[發(fā)明專利]用于冷卻電子設(shè)備的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980032455.2
• 申請(qǐng)日: 2019-03-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112119490B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·L·羅薩萊斯;V·奇里亞克;S·C·安德魯斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 高通股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L23/427
• 分類號(hào): H01L23/427;H05K7/20
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 羅利娜

一些特征涉及一種裝置，該裝置包括第一散熱器和第二散熱器和矩陣式散熱器，矩陣式散熱器包括與第二多個(gè)部分垂直的第一多個(gè)部分，所述第一多個(gè)部分與所述第二多個(gè)部分相交，以及相變材料(PCM)，相變材料被定位在由所述矩陣式散熱器限定的多個(gè)容器中。

優(yōu)先權(quán)申明

本專利申請(qǐng)要求于2018年5月17日提交的名稱為“METHOD AND APPARATUS FORCOOLING OF AN ELECTRONIC DEVICE (用于冷卻電子設(shè)備的方法和裝置)”的申請(qǐng)?zhí)枮?5/981,931的申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，并且本申請(qǐng)?jiān)诒疚闹幸呀?jīng)轉(zhuǎn)讓給受讓人，并且在此通過(guò)引用明確并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

各種特征都涉及用于冷卻電子設(shè)備的方法和裝置，包括相變材料和矩陣式散熱器。

背景技術(shù)

集成電路(IC)、基板、封裝和電子設(shè)備正被不斷地推向更小形式的因素。隨著IC的面積變得更小，功率消耗就會(huì)增加，因此跨IC 的功率密度也會(huì)增加。跨IC的增加的功率密度與由IC所產(chǎn)生的熱量的增加量對(duì)應(yīng)。增加的熱量可以降低主動(dòng)設(shè)備的性能，諸如在IC上的晶體管。此外，從消費(fèi)者使用的角度來(lái)看，增加的IC溫度可以是有問(wèn)題的。例如，手持式消費(fèi)者設(shè)備(諸如移動(dòng)電話、膝上型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)等)的可以由用戶接觸的表面不可以超過(guò)特定溫度，以安全保護(hù)用戶免受燒傷或不適。

冷卻在設(shè)備內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)IC有助于降低設(shè)備的表面溫度，并且增加IC的壽命。IC可以使用被動(dòng)或主動(dòng)方式進(jìn)行冷卻。

圖1圖示了用于冷卻的常規(guī)裝置的橫截面視圖。具體地，圖1圖示了裝置100，該裝置包括第一散熱器102a、第二散熱器102b以及位于第一散熱器102a和第二散熱器102b之間的相變材料(PCM)104。PCM 104是在一定溫度處儲(chǔ)存和釋放能量(例如熱量)的材料。

裝置100被耦合到熱源199。例如，第一散熱器102a可以被耦合到熱源199，并且第二散熱器102b可以背對(duì)熱源199。當(dāng)熱源199溫度升高時(shí)，熱量從熱源199散發(fā)到第一散熱器102a，并且散發(fā)到PCM 104。PCM 104作為固體材料開(kāi)始吸收從熱源199傳遞、并且通過(guò)散熱器102a擴(kuò)散到PCM 104的熱量。當(dāng)PCM達(dá)到其發(fā)生相變的溫度時(shí)，它會(huì)改變?yōu)橐后w材料。當(dāng)PCM 104被加熱(即，從固體變成液體)，它吸收大量能量，從而有助于降低熱源溫度。一旦功率/溫度下降，并且PCM 104轉(zhuǎn)換回固體，PCM 104便向第二散熱器102b釋放潛能，這允許熱量從裝置100和熱源199散發(fā)。熱源199和裝置100 二者都可以被合并到電子設(shè)備(未示出)中。

裝置100的一個(gè)缺點(diǎn)是，它可能不會(huì)有效地散熱，因?yàn)閺臒嵩?99 到PCM 104的熱量傳遞受到第一散熱器102a的限制，并且受到PCM 104有效地以整個(gè)材料吸收能量的能力的限制。換言之，第一散熱器 102a僅提供有限的表面積，以用于將熱量擴(kuò)散到PCM 104。此外，裝置100依靠PCM 104將熱量從熱源199傳遞到第二散熱器102b。因此，熱源199的有效冷卻緩慢而無(wú)效率。需要更快地將熱量從熱源199 傳遞到PCM 104中，以用于潛熱激活，并且通過(guò)它實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)條件和擴(kuò)散。

圖2A圖示了用于冷卻的另一常規(guī)裝置的橫截面視圖。具體地，圖2A圖示了裝置200，該裝置包括第一散熱器202a、第二散熱器202b 和位于PCM 204之間的多個(gè)碳納米管(CNT)206。裝置200可以被耦合到熱源，諸如熱源199(參見(jiàn)圖1)。

圖2B圖示了圖2A的裝置200的頂視圖。在這個(gè)視圖中，可以看到多個(gè)CNT 206被跨PCM 204的區(qū)域定位。

雖然多個(gè)CNT 206提供了增加的散熱表面積，但是多個(gè)CNT 206 中的每個(gè)CNT 206都很小，并且僅提供有限的表面積，用于將熱量擴(kuò)散到PCM 104。因此，在本領(lǐng)域中需要一種能夠更快且更有效地散熱的機(jī)制。

發(fā)明內(nèi)容