热管理设备及其制作方法技术

本发明专利技术的各种实施方式涉及热管理设备及其制造方法。在各种实施方式中，本公开提供了一种散热器系统(250、252)，包括具有热芯(214)和冷却结构(205)的散热器(200、253)。热芯(214)可以从散热器(200、253)的第一端(202)处的热源(48)延伸到第二端(204)，并且冷却结构(205)可以包括配置成接收位于散热器(200、253)的主体(201)内的热传输材料的至少一个通道(246)。

Heat management equipment and its manufacturing method

Various embodiments of the present invention relate to heat management equipment and its manufacturing method. In various embodiments, the present disclosure provides a radiator system (250, 252), including a radiator (200, 253) with a hot core (214) and a cooling structure (205). The hot core (214) may extend from the heat source (48) at the first end (202) of the radiator (200, 253) to the second end (204), and the cooling structure (205) may include at least one channel (246) configured to receive heat transfer materials within the main body (201) of the radiator (200, 253).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热管理设备及其制作方法优先权本申请要求于2016年5月13日提交的第62/336,040号美国临时专利申请的优先权，在此要求其每一个的优先权权益，并且其每一个通过引用整体并入本文。
技术介绍
热管理对于延长各种电气和电子器件的寿命至关重要。电子器件的寿命和性能可部分地取决于有效地消散所产生的热量。例如，发光二极管(LED)的寿命可取决于结温。随着LED结温的增加，LED的寿命会呈指数下降。LED和其他电子设备可以产生大量的热量。如果热量没有被有效地消散而积聚，则电气和电子器件可能过热并且显著降低工作效率并导致寿命减少或导致终端故障。另外，随着诸如LED的电子器件变得更小并且高密度半导体电路的使用增加，有效地去除热量的难度可能增加。
技术实现思路
本公开涉及一种热管理设备和制造热管理设备的方法。在各种实施方式中，热管理设备和方法可包括混合式散热器，其具有由导热塑料形成的主体，其中金属热芯通过选择性金属化工艺形成在主体的外表面上。热管理设备和方法可以包括与用于散热器主体和/或LED的镜头盖一体形成的冷却结构，并且包括被配置为保持可以将热源产生的热量传递离开热源的介质(例如，热传输介质)的一个或多个通道。本公开的设备和方法可用于有效地耗散由电气设备产生的热量。如本文所讨论的，本公开可以增加散热，同时降低制造成本。除了别的以外，本专利技术人已经认识到可以改进用于热管理的现有设备和方法。例如，随着器件的小型化和高密度半导体电路的使用的增加，必须从系统中消散大量的热量，否则会导致器件的过早失效。本文描述的主题可以提供该问题的解决方案，例如通过提供具有金属热芯和冷却结构的混合式散热器。传统上，散热器可以由铝制成，并且通常由块挤压或机加工。近来随着导热塑料的出现，先前的方法已经用具有由导热塑料形成的散热器代替铝散热器。超过一定的瓦数，以前的方法是使用导热塑料包覆成型铝插件。在这种情况下，铝插件必须通常通过金属冲压成形并使用注塑工艺插入模塑，导致成本增加，使用许多工艺，并限制散热器的设计。在各种实施方式中，本主题提供了一种散热器，其中金属的使用被最小化并且沉积在塑料部件的外表面上，在热源和外部环境空气之间形成高度优选的导电路径。沉积在散热器的外表面上的热芯允许三维形式和散热器的设计，这对于包含包覆成型的铝插件的其他散热器来说将更加昂贵。因此，本主题允许为热管理提供具有轻量化和低成本的解决方案的设计自由度。附图说明附图通过实施例而非限制的方式示出了本文件中讨论的各种实施方式。图1示出了根据各种实施方式的散热器系统的透视图。图2示出了根据各种实施方式的散热器的主体的透视图。图3示出了图2中所示的主体的另一个透视图。图4示出了根据各种实施方式的散热器的透视图。图5示出了根据各种实施方式的包括LED芯片的散热器的剖视图。图6示出了根据各种实施方式的包括LED芯片的散热器的剖视图。图7示出了根据各种实施方式的包括LED芯片的散热器的剖视图。图8示出了根据各种实施方式的散热器的俯视图。图9示出了根据各种实施方式的散热器的俯视图。图10示出了根据各种实施方式的散热器的透视图。图11示出了根据各种实施方式的包括热源的散热器的剖视图。图12示出了根据各种实施方式的散热器系统的剖视图。图13示出了根据各种实施方式的散热器系统的剖视图。图14示出了根据各种实施方式的散热器系统的剖视图。图15示出了根据各种实施方式的散热器系统的剖视图。图16示出了根据各种实施方式的散热器系统的剖视图。图17示出了根据各种实施方式的散热器系统的透视图。图18示出了根据各种实施方式的散热器系统的剖视图。图19示出了根据各种实施方式的散热器系统的剖视图。图20示出了根据各种实施方式的散热器系统的剖视图。图21示出了根据各种实施方式的散热器的透视图。图22示出了根据各种实施方式的散热器系统的剖视图。图23示出了根据各种实施方式图22中的散热器系统的另一剖视图。图24示出了根据各种实施方式的散热器系统的剖视图。图25示出了根据各种实施方式的穿过散热器的热传输介质的流程。图26示出了根据各种实施方式的散热器系统的剖视图。图27示出了实施例1-5的表示。图28示出了实施例6的表示。图29示出了比较例B的表示。图30是表示实施例6和比较例B中的温度传感器的最高温度的曲线图。图31是示出比较例B的每个温度传感器的温度曲线的曲线图。图32是示出实施例6的每个温度传感器的温度曲线的曲线图。具体实施方式现在将详细参考所公开主题的某些实施方式，其实施例部分地在附图中示出。虽然将结合所列举的权利要求描述所公开的主题，但是应该理解，示例性主题并不旨在将权利要求限制于所公开的主题。包括热芯的散热器图1示出了散热器系统10的透视图。在各种实施方式中，散热器系统10可包括散热器12和导电插件20。散热器系统10可用于有效地将热量从热源22(例如LED芯片)传输走。散热器12包括主体14，主体14包括散热元件(例如，翅片16)。主体14可以具有各种设计，包括不同的形状、尺寸和散热元件。如图1所示，散热器12包括沿主体14延伸的热芯18。如本文所讨论的，主体14由塑料形成，这可以降低制造成本并增加设计灵活性。热芯18沿主体14设置，以增加散热器12的散热，同时最小化用于形成热芯18的材料量，从而进一步降低制造成本。图2和3示出了散热器12的主体14的透视图。主体14由塑料形成。例如，主体14可以由导热塑料或非导热塑料形成。主体14包括第一端26、第二端28和在它们之间延伸的多个散热元件(例如，翅片16)。如图2所示，第一端26包括内脊34和外脊36，它们之间限定了空间24。当热源22(图1中所示)是LED芯片时，空间24可以配置成接收例如塑料镜头盖并与之耦合。主体14可以限定从第一端26延伸到第二端28的开口32。主体还可包括延伸到开口32中的凸缘30。主体14可包括内表面40和外表面44。主体14的设计可取决于所需的特定应用和传热。主体14可具有圆形或多边形截面几何形状。主体14还可包括各种散热元件。参见图2和3，翅片16被示出为散热元件。图10示出了另一种散热元件设计，其中翅片72向外延伸，例如横向延伸。散热元件的任何设计和合适的间隔都是可能的。散热元件可以增加散热器的表面积，以增强远离热源的散热。参考图3所示，主体14可包括基部38，其中散热元件(例如，翅片16)径向地设置在基部38周围并从基部38向外延伸。翅片16可包括第一表面33和与第一表面33相对的第二表面35，以及在第一表面33和第二表面35之间延伸的面37。在相邻的翅片16之间是连接相邻的翅片16的基部38的壁42。相邻翅片16之间的间隔在所有翅片16之间可以相同，或者可以变化。虽然如图所示主体14包括散热元件，但是本专利技术的热芯可以用在不包括散热元件(例如，翅片16)的主体14上。在一个实施方式中，主体14可以通过对塑料的可流动组合物(例如，导热塑料或非导热塑料)注塑成型来形成。如本文所用，术语“注塑成型”是指通过将包括热塑性、热固性或其组合的一种或多种聚合物的组合物注入模腔中来制备模塑部件或模板的过程，其中组合物冷却并硬化到腔体的构型。注射成型可包括使用通过诸如蒸汽、感应、筒式加热器或激光处理的源加热以在注射之前加热模具，以及使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种散热器系统，包括：由塑料形成的散热器，所述散热器包括：主体，从第一端朝向第二端延伸，所述第一端配置成与热源耦合；至少一个热芯，从所述第一端朝向所述第二端延伸，所述至少一个热芯由金属形成；以及冷却结构，包括延伸穿过所述主体的至少一个通道，所述至少一个通道配置成接纳热传输介质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.13 US 62/336,0401.一种散热器系统，包括：由塑料形成的散热器，所述散热器包括：主体，从第一端朝向第二端延伸，所述第一端配置成与热源耦合；至少一个热芯，从所述第一端朝向所述第二端延伸，所述至少一个热芯由金属形成；以及冷却结构，包括延伸穿过所述主体的至少一个通道，所述至少一个通道配置成接纳热传输介质。2.根据权利要求1所述的散热器系统，其中所述主体的所述第一端限定凹部，所述凹部配置成接纳所述热源。3.根据权利要求2所述的散热器系统，其中所述冷却结构还包括：密封件，耦合到所述主体的所述第一端以形成腔室，所述腔室包括出口开口和入口开口，并且其中所述至少一个通道从所述出口开口延伸到所述入口开口。4.根据权利要求2所述的散热器系统，其中所述热源耦合到所述腔室内的所述散热器，使得所述热源配置成浸入所述热传输介质内。5.根据权利要求2所述的散热器系统，其中所述密封件选自塑料、结构化漫射膜、玻璃和热塑性膜。6.根据权利要求1所述的散热器系统，其中所述至少一个通道是多个通道，并且其中所述多个通道是彼此不流体连通的离散通道。7.根据权利要求1所述的散热器系统，其中所述至少一个通道是多个通道，并且其中所述多个通道通过由耦合到所述主体的所述第一端的密封件形成的腔室彼此流体连通。8.根据权利要求1所述的散热器系统，其中所述冷却结构还包括：形成在所述散热器的所述主体内的腔室，其中所述腔室具有至少一个入口开口和至少一个出口开口，其中所述至少一个通道从所述至少一个出口开口延伸到所述至少一个入口开口。9.根据权利要求1所述的散热器系统，其中所述热芯由铜、银、金、铝和所有高导热率的金属和合金形成。10.根据权利要求1所述的散热器系统，其中所述至少一个热芯是多个热芯，并且其中所述多个热芯通过芯连接器热耦合。11.根据权利要求10所述的散热器系统，其中所述芯连接器配置成热耦合到所述热源。12.根据权利要求1所述的散热器系统，其中热传输材料包括矿物油、硅油、纳米流体和氟化...

【专利技术属性】
技术研发人员：哈林德拉纳特·萨尔马，阿尼尔·蒂瓦里，约瑟夫·阿斯兰，拉克希米坎特·波沃尔，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL