热力散热器制造技术

本公开的实施例涉及热力散热器。一种示例性散热器可操作为多模式热切换散热器，并且包括具有第一传热系数的壳体。所述壳体具有第一传热系数。所述散热器还包括与所述壳体热连通并且被操作性地定位为邻近热源的液体。所述液体具有第二传热系数，所述第二传热系数可以大于所述第一传热系数。在第一运行工况下，所述液体在与所述热源的第一热接触处具有第一体积；并且在第二运行工况下，所述液体在与所述热源的第二热接触处具有第二体积。所述第二热接触大于所述第一热接触，从而在所述第二运行工况下增强对来自所述热源的热量的耗散。

Thermal radiator

【技术实现步骤摘要】
热力散热器
本文公开的主题总体上涉及散热器
，并且涉及使这种散热器与其他散热器相比得以改进的技术。具体地，本公开提出一种热力散热器。
技术介绍
散热器由具有某一传热系数的一种固体材料制成。因此，通常在制造、配置或以其他方式调适时，散热器具有一个整体导热率，该整体导热率可以至少部分地取决于散热器的传热系数、形状或两者。因此，当散热器被附设或以其他方式被放置为与热源热连通时，根据单一固体材料的单一传热系数，散热器利用其单一的整体导热率将热能从热源传递出去。附图说明通过示例的方式示出了一些实施例，并且这些实施例不限制于附图的图形中。图1A是图示根据第一示例性实施例的在第一运行工况下的散热器的横截面图。图1B是图示根据第一示例性实施例的在第二运行工况下的散热器的横截面图。图2是图示根据第二示例性实施例的散热器的横截面图。图3是图示根据第三示例性实施例的散热器的横截面图。图4是图示根据第四示例性实施例的散热器的横截面图。图5是图示根据第五示例性实施例的散热器的横截面图。图6是图示根据第六示例性实施例的散热器的横截面图。图7是图示根据第七示例性实施例的散热器的横截面图。具体实施方式散热器是热力散热器(例如热切换散热器)或包括该热力散热器，该热力散热器可以采用具有至少两种模式的多模式热切换散热器的示例性形式，各个模式具有其自己不同的整体导热率。例如，散热器可以是双模式热切换散热器，该散热器在一个(例如相对较低)温度下具有一个(例如相对较低)导热率而在一个不同(例如相对较高)温度下具有一个不同(例如相对较高)导热率。这种散热器可以用作在一个(例如相对较低)温度下以一个(例如相对较低)效率传导热能而在一个不同(例如相对较高)温度下以一个不同(例如相对较高)效率传导热能的热开关。该多模式(例如双模式)特性在散热器在相对较宽温度范围内运行(诸如使集成电路冷却)的情况下可能是有用的。而且，该多模式特性使这种散热器能够以经济有效的方式替代昂贵的热电冷却器、热管或其他流体冷却机制。本文所述的示例性硬件被制造、配置或以其他方式被调适为促进热传递。这种示例性硬件包括各种部件(例如散热器、热开关或其任何合适的组合)、各种组件(例如电路组件)和各种机器(例如包括一个或多个这样的部件或组件的设备)。示例仅仅代表了可能的变化。除非另有明确说明，否则结构(例如结构部件，诸如固体壳体或液态金属滴状部)是可选的，并且可以被组合或细分，并且操作(例如在过程、算法或其他功能中)可以在顺序上发生变化，或者被组合或细分。在下面的描述中，出于说明的目的，阐述了许多具体细节，以提供对各个示例性实施例的全面理解。但是，对于本领域技术人员而言清楚的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本主题。图1A是图示根据第一示例性实施例的在第一运行工况下的散热器100的横截面图。散热器100是多模式热切换散热器、热开关或两者的示例，并且包括具有第一传热系数的散热器壳体110。散热器壳体110由诸如固态金属(例如铝合金)等固体材料制成。散热器壳体110至少部分地包围腔体130，腔体130可以被视为膨胀腔体(例如膨胀容器)。散热器100还包括与散热器壳体110热连通的液体的滴状部(drop)120。滴状部120由诸如液态金属(例如镓或镓铟锡合金(galinstan))等液体材料制成。这里使用的术语“滴状部”指的是任何合适量的液体的连续体。当滴状部120在第一温度(例如在运行温度范围内的相对较低温度)下时，滴状部120被制造、配置或以其他方式被调适为邻近腔体130。这可以被视为滴状部120的第一工况或者滴状部120的第一状态，其与散热器100的第一运行工况对应。此外，滴状部120具有第二传热系数，该第二传热系数可以与散热器壳体110的第一传热系数相同或不同(例如更高)。如图1A所示，一层粘合剂103可以将滴状部120附设至散热器壳体110，或者以其他方式将滴状部120放置为与散热器壳体110热连通。而且，滴状部120可以被包含在弹性罩体121内，弹性罩体121可以用作滴状部120的可伸缩的或弹性的容器(例如类似于气球)。此外，散热器110可以被附设至热源101(例如硬件处理器或其他集成电路，诸如光子集成电路)或者被放置为与热源101热连通(例如以便从热源移除热能)。如图1A所示，可以在热源101与散热器壳体110之间施加一层热界面材料102(例如以便提高热连通)。滴状部120可在第一形状(例如收缩的或非延伸的形状)与第二形状(例如膨胀的或延伸的形状)之间产生热变形，该第一形状在第一温度下不延伸到腔体130中，该第二形状在第二温度(例如运行温度范围内的相对较高温度)下延伸到腔体130中。因此，当滴状部120在第一温度下并具有第一形状时，滴状部120处于第一工况下，并且散热器100具有第一整体导热率，该第一整体导热率可以是导热率范围内的相对较低的导热率。然而，当滴状部120在第二温度下并具有第二形状时，滴状部120处于第二工况下，并且散热器100具有第二整体导热率，该第二整体导热率可以是导热率范围内的相对较高的导热率。这可以被视为滴状部120的第二工况或滴状部120的第二状态，其与散热器100的第二运行工况对应。图1B是图示根据第一示例性实施例的在第二运行工况下的散热器100的横截面图。因此，假设第二温度高于第一温度，那么随着散热器壳体110的温度从第一温度升高到第二温度，散热器壳体110使滴状部120变热，这使得滴状部120热膨胀超过其第一形状，并延伸到腔体130中。随着滴状部120(例如具有或不具有弹性罩体121)由于热膨胀而达到其第二形状时，通过与热源101、热界面材料102或其任何合适的组合接触，来提高散热器100的导热率。因此，滴状部120为散热器100贡献了额外增加的能力，以移除来自热源101的热量。换言之，滴状部120通过从其第一形状热变形到其第二形状，将散热器100的整体导热率从其第一整体导热率改变到其第二整体导热率。继续假设第二温度高于第一温度，那么当散热器壳体110的温度从第二温度降低到第一温度时，会出现相反的情况。当滴状部120(例如具有或不具有弹性罩体121)从其第二形状冷却到其第一形状时，滴状部120发生热冷缩，从而不再与热源101或热界面材料102接触。这使得散热器100恢复到其第一整体导热率。因此，散热器100可以在至少两种不同的模式下运行，这些模式分别对应两种不同的温度工况，即相对较低温度工况(例如“冷”工况)和相对较高温度工况(例如“热”工况)，在相对较低温度工况中，散热器100提供离开热源101的热能的缓慢或低的热传导，在相对较高温度工况中，散热器100提供离开热源101的热能的快速或高的热传导。如图1A所示，相对较低温度工况使热能采用相对较长或热阻性路径通过散热器壳体110；而如图1B所示，相对较高温度工况允许热能采用相对较短或低热阻性路径通过滴状部120，也通过或不通过散热器壳体110。从图1A和图1B中可以相继看出，如果滴状部120(例如具有或具有弹性罩体121)向下膨胀到腔体130中并且接触热源101(例如具有或不具有热界面材料102)，那么热源101与散热器100之间的接触面积增大。因此，更多的热量在热源101与散本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种散热器，包括：壳体，具有第一传热系数；以及液体，与所述壳体热连通并且被操作性地定位为邻近热源，并且具有大于所述第一传热系数的第二传热系数，其中：在第一运行工况下，所述液体在与所述热源的第一热接触时具有第一体积；以及在第二运行工况下，所述液体具有第二体积以及与所述热源的第二热接触，所述第二热接触大于所述第一热接触，从而在所述第二运行工况下增强对来自所述热源的热量的耗散。

【技术特征摘要】
2018.01.04 US 15/862,0871.一种散热器，包括：壳体，具有第一传热系数；以及液体，与所述壳体热连通并且被操作性地定位为邻近热源，并且具有大于所述第一传热系数的第二传热系数，其中：在第一运行工况下，所述液体在与所述热源的第一热接触时具有第一体积；以及在第二运行工况下，所述液体具有第二体积以及与所述热源的第二热接触，所述第二热接触大于所述第一热接触，从而在所述第二运行工况下增强对来自所述热源的热量的耗散。2.根据权利要求1所述的散热器，其中所述液体包括液态金属。3.根据权利要求2所述的散热器，其中所述液态金属包括液态镓或液态镓铟锡合金中的至少一种。4.根据权利要求1所述的散热器，还包括在所述液体与所述热源之间的弹性膜，所述弹性膜适于抵抗所述液体朝向所述热源的膨胀。5.根据权利要求1所述的散热器，其中：在所述第一运行工况下，所述液体处于第一温度，并且具有不延伸到腔体中的第一形状，所述腔体至少部分地由所述液体和所述热源界定，所述液体不与所述热源进行流体接触；以及在所述第二运行工况下，所述液体处于大于所述第一温度的第二温度，并且具有延伸到所述腔体中的第二形状，所述液体与所述热源进行接触。6.根据权利要求1所述的散热器，其中所述壳体限定腔体，所述液体在所述第二运行工况下膨胀到所述腔体中。7.根据权利要求6所述的散热器，其中所述腔体包括空气。8.根据权利要求6所述的散热器，其中所述液体朝向所述热源膨胀但是不与所述热源进行接触。9.根据权利要求8所述的散热器，还包括限定所述腔体的边界的弹性膜，所述弹性膜适于防止所述液体的至少一部分与所述热源接触。10.根据权利要求1所述的散热器，其中：所述液体、所述壳体和所述热源限定腔体的边界；所述第一运行工况对应第一温度，在所述第一温度下，所述液体具有所述第一体积并且具有不延伸到所述腔体中的第一形状；所述第二运行工况对应大于所述第一温度的第二温度，在所述第二温度下，所述液体具有所述第二体积并且具有延伸到所述腔体中的第二形状。11.根据权利要求10所述的散热器，其中所述液体能够在包括所述第一形状和所述第二形状的一系列形状中热膨胀，所述一系列形状还包括中间形状，所述液体在所述中间形状下延伸到所述腔体中的程度比在所述第二运行工况下的程度更小，所述中间形状发生在介于所述第一温度与所述第二温度之间的中间温度下。12.根据权利要求10的散热器，其中在第三运行工况下，所述液体具有第三体积以及与所述热源的第三热接触，所述第三热接触大于所述第一热接触并且小于所述第二热接触。13.根据权利要求10所述的散热器，其中所述壳体限定贮存器，所述贮存器容纳所述液体中的在...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·P·怀兰，
申请(专利权)人：瞻博网络公司，
类型：发明
国别省市：美国,US