保证散热的同时也保证各部件的电器性能安全。该散热装置使用导热能力高的液体作为散热媒介，并可以全部覆盖待散热的电路板或器件，对其进行散热，可达到较好的散热效果，且结构简单、降低能耗，在空间狭小、使用柔性电路板的场合也可正常使用。

为便于理解，下面结合附图和具体实施例进行说明。

实施例一

本实施例提供一种散热装置20，可以用于各种电子设备对其内的电路板或器件进行散热。

如图2所示，该散热装置20包括一壳体24，所述壳体24与其内部形成一收容空间。该收容空间是用于收容待散热的电子组件23。所述壳体24内还填充有相变导热介质21。其中，所述电子组件23可为电路板或其它电子器件。壳体24可以采用金属等导热性能好的材料制备。在实际应用中，当所述相变导热介质21为导电材质时，所述电子组件23的表面需包覆一层绝缘导热涂层22，在既保证电子组件23散热的同时，又保证了电子组件23的正常工作。

在实施例中，上述相变导热介质21采用熔点处于一般环境温度和设备正常工作温度之间的液态金属。也就是说，在常温下所述相变导热介质21为固态。而当待散热的电子组件23的温度上升并达到所述相变导热介质的熔点时，所述电子组件23周围的相变导热介质21变为液态。在实际应用中，需根据待散热的电子组件23的工作需要选用不同的相变导热介质21，如可选用铋锡铟合金，其熔点为62℃，或铋铅锡镉合金，其熔点为70℃。当然，根据需要，所述相变导热介质21可选用常温下为固体或液体的材质，仅需所述固体或液体的材质的熔点、沸点、或气化点低于所述待散热的电子组件23的所能承受的最高工作温度即可。当然，在向壳体24内填充相变导热介质21时，所述相变导热介质21需以液态或气态的形式进行填充，而考虑到固化或液化会造成的体积增大，因此壳体24中还需预留足够的空间。如可以将相变导热介质加热到70℃成为液态进行填充，70℃对一般的电子器件没有任何影响，一般焊接各电子器件的SMT热风回流焊会加热到200℃以上，电子器件均可耐受。

使用时，壳体24内待散热的电子组件23被包裹于壳体相变导热介质21内，当待散热的电子组件23的温度上升并达到相变导热介质21的熔点时，由相变导热介质21将电路热量直接传导到壳体后散发出去。其中，壳体24也可以是电子设备的壳体或设备内用于收容电子组件23的壳体，只要能存置散热的液态的相变导热介质即可。

其中，绝缘导热涂层可以采用绝缘导热硅胶层或类似的由绝缘且导热性强的材料喷覆的涂层。本实施例中，相变导热介质21亦可采用其他熔点或沸点合适的相变材料(PCM)替代，如：熔点适当的无机水合盐材料，当采用绝缘性能好的相变材料时，可以免去上述中在待散热电路板或部件表面涂敷绝缘导热层的过程，可在壳体24与电子组件23之间直接填充绝缘的相变材料作为导热介质完成散热。该散热装置的其它结构同实施例一。本实施例中，相变导热介质仍采用液态金属，在保证不会导致短路的前提下，只在待散热的电子组件表面的导电部分涂敷绝缘导热层，形成在电子组件表面上开窗的方式，使液态金属与器件的绝缘部分直接接触，提高热传导效果。该散热装置的其它结构同实施例一。

综上所述，本发明实施例中通过设置在壳体内待散热的电子组件与壳体之间填充相变导热介质，使壳体内的电子组件被包裹在相变导热介质形成散热装置。由于该散热装置采用电子组件被包裹在相变导热介质内的方式，从而具有很大的散热面积，保证散热效果。而且电路上所有需要散热的电子组件均被相变导热介质包裹，可以有效消除局部过热的现象若选择合适熔点的相变导热介质，则常温下该相变导热介质可以为固态，便于储存运输；且该散热装置使待散热的电子组件与外界空气彻底隔绝，可以避免灰尘、腐蚀等问题；该散热装置整体构成简单，不需要复杂的机构。

实施例二

如图3所示，本发明实施例二还提供一种散热装置30，所述散热装置30包括壳体34、及收容于所述壳体34中的电子组件33；所述壳体24内填充有相变导热介质31；所述电子组件33的表面设有绝缘导热涂层32，该散热装置与实施例一中的相同之处省略说明，本发明实施例二的散热装置30与上述实施例一的不同之处在于：所述散热装置30还包括一装设于壳体34上的连接组件35、及一装设于壳体34上的连通部36。所述收容于所述壳体34中的电子组件33与所述连接组件35电性连接，并通过所述连接组件35与散热装置30的外部电路或电子元件电性连接。所述连通部36在通常状态下封闭，而在使用时可导通所述壳体34的内部和外部，从而用于向所述壳体34注入相变导热介质31，而在需要时，所述相变导热介质31亦可通过连通部36排出，在本实施例中，所述连通部36为一阀门，在其它可选择的实施例中，所述连通部36亦可为气阀、活塞、或装设于壳体34上的活门等。在本发明实施例中，所述连接组件35可为插槽等可插拔连接器件。从而在实际应用中，仅需将壳体34中的相变导热介质31气化或液化后经连通部36排出后，将壳体34打开，即可实现对于电子组件33的更换和维修。

在本实施例中，所述连通部36可用于注入或排出相变导热介质31，而在其它实施例中，本发明的散热装置30亦可包括多个连通部36，从而所述多个连通部36可根据需要于壳体34上设置于特定的位置，比如壳体34的顶部和底部，以便于分别用来注入或排出相变导热介质31。

综上，本发明实施例二与实施例一具有共同的技术特征，可以达到相似的技术效果。

易于思及的是，本发明的散热装置的壳体可被视为一应用了本发明散热装置的电子设备的壳体，而所述电子设备内部的电子组件被设置于所述壳体中，且所述壳体内填充有本发明的散热装置中的相变导热介质，用于为电子设备内部的电子组件提供散热。而所述电子设备的壳体亦可装设有本发明的散热装置的壳体上的连接组件和连通部，在保证电子设备散热的前提下，又便于电子设备的使用、调试和维修。

以上所述的各实施例是为说明本发明的技术方案，各实施例之间不具有前后的次序关系，并且不因各实施例的序号造成限制。且各实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1、一种散热装置，用于为电子组件提供散热，其特征在于，该装置包括：

壳体与相变导热介质，相变导热介质填充设置在壳体内，所述电子组件被包裹在所述壳体内的相变导热介质内。

2、根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述相变导热介质为常温下为固态的液态金属，表面覆盖绝缘导热涂层的待散热的电子组件被包裹设置在壳体内的液态金属内。

3、根据权利要求2所述的散热装置，其特征在于，所述相变导热介质为铋锡铟合金或铋铅锡镉合金。

4、根据权利要求1或2所述的散热装置，其特征在于，所述表面覆盖绝缘导热涂层的待散热的电子组件为在待散热的电子组件表面的导电部分覆盖绝缘导热涂层。

5、根据权利要求4所述的散热装置，其特征在于，所述绝缘导热涂层为绝缘导热硅胶层。

6、根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述相变导热介质为绝缘相变导热介质，待散热的电子组件被包裹在壳体内的绝缘相变导热介质内。

7、根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置还包括设置于所述壳体上的连接组件，所述连接组件用于设置所述壳体内的所述电子组件，并分别与所述电子组件及外部电路或电子元件电性连接；

所述连通部开启状态下与壳体内部连通，导通所述壳体的内部和外部，用于对所述壳体内注入或导出相变导热介质。

8、根据权利要求1所述的散热装置，其特征在于，所述散热装置还包括连通部，用于在开启状态下导通所述壳体的内部和外部，便于相变导热介质的注入和导出。

9、一种应用上述散热装置的电子设备，其特征在于，该电子设备设置上述权利要求1～8中任一项所述的散热装置。

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