CN205284023U - 散热器及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型是关于一种散热器及电子设备。散热器，包括：第一散热板，第一散热板为平板，第一散热板的一部分与发热元件接触连接，发热元件产生的热量通过第一散热板散热；第一散热板沿厚度方向设有开孔，开孔用于嵌入电子元件；第二散热板，第二散热板覆盖在开孔上；第一散热板和第二散热板之间能够传递热量。电子设备，包括：壳体；发热元件，发热元件设置在壳体内；以及第一散热器，第一散热器为上述的散热器，第一散热器设置在壳体内，第一散热器与发热元件接触连接。本实用新型提供的技术方案散热效果好，同时可以减小电子设备的厚度。

Description

散热器及电子设备

技术领域

本实用新型涉及一种电子技术领域，特别是涉及一种散热器及电子设备。

背景技术

随着电子技术的发展，各种电子设备已经成为人们日常生活中的必需品。一般地，电子设备内部的工作元器件工作时会产生热量，需要将这些热量及时排出电子设备。例如，计算机的中央处理器CPU在工作时会产生大量的热，一般是通过CPU风扇和散热器的工作将产生的热量带走。

随着电子产品性能、功耗的不断提升，***芯片工作散出的热量在不断升高，但是对于空间和高度非常受限的产品，散热成为瓶颈点，只能选择较小功率的芯片组，限制了产品的性能；电脑整体厚度降低，功率提升，设计中需要将CPU热量迅速导出；用户对产品的使用体验要求越来越高，电子产品的表面温度已经成为影响用户使用感受的重要元素。

现有解决方案使用热管导热，或使用石墨片或者铜箔散热。但是热管最小厚度有限制，对于超薄笔记本热管厚度过大；而石墨片或铜箔的热传导效率有限，对于大功率芯片无法快速高效散热，因此现有散热技术无法解决轻薄型电子设备的快速散热问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种散热器及电子设备，主要目的在于减小散热器厚度适应轻薄型电子设备，同时散热效果好。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

一方面，本实用新型的实施例提供一种散热器，包括：

第一散热板，所述第一散热板为平板，所述第一散热板的一部分与发热元件接触连接，所述发热元件产生的热量通过所述第一散热板散热；

所述第一散热板沿厚度方向设有开孔，所述开孔用于嵌入电子元件；

第二散热板，所述第二散热板覆盖在所述开孔上；

所述第一散热板和所述第二散热板之间能够传递热量。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的散热器，所述第一散热板为金属板。

前述的散热器，所述第一散热板为热板，所述热板包括第一层、第二层和毛细结构；

所述毛细结构设置在所述第一层和所述第二层之间，所述第一层和所述第二层之间有空气间隙。

前述的散热器，所述第一层和第二层均为铜板，所述热板的毛细结构为铜粉，所述铜粉粘附在所述第一层和/或第二层上。

前述的散热器，所述第二散热板为金属片或非金属片。

另一方面，本实用新型的实施例提供一种电子设备，包括：

壳体；

发热元件，所述发热元件设置在所述壳体内；以及

第一散热器，所述第一散热器为上述的散热器，所述第一散热器设置在所述壳体内，所述第一散热器与所述发热元件接触连接。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的电子设备，还包括：

第二散热器，所述第二散热器设置在所述壳体内，所述第二散热器用于为所述发热元件散热。

借由上述技术方案，本实用新型散热器及电子设备至少具有下列优点：

本实用新型提供的技术方案通过使所述散热器包括第一散热板和第二散热板，所述第一散热板为平板，用于与发热元件接触连接散热。所述第一散热板在电子元件高于发热元件的地方沿厚度方向设有开孔，使所述电子元件高出的部分嵌入所述开孔中。同时，在所述开孔上覆盖所述第二散热板，并且所述第一散热板和所述第二散热板之间能够传递热量。从而使发热元件产生的热量能够通过第一散热板和所述第二散热板快速均匀散发，同时能够绕过高于所述发热元件的电子元件，保证有效散热面积，因此散热效果好。同时无需为了躲避高于所述发热元件的电子元件而将所述第一散热板抬高离开所述发热电子元件，因此可以减小电子设备的厚度。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型的一个实施例提供的一种散热器的平面结构示意图；

图2是本实用新型的一个实施例提供的一种散热器的主视结构示意图；

图3是本实用新型的另一个实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型为解决现有散热技术无法满足轻薄型电子设备的快速散热的问题，提供了一种散热器及电子设备，以减小散热器厚度适应轻薄型电子设备，同时散热效果好。

本实用新型实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一方面，本实用新型的实施例提供一种散热器，包括：

第一散热板，所述第一散热板为平板，所述第一散热板的一部分与发热元件接触连接，所述发热元件产生的热量通过所述第一散热板散热；

所述第一散热板沿厚度方向设有开孔，所述开孔用于嵌入电子元件；

第二散热板，所述第二散热板覆盖在所述开孔上；

所述第一散热板和所述第二散热板之间能够传递热量。

另一方面，本实用新型的实施例提供一种电子设备，包括：

壳体；

发热元件，所述发热元件设置在所述壳体内；以及

上述的散热器，所述散热器设置在所述壳体内，所述散热器与所述发热元件接触连接。

本实用新型提供的技术方案通过使所述散热器包括第一散热板和第二散热板，所述第一散热板为平板，用于与发热元件接触连接散热；所述第一散热板在电子元件高于发热元件的地方沿厚度方向设有开孔，使所述电子元件高出的部分嵌入所述开孔中；同时，在所述开孔上覆盖所述第二散热板，并且所述第一散热板和所述第二散热板之间能够传递热量。从而使发热元件产生的热量能够通过第一散热板和所述第二散热板快速均匀散发，同时能够绕过高于所述发热元件的电子元件，保证有效散热面积。因此可以减小散热器厚度以适应轻薄型电子设备，同时散热效果好。

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1和图2所示，本实用新型的一个实施例提出的一种散热器，包括第一散热板10和第二散热板20。其中，所述第一散热板10为平板，所述第一散热板10的一部分与发热元件30接触连接，所述发热元件30产生的热量通过所述第一散热板10散热。例如，所述发热元件30可以为中央处理器CPU，CPU是电子计算机的主要设备之一，电脑中的核心配件，CPU在工作时会产生大量的热。通过将CPU与所述第一散热板10接触使所述第一散热板10带走所述CPU产生的热量。由于第一散热板10需要具有一定的散热面积，所述第一散热板10的面积一般大于发热元件30与第一散热板10的接触面积，因此所述第一散热板10将很可能延伸到其它电子元件的位置而与其它电子元件相互干涉。这时候，可以在所述第一散热板10上与其它电子元件产生干涉的位置沿厚度方向设置开孔11，将所述电子元件嵌入所述开孔11后，解决了干涉问题。但是由于所述开孔11的部位影响了所述第一散热板10的散热功能，因此可以在所述开孔上覆盖所述第二散热板20，所述第一散热板10和所述第二散热板20之间能够传递热量，所述第二散热板20具有轻薄的特点，其厚度比所述第一散热板10减小很多，因此当第二散热板20覆盖在所述第一散热板10上时的整体厚度不会有明显增加，然而散热效果却大大提高。

本实用新型提供的技术方案通过使所述散热器包括第一散热板和第二散热板，所述第一散热板为平板，用于与发热元件接触连接散热。所述第一散热板在电子元件高于发热元件的地方沿厚度方向设有开孔，使所述电子元件高出的部分嵌入所述开孔中。同时，在所述开孔上覆盖所述第二散热板，并且所述第一散热板和所述第二散热板之间能够传递热量。从而使发热元件产生的热量能够通过第一散热板和所述第二散热板快速均匀散发，同时能够绕过高于所述发热元件的电子元件，保证有效散热面积，因此散热效果好。同时无需为了躲避高于所述发热元件的电子元件而将所述第一散热板抬高离开所述发热电子元件，因此可以减小电子设备的厚度。

进一步的，所述第一散热板10可以为金属板，例如铜板、铝板、铅板、不锈钢板、合金板等。其中，铜板散热性能较好，且价格适中，因此铜板性价比最高。一般来说，金属材料具有导热性好的特点，而在金属材料中，纯金属的导热性优于合金材料的导热性能，而纯金属中银的导热性能又比铜、铝好，铜、铝的导热性能要比铁好。导热性能好的物体，往往吸热快，散热也快。材料导热性能的好坏跟材料的热传导系数有关，热传导系数的定义为：每单位长度、每K，可以传送多少W的能量，单位为W/mK。其中“W”指热功率单位，“m”代表长度单位米，而“K”为绝对温度单位。该数值越大说明导热性能越好。表1是几种常见金属的热传导系数表，可以作为参考：

表1

序号	金属名称	导热系数(单位：W/Mk)
			1	银	429
2	铜	401
			3	金	317
4	铝	237
			5	铁	80
6	锡	67
			7	铅	34.8

进一步的，所述第一散热板10可以为热板，所述热板包括第一层、第二层和毛细结构。所述毛细结构设置在所述第一层和所述第二层之间，所述第一层和所述第二层之间密闭且有空气间隙。热板的原理类似于热管(热导管)。热导管基本上是一内含作动流体的封闭腔体，藉由腔体内作动流体持续循环的汽液二相变化，及汽、液流体于吸热端及放热端之间作汽液两种状态的变化和对流，使腔体表面呈现快速均温的特性而达到传热的目的。其具体工作过程为，液相流体于吸热端蒸发成汽相，此一瞬间在腔体内产生局部高压，驱使汽相流体高速流向放热端，汽相流体于放热端凝结成液相后，藉由重力/毛细力/离心力等回流至吸热端，如此循环。由此可知，热导管工作时，气流系由气压压力差驱动，液流则须依使用时的状态，采用或设计适合的回流驱动力。热导管理想状态下工作时，流体处于液、汽两相共存的状态，两相无温差，亦即整个腔体内均处于均温状态，此时虽然有热能进出此腔体***，但吸热端与放热端却是等温，形成等温热传的热超导现象。

这里以计算机显卡散热来说明热板的具体应用。常见的显卡散热方式主要有：风扇加散热片、散热片、热管加散热片、热管加散热片加风扇、多风扇加热管加散热片、水冷、半导体制冷等。风扇加散热片的设计在普通显卡上比较常见，也是一种高性价比的解决方案。散热片被动散热比较常见于低功耗显卡，通常散热片设计比较大，适合对噪音要求苛刻场合。热管加散热片的被动散热方式同样适合那些对噪音要求比较苛刻的显卡，同时增加的热管可以让显卡热量更快速被导出，常见于功耗相对略高的被动散热设计，但体积比较大。热管加散热片加风扇的散热设计则针对的是功耗比较高的显卡，采用热管来加快热量导出速度，相比普通的风扇加散热片的散热方案，增加热管后，热量可以被更快导出，热容也比较大，热量也更不容易被积累，但因为采用热管，体积也变的比较大。多风扇加热管加散热片的散热方式可以适用于更大功耗的显卡，多风扇让散热效率更高，成本体积也都比较高。水冷散热可以支持很高功耗的显卡，噪音则可以控制的比较低，但体积比较大，一般比较少见。综上所述，上述的各种散热方式都存在体积大的问题，不适于越来越轻薄化的电子设备的散热。而采用热板正好可以解决体积大的问题。一般来说，热板内部和热管一样采用常温下是液体，沸点却比较低的物质，依靠相变可吸收大量热来导热。

所述毛细结构可以为吸液芯、烧结粉末管芯、轴向槽道式管芯或者组合管芯等。下面对其作一一说明。

⑴吸液芯

所述吸液芯为紧贴管壁的单层及多层网芯。多层网的网层之间应尽量紧贴，网与管壁之间亦应贴合良好，网层数有l至4层或更多，各层网的目数可相同或不同。若网层多，则所述流动介质流通截面大，阻力小，但径向热阻大；用细网时毛细抽吸力大但流动阻力亦增加。如在近壁因数层用粗孔网，表面一层用细孔网，这样可由表面细孔网提供较大的毛细抽吸压力，通道内的粗孔网使流动阻力较小，但并不能改善径向热胆大的缺点。网芯式结构的管芯可得到较高的毛细力和较高的毛细提升高度。

⑵烧结粉末管芯

由一定数目的金属粉末烧结在管内壁表面而形成与管壁一体的烧结粉末管芯，也有用金属丝网烧结在管内壁表面上的管芯，此种管芯有较高的毛细抽吸力，并较大地改善了径向热阻。

⑶轴向槽道式管芯

在所述腔体的腔壁开轴向细槽以提供毛细压头及所述流动介质的回流通道，槽的截面形状可为矩形，梯形，圆形及变截面槽道，槽道式管芯虽然毛细压头较小，但液体流动阻力甚小，因此可达到较高的轴向传热能力，径向热阻较小，工艺重复性良好，可获得精确幼儿何参数，因而可较正确地计算毛细限，此种管子弯曲后性能基本不变。由于其抗重力工作能力极差，不适于倾斜(热端在上)工作。但对于空间的零重力条件则是非常适用的。

⑷组合管芯

一般管芯往往不能同时兼顾毛细抽吸力及渗透率，为了有高的毛细抽吸力，就要选用更细的网成金属粉末，但它仍的渗透率较差。组合多层网虽然在这方面有所提高，可是其径向热阻大。组合管芯能兼顾毛细力和渗透率，从而能获得高的轴向传热能力，而且大多数管芯的径向热阻甚小。它基本上把管芯分成两部分，一部分起毛细抽吸作用，另一部分起液体回流通道作用。

优选的，所述第一层和第二层均可以为铜板，所述热板的毛细结构可以为铜粉，所述铜粉可以粘附在所述第一层上，也可以粘附在所述第二层上，还可以同时粘附在所述第一层和第二层上，因而在所述第一层和/或所述第二层上形成毛细结构。由于热板外部采用导热速度更快的纯铜设计，同时设计了比较大的受热面积，这样在相同时间内，铜底座吸收的热量更多，热板内部液体受热气化也会更多，导热也就更高效，这也是热板超越热管的地方。当然热板最大的优势还是在于它的板状外形适用于薄显卡。

热板的第一层和第二层可以由比较厚的铜板组成，所示第一层和所述第二层的内壁可以很粗糙，以此来增大受热面积，加快导热速度。同时热板内部还可以设置铜网，所述铜网可以把热板内部分割成无数个小单元，更利于毛细，也更利于导热。综上，热板散热的特点有：体积小，可以使得显卡散热器更薄；导热快，更不容易导致热量积累；内部铜网、粗糙内壁更利于高速导热。

进一步的，所述第二散热板20为金属片或非金属片。例如，所述第二散热板20可以为铜片等金属片，也可以为石墨片等非金属片。所述第二散热板20可以与所述第一散热板10之间进行热量传递，以弥补所述第一散热板10上由于开孔带来的散热损失。导热石墨片是一种全新的导热散热材料，沿两个方向均匀导热，屏蔽热源与组件的同时改进消费电子产品的性能。其颜色一般是黑色，材质是天然石墨经过精致加工，导热系数在水平方向高达1500W/M-K。所述石墨片的厚度可以做到非常薄，例如可以为所述铜板的十分之一。因此石墨片粘附在所述第一散热板10的开孔11上时，不会明显增加散热器的厚度，有利于电子设备的轻薄化。

导热石墨片特性具有以下特性：

低热阻:热阻比铝低40％，比铜低20％；

重量轻:重量比铝轻25％，比铜轻75％；

高导热系数:石墨散热片能平滑贴附在任何平面和弯曲的表面，并能依客户的需求作任何形式的切割。

如图3所示，本实用新型的一个实施例提出的一种电子设备，包括壳体1、发热元件2以及第一散热器3。所述发热元件2和所述第一散热器3均设置在所述壳体1内，所述第一散热器3与所述发热元件2接触连接。所述电子设备还可以包括其它电子元件5，所述其它电子元件5设置在所述壳体1内。

其中，所述第一散热器，包括：

第一散热板，所述第一散热板为平板，所述第一散热板的一部分与发热元件接触连接，所述发热元件产生的热量通过所述第一散热板散热；

所述第一散热板沿厚度方向设有开孔，所述开孔用于嵌入电子元件；

第二散热板，所述第二散热板覆盖在所述开孔上；

所述第一散热板和所述第二散热板之间能够传递热量。

上述的电子元件即所述其它电子元件5。所述第一散热器的具体实现方式可以参见上一个实施例中的散热器的具体实施方式，这里不作赘述。

进一步的，当所述发热元件2的功率较大，例如达到15W或更大时，其散热需求增大，此时，所述电子设备还可以包括第二散热器4，所述第二散热器4设置在所述壳体1内，可以进一步为所述发热元件2散热。当发热元件2的功率较小时，例如5W或更小，可以仅使用所述第一散热器3为发热元件2散热。因此可以实现灵活设计，尽可能地减小电子设备的厚度和体积。所述第二散热器4可以为风扇，也可以是其它散热设备，如散热片、热管、水冷、半导体制冷或者以上任意几个的组合等。具体实施时，还可以在冷凝端焊接大量纯铜鳍片，配合所述风扇，把热量彻底导出到空气中。所述电子设备可以为平板电脑或者笔记本电脑等。

本实用新型提供的技术方案通过使所述散热器包括第一散热板和第二散热板，所述第一散热板为平板，用于与发热元件接触连接散热。所述第一散热板在电子元件高于发热元件的地方沿厚度方向设有开孔，使所述电子元件高出的部分嵌入所述开孔中。同时，在所述开孔上覆盖所述第二散热板，并且所述第一散热板和所述第二散热板之间能够传递热量。从而使发热元件产生的热量能够通过第一散热板和所述第二散热板快速均匀散发，同时能够绕过高于所述发热元件的电子元件，保证有效散热面积，因此散热效果好。同时无需为了躲避高于所述发热元件的电子元件而将所述第一散热板抬高离开所述发热电子元件，因此可以减小电子设备的厚度。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种散热器，其特征在于，包括：

第一散热板，所述第一散热板为平板，所述第一散热板的一部分与发热元件接触连接，所述发热元件产生的热量通过所述第一散热板散热；

所述第一散热板沿厚度方向设有开孔，所述开孔用于嵌入电子元件；

第二散热板，所述第二散热板覆盖在所述开孔上；

所述第一散热板和所述第二散热板之间能够传递热量。

2.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，

所述第一散热板为金属板。

3.根据权利要求1所述的散热器，其特征在于，

所述第一散热板为热板，所述热板包括第一层、第二层和毛细结构；

所述毛细结构设置在所述第一层和所述第二层之间，所述第一层和所述第二层之间有空气间隙。

4.根据权利要求3所述的散热器，其特征在于，

所述第一层和第二层均为铜板，所述热板的毛细结构为铜粉，所述铜粉粘附在所述第一层和/或第二层上。

5.根据权利要求1～4中的任一项所述的散热器，其特征在于，

所述第二散热板为金属片或非金属片。

6.一种电子设备，其特征在于，包括：

壳体；

发热元件，所述发热元件设置在所述壳体内；以及

第一散热器，所述第一散热器为上述权利要求1～5中的任一项所述的散热器，所述第一散热器设置在所述壳体内，所述第一散热器与所述发热元件接触连接。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，还包括：

第二散热器，所述第二散热器设置在所述壳体内，所述第二散热器用于为所述发热元件散热。