[發(fā)明專利]用于電子設(shè)備的散熱方法、散熱結(jié)構(gòu)及散熱部件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610012086.9
• 申請(qǐng)日: 2016-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN105491859A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊小虎;劉靜;鄧中山
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南科威液態(tài)金屬谷研發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): H05K7/20
• 分類號(hào): H05K7/20
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 郝瑞剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電設(shè)備散熱領(lǐng)域，尤其涉及一種用于電子設(shè)備的散熱 方法、散熱結(jié)構(gòu)及散熱部件。

背景技術(shù)

手機(jī)是現(xiàn)代生活中必不可少的電子設(shè)備。隨著手機(jī)功能的日益強(qiáng) 大，計(jì)算要求的不斷提高，其發(fā)熱問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重。手機(jī)發(fā)熱會(huì)引 起人體不舒適，降低用戶體驗(yàn)。手機(jī)局部過(guò)熱會(huì)降低電子元器件效率 和壽命，甚至?xí)斐善骷豢赡鎿p壞。因此，可靠的熱管理和熱設(shè)計(jì) 對(duì)于手機(jī)的安全性，高效性和舒適性十分重要。

具體而言，手機(jī)的主要發(fā)熱源是處理器，其尺寸往往較小，這使 得其熱流密度較大。受限于手機(jī)的狹小空間和功耗要求，其熱管理一 般使用被動(dòng)式散熱方式，也就是采用高熱導(dǎo)率的散熱膜將處理器產(chǎn)生 的熱量傳遞并分散到面積更大的手機(jī)背殼和側(cè)板(可理解，手機(jī)背殼 和側(cè)板即為最終的散熱部件)，然后利用空氣的對(duì)流換熱將散熱部件的 熱量帶走。傳統(tǒng)的散熱膜往往是銅片或石墨片，其傳熱方式是單純的 被動(dòng)式熱傳導(dǎo)。散熱膜往往很薄，在膜平面方向的熱阻較大，在應(yīng)對(duì) 更高功率的熱流時(shí)，其傳熱效果也不盡理想。

目前，也有采用液態(tài)單質(zhì)金屬/金屬合金(也就是低熔點(diǎn)單質(zhì)金屬/ 金屬合金)散熱的應(yīng)用。液態(tài)單質(zhì)金屬/金屬合金是自然界中具有最高 熱導(dǎo)率的冷卻工質(zhì)，有著優(yōu)異的對(duì)流換熱能力，利用液態(tài)單質(zhì)金屬/金 屬合金作為冷卻工質(zhì)來(lái)散熱已被廣泛應(yīng)用于高性能CPU、大功率LED 和大功率激光器的散熱，并獲得很好的冷卻效果，但是液態(tài)單質(zhì)金屬/ 金屬合金自身受熱后膨脹小，很難實(shí)現(xiàn)熱自驅(qū)動(dòng)。仍然局限于被動(dòng)式 熱傳導(dǎo)。由此，目前主要采用被動(dòng)式熱傳導(dǎo)的手機(jī)散熱方式，散熱效 果仍然有待提高。

相比于被動(dòng)式散熱，主動(dòng)式散熱具有傳熱效率高、能夠有效應(yīng)對(duì) 高熱流密度等優(yōu)勢(shì)。傳統(tǒng)的主動(dòng)式散熱主要包括空氣對(duì)流、液體對(duì)流、 熱管、熱電冷卻等。然而，這種主動(dòng)散熱方式往往需要風(fēng)機(jī)、泵或者 電能來(lái)驅(qū)動(dòng)，這在手機(jī)狹小的空間內(nèi)以及有限的功率供給條件下顯然 不太現(xiàn)實(shí)。

由此，基于目前的散熱方式，手機(jī)散熱效果如何提高遇到了瓶頸。

當(dāng)然，上述僅以手機(jī)為例，在諸如手機(jī)的其他小型密封電子設(shè)備 中也存在散熱效果有待提高的問(wèn)題，例如平板電腦。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種散熱效率高的用于電子設(shè)備 的散熱方法、散熱結(jié)構(gòu)及散熱部件。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種用于電子設(shè)備的散熱方 法，包括如下散熱步驟：采用互不相溶且不反應(yīng)的低沸點(diǎn)液態(tài)工質(zhì)和 液態(tài)單質(zhì)金屬/金屬合金共同吸收電子設(shè)備中的發(fā)熱源的熱量，通過(guò)低 沸點(diǎn)液態(tài)工質(zhì)吸熱氣化后產(chǎn)生的氣體來(lái)驅(qū)動(dòng)液態(tài)單質(zhì)金屬/金屬合金流 動(dòng)，液態(tài)單質(zhì)金屬/金屬合金在流動(dòng)過(guò)程中向電子設(shè)備的散熱部件傳熱。

根據(jù)本發(fā)明，液態(tài)單質(zhì)金屬/金屬合金為單質(zhì)鎵、水銀、鎵銦合金、 鎵銦錫合金、鉍銦錫合金、鈉鉀合金。

根據(jù)本發(fā)明，低沸點(diǎn)液態(tài)工質(zhì)為異戊烷、五氟丙烷、全氟正戊烷、 正戊烷或五氟丁烷。

根據(jù)本發(fā)明，液態(tài)單質(zhì)金屬/金屬合金為鎵、鎵銦合金、鎵銦錫合 金、鉍銦錫合金、鈉鉀合金或水銀；和/或低沸點(diǎn)液態(tài)工質(zhì)為異戊烷、 五氟丙烷、全氟正戊烷、正戊烷或五氟丁烷。

本發(fā)明另一方面提供一種用于電子設(shè)備的散熱結(jié)構(gòu)，包括：設(shè)置 在電子設(shè)備的散熱部件中的循環(huán)封閉流道，循環(huán)封閉流道用于容納互 不相溶且不反應(yīng)的低沸點(diǎn)液態(tài)工質(zhì)和液態(tài)單質(zhì)金屬/金屬合金；其中， 循環(huán)封閉流道的一部分對(duì)應(yīng)于電子設(shè)備的發(fā)熱源設(shè)置，低沸點(diǎn)液態(tài)工 質(zhì)和液態(tài)單質(zhì)金屬/金屬合金用于吸收發(fā)熱源的熱量，通過(guò)低沸點(diǎn)液態(tài) 工質(zhì)吸熱氣化后產(chǎn)生的氣體來(lái)驅(qū)動(dòng)液態(tài)單質(zhì)金屬/金屬合金在循環(huán)封閉 流道中流動(dòng)，液態(tài)單質(zhì)金屬/金屬合金在流動(dòng)的過(guò)程中向散熱部件傳熱。

根據(jù)本發(fā)明，低沸點(diǎn)液態(tài)工質(zhì)和液態(tài)單質(zhì)金屬/金屬合金以能夠保 證低沸點(diǎn)液態(tài)工質(zhì)氣化形成的氣體能夠推動(dòng)液態(tài)單質(zhì)金屬/金屬合金在 循環(huán)封閉流道中循環(huán)流動(dòng)的方式布置在循環(huán)封閉流道中。

根據(jù)本發(fā)明，循環(huán)封閉流道包括儲(chǔ)液腔和擴(kuò)散流道，儲(chǔ)液腔對(duì)應(yīng) 于發(fā)熱源設(shè)置，擴(kuò)散流道的兩端均與儲(chǔ)液腔連通以構(gòu)成循環(huán)回路。