适用于柔性电子器件散热的微型散热装置及自组装结构制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了适用于柔性电子器件散热的微型散热装置及自组装结构，属于柔性电子器件散热领域。包括由下而上依次连接的蒸发室、运输通道及冷凝室，蒸发室、运输通道及冷凝室的形状相同，运输通道内间隔设置有多个气体通道和冷凝液体通道，蒸发室内设置有液态工质，液态工质吸热气化后通过气体通道到达冷凝室，冷凝后的液态工质经冷凝液体通道到达蒸发室。本实用新型专利技术实现了柔性电子器件的高效散热，微型散热装置具备柔性且能够自组装的特性，能够根据柔性电子器件功效元件的具体阵列形式以及布置空间实现可自定形状的组装拼接，形成自组装散热结构，为不同形式的柔性电子器件的高效散热提供通用的有效解决方案，解决现有技术中存在的问题。有技术中存在的问题。有技术中存在的问题。

【技术实现步骤摘要】
适用于柔性电子器件散热的微型散热装置及自组装结构


[0001]本技术属于柔性电子器件散热领域，特别是适用于柔性电子器件散热的微型散热装置及自组装结构。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]近年来，柔性电子器件凭借便携、质量轻、可变形、可穿戴的优点迎来了商业化热潮。然而随着器件不断朝向微型化、集成化方向发展，其功率密度急剧增加，运行过程产生焦耳热呈指数级增长，对柔性电子器件的安全性及可靠性造成不利影响。此外柔性电子器件关键功效元件为有机半导体，而有机半导体具有本征温度敏感性，微小的温升可使得柔性电子器件的运行性能显著退化，因此及时转移柔性器件产热具有重要意义。如何高效散热已成为柔性电子器件朝着小型化、高性能进一步发展的关键制约因素。
[0004]传统电子器件散热通常依靠热管、均温板等刚性散热器件实现。但是对于柔性电子器件而言，这些由金属材料制成的刚性散热器件具有无法弯曲、拉伸的本征缺陷，极大地限制了在柔性电子器件工作的变曲率表面上的灵活应用。此外柔性电子器件中的功效元件通常具有多种阵列形式，当前常用的散热结构不能与功效元件阵列形式进行良好契合，散热效果较为低效。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供适用于柔性电子器件散热的微型散热装置及自组装结构，实现了柔性电子器件的高效散热，该微型散热装置具备柔性且能够自组装的特性，能够根据柔性电子器件功效元件的具体阵列形式以及布置空间实现可自定形状的组装拼接，形成自组装散热结构，为不同形式的柔性电子器件的高效散热提供通用的有效解决方案，解决现有技术中的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的：
[0007]本技术第一方面提供了适用于柔性电子器件散热的微型散热装置。
[0008]适用于柔性电子器件散热的微型散热装置，包括由下而上依次连接的蒸发室、运输通道及冷凝室，所述蒸发室、运输通道及冷凝室的形状相同，所述运输通道内间隔设置有多个气体通道和冷凝液体通道，蒸发室内设置有液态工质，液态工质吸热气化后通过气体通道到达冷凝室，冷凝后的液态工质经冷凝液体通道到达蒸发室。
[0009]优选的，所述蒸发室底部和冷凝室顶部均设置有多个波浪形微结构，形成蒸发室底部波浪形微结构和冷凝室顶部波浪形微结构；蒸发室底部波浪形微结构和冷凝室顶部波浪形微结构交错排列，蒸发室底部波浪形微结构和冷凝室顶部波浪形微结构均由多个凹凸微元构成；间隔布置的气体通道和冷凝液体通道与凹凸微元之间形成多个微循环通路。
[0010]优选的，所述蒸发室底部波浪形微结构的峰顶对应于运输通道的气体通道部分，
冷凝室顶部波浪形微结构的峰顶对应于运输通道的冷凝液体通道部分。
[0011]优选的，冷凝液体通道内倾斜设置有多个条状内肋结构，所述内肋结构沿冷凝液体通道的内表面均匀分布，所述内肋结构朝向蒸发室的方向倾斜。
[0012]优选的，所述运输通道上表面与冷凝室之间、运输通道下表面与蒸发室之间分别设置有支撑结构，支撑结构为有机柔性材料制成。
[0013]优选的，所述蒸发室、运输通道及冷凝室均采用具有高导热性的柔性材料制造，如经过碳纳米管或碳纤维掺杂改性的聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、聚乙烯醇(PVA)等。
[0014]优选的，所述工质为去离子水、醇类、胺类或者其他具有较低沸点且无腐蚀性的液态工质。
[0015]优选的，通过刻蚀或者模具成型或者3D打印的方式构建波浪形微结构、内肋结构、气体通道和冷凝液体通道。
[0016]本技术第二方面提供了适用于柔性电子器件散热的自组装结构。
[0017]适用于柔性电子器件散热的自组装结构，所述自组装结构为利用多个上述的微型散热装置拼接而成。
[0018]优选的，基于柔性电子器件功效元件的具体阵列形式以及布置空间，多个微型散热装置通过胶合的方式进行紧密连接形成自组装结构，所述自组装结构的形状为三角形结构、四边形结构、五边形结构、六边形结构或者其他多边形结构中的一种。
[0019]本技术具有以下有益效果：
[0020](1)本技术提供的适用于柔性电子器件散热的微型散热装置结构配置合理，散热效果优异，通过微型散热装置的蒸发室底部波浪形结构和冷凝室顶部波浪形微结构交错排列，增大工质与发热元件和外界冷源的换热面积，强化换热效果，提高散热单元的冷却能力；气体通道和冷凝液体通道间隔布置，能够有效减少冷凝液体回流过程中的流动阻力，提高工质动力学循环特性；从而使微型散热装置具有优异的内循环流动性能和高效的散热能力。
[0021](2)本技术适用于柔性电子器件散热的微型散热装置及自组装结构均具备柔韧特性，可实现变曲率表面的高效散热；由于微型散热装置整体由柔性材料制成且具有波浪型微结构，通过自组装方式组合拼接的散热结构仍能保持优异柔韧特性，可黏附在柔性电子器件发热元件上，在大曲率或变曲率表面进行高效散热。
[0022](3)本技术的自组装结构可根据柔性电子器件发热元件具体阵列形式和布置方式，通过各散热单元之间的拼接组合构建不同形式的散热结构，例如微型散热装置可设计为三角形、四边形或者其他多边形结构，从而为各种类型的柔性电子器件提供高效散热方案。
[0023]当然，实施本技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0025]图1为具有60
°
角直角三角形结构的微型散热装置整体结构示意图。
[0026]图2为具有60
°
角直角三角形结构的微型散热装置分解结构示意图。
[0027]图3为具有波浪形微结构的冷凝室整体结构示意图。
[0028]图4为冷凝室沿图3中A
‑
A方向的截面图。
[0029]图5为气体通道和冷凝液体通道间隔布置的运输通道部分结构示意图。
[0030]图6为具有波浪形微结构的蒸发室内部结构示意图。
[0031]图7为间隔布置的气体通道、冷凝液体通道与波浪形微结构凹凸微元之间形成的微循环通路示意图。
[0032]图8为具有60
°
角直角三角形结构的微型散热装置构建的三角形、矩形和六边形自组装散热结构。
[0033]图9为不同类型的自组装散热结构立体示意图。
[0034]图10为自组装散热结构柔韧性示意图。
[0035]附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、冷凝室，2、运输通道，3、蒸发室，4、支撑结构，11、冷凝室顶部波浪形微结构，21、气体通道，22、冷凝液体通道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.适用于柔性电子器件散热的微型散热装置，其特征在于，包括由下而上依次连接的蒸发室、运输通道及冷凝室，所述蒸发室、运输通道及冷凝室的形状相同，所述运输通道内间隔设置有多个气体通道和冷凝液体通道，蒸发室内设置有液态工质，液态工质吸热气化后通过气体通道到达冷凝室，冷凝后的液态工质经冷凝液体通道到达蒸发室。2.根据权利要求1所述的适用于柔性电子器件散热的微型散热装置，其特征在于，所述蒸发室底部和冷凝室顶部均设置有多个波浪形微结构，形成蒸发室底部波浪形微结构和冷凝室顶部波浪形微结构；蒸发室底部波浪形微结构和冷凝室顶部波浪形微结构交错排列，蒸发室底部波浪形微结构和冷凝室顶部波浪形微结构均由多个凹凸微元构成；间隔布置的气体通道和冷凝液体通道与凹凸微元之间形成多个微循环通路。3.根据权利要求2所述的适用于柔性电子器件散热的微型散热装置，其特征在于，所述蒸发室底部波浪形微结构的峰顶对应于运输通道的气体通道部分，冷凝室顶部波浪形微结构的峰顶对应于运输通道的冷凝液体通道部分。4.根据权利要求2所述的适用于柔性电子器件散热的微型散热装置，其特征在于，冷凝液体通道内倾斜设置有多个条状内肋结构，所述内肋结构沿冷凝液体通道的内表面均匀分布，所述内肋结构朝...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鑫煜，杨超，于西雨，辛公明，张井志，
申请(专利权)人：山东大学深圳研究院，
类型：新型
国别省市：