CN107801350A - 单面平相变抑制散热板及移动终端设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种单面平相变抑制散热板及移动终端设备，单面平相变抑制散热板的一表面为平面；单面平相变抑制散热板内设有弧形热超导管路区域，热超导管路区域内形成有具有弧形循环热超导管路；热超导管路为封闭管路，热超导管路内填充有传热工质；单面平相变抑制散热板表面设有热源贴合区域，热源贴合区域位于热超导管路区域的中部。热超导管路内充入传热工质并封闭，具有导热速率快、均温好、热超导管路与板材之间热阻小的特点；热超导管路区域及热超导管路均设置为弧形，且热源贴合区域位于热超导管路区域的中部，即可以充分利用移动终端设备中的空间，又可以使得热源贴合区域贴合的热源产生的热量即可以向上传热，也可以向下传热。
Description
技术领域
本发明属于传热技术领域，特别是涉及一种单面平相变抑制散热板及移动终端设备。
背景技术
目前，手机用散热传热板为将小直径热管组件压扁后，通过焊接或胶粘在基板上的结构，由于热管内径小于0.5mm，使得所述散热传热板的热阻较高，传热功率及效率均不能满足手机功能增加带来的热量增加要求。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种单面平相变抑制散热板及移动终端设备，用于解决现有技术中散热传热板热阻较高，传热功率及效率较低，无法满足手机功能增加带来的热量增加要求的问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种单面平相变抑制散热板，所述单面平相变抑制散热板的一表面为平面；所述单面平相变抑制散热板内设有弧形热超导管路区域，所述热超导管路区域内形成有具有弧形循环热超导管路；所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质；所述单面平相变抑制散热板表面设有热源贴合区域，所述热源贴合区域位于所述热超导管路区域的中部。
作为本发明的单面平相变抑制散热板的一种优选方案，所述单面平相变抑制散热板为复合板式结构，所述热超导管路通过吹胀工艺形成。
作为本发明的单面平相变抑制散热板的一种优选方案，所述单面平相变抑制散热板包括第一板材及第二板材，所述第一板材的表面为平面，所述第二板材的表面形成有与所述热超导管路相对应的凸起结构。
作为本发明的单面平相变抑制散热板的一种优选方案，所述第一板材及所述第二板材均为单层板材结构。
作为本发明的单面平相变抑制散热板的一种优选方案，所述第一板材及所述第二板材均为包括至少两种材料层的复合板材。
作为本发明的单面平相变抑制散热板的一种优选方案，所述第一板材及所述第二板材均为包括铜材料层与铝材料层的铜铝复合板材、包括不锈钢材料层与铝材料层的不锈钢铝复合板材、包括铁材料层与铝材料层的铁铝复合板材、包括钛材料层与铝材料层的钛铝复合板材或包括铝合金材料层与铝材料层的铝合金铝复合板材；所述第一板材及所述第二板材中的所述铝材料层与所述第二板材相接触。
作为本发明的单面平相变抑制散热板的一种优选方案，所述第一板材及所述第二板材均为通过辊压工艺形成的复合板材。
作为本发明的单面平相变抑制散热板的一种优选方案，所述热超导管路区域靠近所述单面平相变抑制散热板的边缘。
作为本发明的单面平相变抑制散热板的一种优选方案，所述热超导管路区域中部的热超导管路密度与所述热超导管路区域其他部分的热超导管路密度不同。
作为本发明的单面平相变抑制散热板的一种优选方案，所述热超导管路区域中部的热超导管路密度大于所述热超导管路区域其他部分的热超导管路密度。
作为本发明的单面平相变抑制散热板的一种优选方案，所述热超导管路区域中部的热超导管路密度小于所述热超导管路区域其他部分的热超导管路密度。
本发明还提供一种移动终端设备，所述移动终端设备包括如上述任一方案中所述的单面平相变抑制散热板。
如上所述，本发明的单面平相变抑制散热板及移动终端设备，具有以下有益效果：
1.本发明的单面平相变抑制散热板内部形成有热超导管路，热超导管路内充入传热工质并封闭，具有导热速率快、均温好、热超导管路与板材之间热阻小的特点；
2.相变抑制传热板为单面平结构，便于所述单面平相变抑制散热板与其他部件的固定连接；
3.热超导管路区域及热超导管路均设置为弧形，可以充分利用移动终端设备中的空间；
4.热超导管路为弧形循环热超导管路，且热源贴合区域位于热超导管路区域的中部，热源贴合区域贴合的热源产生的热量即可以自热源向上传热，也可以自热源向下传热；
5.热超导管路区域中部的热超导管路密度与所述热超导管路区域其他部分的热超导管路密度不同，热超导管路密度大的区域散热量多，热超导管路密度小的区域散热量小，使得热超导管路不同位置的传热工质的压力不平衡，推动传热工质由压力高的部分向压力低的部分偏移，使得所述单面平相变抑制散热板即可以向上传热，又可以克服重力向下传热；
6.本发明的单面平相变抑制散热板总厚度小于1mm，内部热超导管路尺寸小，无毛细结构，制作工艺简单，有利于规模化大批量生产。
附图说明
图1、图3至图10显示为本发明实施例一中提供的不同示例的单面平相变抑制散热板的结构示意图。
图2显示为图1沿AA’方向的截面结构示意图。
图11显示为本发明实施例二中提供的单面平相变抑制散热板的结构示意图。
元件标号说明
1 第一板材
11、21 第一材料层
12、22 第二材料层
2 第二板材
3 热超导管路
4 凸起结构
5 热源贴合区域
6 压封部位
7 灌装口
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1至图11需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，虽图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例一
请参阅图1及图2，本发明提供一种单面平相变抑制散热板，所述单面平相变抑制散热板的一表面为平面；所述单面平相变抑制散热板内设有弧形热超导管路区域，所述热超导管路区域内形成有具有弧形循环热超导管路3，虽然图1中并未标示出所述弧形热超导管路区域，但本领域技术人员应该可以理解所述热超导管路3所分布的区域即为所述弧形热超导管路区域；所述热超导管路3为封闭管路，所述热超导管路3内填充有传热工质(未示出)；所述单面平相变抑制散热板表面设有热源贴合区域5，所述热源贴合区域5位于所述热超导管路区域的中部。本发明的单面平相变抑制散热板内部形成有所述热超导管路3，所述热超导管路3内充入传热工质并封闭，具有导热速率快、均温好、热超导管路与板材之间热阻小的特点；相变抑制传热板为单面平结构，便于所述单面平相变抑制散热板与其他部件的固定连接；所述热超导管路区域及热超导管路3均设置为弧形，可以充分利用移动终端设备中的空间，譬如，在一移动终端设备示例中，其内部只有6mm左右的弧形区域可以用于放置本发明的单面平相变抑制散热板的空闲区域，在此示例中，所述热超导管路区域的宽度为6mm左右，形状沿所述移动终端设备中的空闲区域的形状设置；所述热超导管路3为弧形循环热超导管路，且所述热源贴合区域5位于所述热超导管路区域的中部，所述热源贴合区域5贴合的热源产生的热量即可以自所述热源向上传热，也可以自所述热源向下传热。
作为示例，所述传热工质为流体，优选地，所述传热工质可以为气体或液体或气体与液体的混合物，更为优选地，本实施例中，所述传热工质为液体与气体的混合物。
作为示例，所述单面平相变抑制散热板为复合板式结构，所述热超导管路通过吹胀工艺形成。具体的，如图2所示，所述单面平相变抑制散热板包括第一板材1及第二板材2，所述第一板材1的表面为平面，所述第二板材2的表面形成有与所述热超导管路3相对应的凸起结构4。所述第一板材1与所述第二板材2可以通过但不仅限于辊压工艺复合在一起。
作为示例，所述第一板材1及所述第二板材2均为单层板材结构，所述单面平相变抑制散热板的材料(即所述第一板材1及所述第二板材2的材料)应为导热性良好的材料；优选地，本实施例中，所述第一板材1及所述第二板材2的材料均可以为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金、或任一种以上的任意组合。
作为示例，所述热超导管路区域靠近所述单面平相变抑制散热板的边缘；将所述热超导管路区域靠近所述单面平相变抑制散热板的边缘，在保证散热效果的前提下，单面具有所述凸起结构4的所述热超导管路区域可以尽量避免占用所述单面平相变抑制散热板有效区域，即将所述单面平相变抑制散热板适用于移动终端设备时，可以充分利用移动终端设备中的空间，从而提高了移动终端设备的空间利用率。
作为示例，如图1及图3至图6所示，所述热超导管路区域中部的热超导管路密度与所述热超导管路区域其他部分的热超导管路密度不同，即所述热源贴合区域5的热超导管路密度与所述热源贴合区域5之外的区域的热超导管路密度不同。
作为示例，所述热超导管路区域中部的热超导管路密度可以大于所述热超导管路区域其他部分的热超导管路密度。
在一示例中，所述热超导管路区域分布有两条两端相连形成弧形循环管路的所述热超导管路3，其中，一条所述热超导管路3对应于所述热超导管路区域中部(即所述热源贴合区域5)的位置设有两条并行的热超导支路，设有所述两条并行的热超导支路的所述热超导管路3可以靠近所述单面平相变抑制散热板的边缘，如图1所示，设有所述两条并行的热超导支路的所述热超导管路3也可以位于所述单面平相变抑制散热板的内侧，即未设有热超导支路的所述热超导管路3靠近所述单面平相变抑制散热板的边缘，如图3所示。
在另一示例中，所述热超导管路区域分布有两条两端相连形成弧形循环管路的所述热超导管路3，所述两条热超导管路3在所述热超导管路区域中部(即所述热源贴合区域5)的位置通过一条热超导支路相连接，如图4所示。
作为示例，所述热超导管路区域中部的热超导管路密度还可以小于所述热超导管路区域其他部分的热超导管路密度。
在一示例中，所述热超导管路区域分布有两条两端相连形成弧形循环管路的所述热超导管路3，两条所述热超导管路3在所述热超导管路区域中部合并为一条所述热超导管路3，如图5及图6所示。
所述热超导管路区域中部的热超导管路密度与所述热超导管路区域其他部分的热超导管路密度不同，热超导管路密度大的区域散热量多，热超导管路密度小的区域散热量小，使得热超导管路不同位置的所述传热工质的压力不平衡，推动所述传热工质由压力高的部分向压力低的部分偏移，使得所述单面平相变抑制散热板即可以自所述热源贴合区域5向上传热，又可以克服重力自所述热源贴合区域5向下传热。
作为示例，所述热超导管路区域中各部分的所述热超导管路密度也可以相同，所述热超导管路区域内可以分布有两条两端相连接形成弧形循环管路的所述热超导管路3，如图7所示，也可以分布有三条所述热超导管路3，三条所述热超导管路3可以两端相连形成弧形循环管路，如图8所示，也可以先两条所述热超导管路3两端相连后，再与另一条所述热超导管路3的两端相连，如图9及图10所示。
需要说明的是，以上所述热超导管路区域内所述热超导管路3的形状及分布仅为示例，在实际结构中并不依次为限。
需要说明的是，由于所述热超导管路3形成之后需要向所述热超导管路3内充入所述传热工质，所以在形成所述热超导管路3之后，会在所述单面平相变抑制散热板上形成灌装口7。所述灌装口7可以形成在所述第一板材1上，也可以形成在所述第二板材2上，还可以同时形成在所述第一板材1及所述第二板材2上，本实施例中，以所述灌装口7形成在所述第二板材2上作为示例。所述灌装口7在所述热超导管路3的形状初步形成以后，所述灌装口7通过焊接方式密封，并通过辊压等工艺将所述灌装口附近的所述热超导管路3进行压封，以形成压封部位6，以实现所述热超导管路3的密封，使得所述热超导管路3不与外界导通。所述压封部位6的所述热超导管路3的形状可以根据实际需要设定，可以为直线形，也可以为曲线形。
实施例二
请参阅图11，本发明还提供一种单面平相变抑制散热板，本实施例中的所述单面平相变抑制散热板与实施例一中的单面平相变抑制散热板的结构大致相同，二者的区别仅在于：实施例一中所述的单面平相变抑制散热板的第一板材1及第二板材2均为单层板材结构；而本实施例中，所述第一板材1及所述第二板材2均为包括至少两种材料层的复合板材；图11中以所述第一板材1为包括第一材料层11及第二材料层12，所述第二板材2为包括第一材料层21及第二材料层22作为示例；当然，所述第一板材1及所述第二板材2还可以为包括三层材料层的复合板材，也可以为包括四层或者更多层材料层的复合板材。将所述第一板材1及所述第二板材2设置为至少包括两种材料层的复合板材，可以使得所述单面平相变抑制散热板中对应于所述热超导管路3的位置的强度大幅提高，抗拉强度＞4MPa；同时，在保证足够的强度的前提下，所述单面平相变抑制散热板可以做到更薄，总厚度≤1mm，可应用于精密元件中，具有体积小，重量轻等优点。
作为示例，所述第一板材1及所述第二板材2可以为包括铜材料层与铝材料层的铜铝复合板材、也可以为包括不锈钢材料层与铝材料层的不锈钢铝复合板材、也可以为包括铁材料层与铝材料层的铁铝复合板材，还可以为包括铝合金材料层与铝材料层的铝合金铝复合板材；所述第一板材1及所述第二板材2中的所述铝材料层相接触，即所述第一板材1中的所述第二材料层12为铝材料层，所述第二板材2中的所述第二材料层22为铝材料层。所述第二板材2的材料应为导热性良好的材料；优选地，本实施例中，所述第二板材2的材料均可以为铜、铜合金、铝、铝合金、钛、钛合金、或任一种以上的任意组合。将位于靠近所述第二板材2一侧的所述第一材料层11及31设定为铝材料层，当所述第一板材1及所述第二板材2为铝铜复合板材时，可以确保所述铜材料层位于外侧，即所述单面平相变抑制散热板的外表面为铜层，可以直接进行钎焊或锡焊，便于操作，质量稳定，解决了相变抑制传热板与器件间的焊接问题。
作为示例，可以通过辊压工艺将至少两种不同的材料层进行辊压成型以形成所述第一板材1及所述第二板材2，也可以通过溅射工艺、蒸镀工艺、电镀工艺等在一材料层表面镀另一层材料层以形成所述第一板材1及所述第二板材2。
实施例三
本发明还提供一种移动终端设备，所述移动终端设备包括如实施例一中所述的单面平相变抑制散热板。所述单面相变抑制散热板的具体结构请参阅实施例一，此处不再累述。
实施例四
本发明还提供一种移动终端设备，所述移动终端设备包括如实施例二中所述的单面平相变抑制散热板。所述单面相变抑制散热板的具体结构请参阅实施例二，此处不再累述。
综上所述，本发明提供一种单面平相变抑制散热板及移动终端设备，所述单面平相变抑制散热板的一表面为平面；所述单面平相变抑制散热板内设有弧形热超导管路区域，所述热超导管路区域内形成有具有弧形循环热超导管路；所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质；所述单面平相变抑制散热板表面设有热源贴合区域，所述热源贴合区域位于所述热超导管路区域的中部。本发明的单面平相变抑制散热板内部形成有热超导管路，热超导管路内充入传热工质并封闭，具有导热速率快、均温好、热超导管路与板材之间热阻小的特点；相变抑制传热板为单面平结构，便于所述单面平相变抑制散热板与其他部件的固定连接；热超导管路区域及热超导管路均设置为弧形，可以充分利用移动终端设备中的空间；热超导管路为弧形循环热超导管路，且热源贴合区域位于热超导管路区域的中部，热源贴合区域贴合的热源产生的热量即可以自热源向上传热，也可以自热源向下传热；热超导管路区域中部的热超导管路密度与所述热超导管路区域其他部分的热超导管路密度不同，热超导管路密度大的区域散热量多，热超导管路密度小的区域散热量小，使得热超导管路不同位置的传热工质的压力不平衡，推动传热工质由压力高的部分向压力低的部分偏移，使得所述单面平相变抑制散热板即可以向上传热，又可以克服重力向下传热；本发明的单面平相变抑制散热板总厚度小于1mm，内部热超导管路尺寸小，无毛细结构，制作工艺简单，有利于规模化大批量生产。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (12)
1.一种单面平相变抑制散热板，其特征在于，所述单面平相变抑制散热板的一表面为平面；所述单面平相变抑制散热板内设有弧形热超导管路区域，所述热超导管路区域内形成有具有弧形循环热超导管路；所述热超导管路为封闭管路，所述热超导管路内填充有传热工质；所述单面平相变抑制散热板表面设有热源贴合区域，所述热源贴合区域位于所述热超导管路区域的中部。
2.根据权利要求1所述的单面平相变抑制散热板，其特征在于：所述单面平相变抑制散热板为复合板式结构，所述热超导管路通过吹胀工艺形成。
3.根据权利要求2所述的单面平相变抑制散热板，其特征在于：所述单面平相变抑制散热板包括第一板材及第二板材，所述第一板材的表面为平面，所述第二板材的表面形成有与所述热超导管路相对应的凸起结构。
4.根据权利要求2所述的单面平相变抑制散热板，其特征在于：所述第一板材及所述第二板材均为单层板材结构。
5.根据权利要求2所述的单面平相变抑制散热板，其特征在于：所述第一板材及所述第二板材均为包括至少两种材料层的复合板材。
6.根据权利要求5所述的单面平相变抑制散热板，其特征在于：所述第一板材及所述第二板材均为包括铜材料层与铝材料层的铜铝复合板材、包括不锈钢材料层与铝材料层的不锈钢铝复合板材、包括铁材料层与铝材料层的铁铝复合板材、包括钛材料层与铝材料层的钛铝复合板材或包括铝合金材料层与铝材料层的铝合金铝复合板材；所述第一板材及所述第二板材中的所述铝材料层与所述第二板材相接触。
7.根据权利要求2所述的超薄复合材料相变抑制传热板，其特征在于：所述第一板材及所述第二板材均为通过辊压工艺形成的复合板材。
8.根据权利要求1所述的单面平相变抑制散热板，其特征在于：所述热超导管路区域靠近所述单面平相变抑制散热板的边缘。
9.根据权利要求1所述的单面平相变抑制散热板，其特征在于：所述热超导管路区域中部的热超导管路密度与所述热超导管路区域其他部分的热超导管路密度不同。
10.根据权利要求9所述的单面平相变抑制散热板，其特征在于：所述热超导管路区域中部的热超导管路密度大于所述热超导管路区域其他部分的热超导管路密度。
11.根据权利要求9所述的单面平相变抑制散热板，其特征在于：所述热超导管路区域中部的热超导管路密度小于所述热超导管路区域其他部分的热超导管路密度。
12.一种移动终端设备，其特征在于，所述移动终端设备包括如权利要求1至11中任一项所述的单面平相变抑制散热板。
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2016
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