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【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及电子设备领域,更具体地,涉及用于电子组件的热管和包括热管的电子设备。
技术介绍
1、随着电子(或半导体)设备的迅速发展,对能够高效地从电子设备传导热量的冷却系统的需求越来越高。如今,高导热材料(例如铜和铝)不能高效地去除现代电子设备(或集成电路或芯片)产生的高密度热通量,从而导致现代电子设备过热。因此,使用热传导设备(例如热管)将热量从电子设备(或半导体设备)传导到散热器翅片,以向电子设备中的电子组件提供足够的冷却,并消除与高导热材料(即铜和铝)关联的某些缺点。
2、传统上,热管是两相系统,包括具有热传递元件的细长体和能够处于液相和气相的工作流体。在这种系统中,当热源被提供到热管的一端时,工作流体蒸发成气相,导致压力增加。此外,气相倾向于从高压区移动到低压区和低温区。结果,工作流体的气相冷凝,并且工作流体的液相在热传递元件产生的毛细力下通过热传递元件返回。但是,在这种情况下,总热传递速率(或有效导热率)比具有由铜(cu)或铝(al)制成的相同尺寸的固体内的导热率显著高2-3个数量级。
3、在某些情况下会使用刚性热管,这些刚性热管可能会将振动或热膨胀传回蒸发(或蒸发器)区,这对电子设备(或芯片)是不安全的。这种刚性热管对于电子设备而言不是优选的,因为安装基于传统刚性热管的冷却系统会损坏冷却组件。或者,存在具有波纹部分的传统热管,该波纹部分表现出部分柔性。在传统热管中,提供了刚性毛细管芯作为热传递元件,该热传递元件通常会在几次弯曲之后被破坏。存在另一种包括多个单独部件的传统热管,这导致结构
4、此外,多个单独部件和这些单独部件之间的连接会影响热管的整体可靠性(例如,导致工作流体泄漏),并增加整体制造和维护成本。此外,传统热管中的多个单独部件会增加与其它热管部件不兼容的风险,尤其是与水的化学活性,因此出现影响热性能的不可冷凝气体。因此,存在与传统热管关联的机械稳定性、热性能低、成本高和复杂性的技术问题。
5、因此,根据上述讨论,需要克服与传统热管关联的上述缺点。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种用于电子组件的热管,以及一种包括所述热管的电子设备。本专利技术提供了一种与传统热管关联的热性能低、成本高和复杂性的现有问题的方案。本专利技术的目的是提供一种方案,该方案至少部分克服了现有技术中遇到的问题,并提供了一种用于电子组件的改进热管,该改进热管是柔性的,并且表现出改进的热性能和机械性能、降低的成本和更低的复杂性。
2、本专利技术的一个或多个目的是通过所附独立权利要求中提供的方案实现的。本专利技术的有利实现方式在从属权利要求中进一步定义。
3、在一个方面中,本专利技术提供了一种用于电子组件的热管,包括:中空结构,具有蒸发段、冷凝段和形成在所述蒸发段与所述冷凝段之间的柔性输送段,其中,蒸汽通道通过所述中空结构的段限定;设置在所述中空结构内的毛细管结构,其中,所述毛细管结构至少部分地与所述蒸发段和所述冷凝段的内表面直接接触,并自由悬挂在所述柔性输送段中。
4、本专利技术的热管具有简单的设计以及改进的热传递效率。热管的中空结构为热管提供柔性性能,并且设置在中空结构内的毛细管结构在蒸发段和冷凝段中提供良好的热接触。毛细管结构还支持工作流体通过柔性输送段自由移动。毛细管结构有利于为热管提供改进的热性能,并确保蒸发段和冷凝段的平整度要求。
5、在一种实现方式中,所述柔性输送段与所述蒸发段和所述冷凝段流体连通。
6、有益的是,柔性输送段用于将工作流体从冷凝段输送到蒸发段。
7、在另一种实现方式中,所述毛细管结构包括烧结离散金属纤维的至少两个层。
8、通过使用烧结离散金属纤维(或毡金属)的至少两个层,热管实现了显著改进的热性能、柔性性能以及良好的抗重力(gravity,g)能力。烧结离散金属纤维的至少两个层进一步为热管提供了广泛范围的结构参数(例如,毛细管结构的高度和宽度增加)。
9、在另一种实现方式中,所述毛细管结构的第一层设置在底表面上,第二层设置在所述蒸发段和所述冷凝段的上表面上。
10、毛细管结构的第一层和第二层作为机械支撑元件,以支持蒸发段和冷凝段的平整度要求。
11、在另一种实现方式中,所述第二层通过烧结工艺设置在所述第一层的顶部。
12、通过使用烧结工艺,热管的毛细管结构确保第一层与第二层之间的机械接触和热接触得到改进。
13、在另一种实现方式中,所述毛细管结构还包括垂直设置在所述第一层与所述第二层之间的第三层。
14、在此实现方式中,第三层为热管提供机械强度。
15、在另一种实现方式中,所述毛细管结构的厚度选自0.001mm至10mm范围内的值。
16、热管充当电子组件与散热器之间的热连接。因此,在给定范围内的毛细管结构的厚度在电子组件与散热器之间提供了高热传递和低热阻的良好平衡。
17、在另一种实现方式中,所述中空结构由单片导热材料制成,其中,所述蒸发段和所述冷凝段被配置为平坦的,所述柔性输送段是波纹状的,以提供柔性。
18、通过使用单片导热材料,热管的耐用性提高,并且成本降低。
19、在另一种实现方式中,所述导热材料是铜、钢、银或其合金中的一种。
20、在此实现方式中,热管表现出改进的导热率。
21、在另一种实现方式中,所述工作流体是水、乙醇、甲醇、制冷剂或其组合中的一种。
22、在此实现方式中,热管在冷冻条件下实现可靠性提高。
23、在另一种实现方式中,所述毛细管结构通过烧结工艺连接到所述蒸发段和所述冷凝段的所述内表面。
24、通过使用烧结工艺,热管的毛细管结构确保蒸发段和冷凝段的内表面之间的机械接触和热接触得到改进。
25、在另一种实现方式中,所述热管两端真空密封。
26、在此实现方式中,柔性输送段在热管折叠期间柔性性能提高,柔性输送段在蒸汽通道附近的变形较小。
27、在另一方面中,本专利技术提供一种包括热管的电子设备。
28、所述电子设备实现了本专利技术的热管的所有优点和技术效果。
29、应当理解,所有上述实现方式都可以组合。需要说明的是,本申请中描述的所有设备、元件、电路、单元和模块都可以在技术人员已知的任何合适的硬件元件中实现。本申请中描述的各种实体所执行的所有步骤以及所描述的各种实体要执行的功能均意在指相应实体用于执行相应步骤和功能。应当理解,本专利技术的特征易于以各种组合进行组合,而不偏离由所附权利要求书定义的本专利技术的范围。
30、本专利技术的其它方面、优点、特征和目的将从附图和结合以下所附权利要求书解释的说明性实现方式的详细描述中变得显而易见。
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1.一种用于电子组件的热管(100A、100B、100C、100D、100E),其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的热管(100A、100B、100C、100D、100E),其特征在于,所述柔性输送段(108)与所述蒸发段(104)和所述冷凝段(106)流体连通。
3.根据权利要求1或2所述的热管(100A、100B、100C、100D、100E),其特征在于,所述毛细管结构(112)包括烧结离散金属纤维的至少两个层。
4.根据权利要求3所述的热管(100A、100B、100C、100D、100E),其特征在于,所述毛细管结构(112)的第一层(114)设置在底表面上,第二层(116)设置在所述蒸发段(104)和所述冷凝段(106)的上表面上。
5.根据权利要求4所述的热管(100A、100B、100C、100D、100E),其特征在于,所述第二层(116)通过烧结工艺设置在所述第一层(114)的顶部。
6.根据权利要求3或4所述的热管(100A、100B、100C、100D、100E),其特征在于,所述毛细管结
7.根据上述权利要求中任一项所述的热管(100A、100B、100C、100D、100E),其特征在于,所述毛细管结构(112)的厚度选自0.001mm至10mm范围内的值。
8.根据上述权利要求中任一项所述的热管(100A、100B、100C、100D、100E),其特征在于,所述中空结构(102)由单片导热材料制成,其中,所述蒸发段(104)和所述冷凝段(106)被配置为平坦的,所述柔性输送段(108)是波纹状的,以提供柔性。
9.根据权利要求8所述的热管(100A、100B、100C、100D、100E),其特征在于,所述导热材料为铜、钢或银中的一种。
10.根据上述权利要求中任一项所述的热管(100A、100B、100C、100D、100E),其特征在于,所述毛细管结构(112)通过烧结工艺连接到所述蒸发段(104)和所述冷凝段(106)的所述内表面。
11.根据上述权利要求中任一项所述的热管(100A、100B、100C、100D、100E),其特征在于,所述热管(100A、100B、100C、100D、100E)两端真空密封。
12.一种电子设备(202),其特征在于,包括根据权利要求1至11中任一项所述的热管(100A、100B、100C、100D、100E)。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于电子组件的热管(100a、100b、100c、100d、100e),其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的热管(100a、100b、100c、100d、100e),其特征在于,所述柔性输送段(108)与所述蒸发段(104)和所述冷凝段(106)流体连通。
3.根据权利要求1或2所述的热管(100a、100b、100c、100d、100e),其特征在于,所述毛细管结构(112)包括烧结离散金属纤维的至少两个层。
4.根据权利要求3所述的热管(100a、100b、100c、100d、100e),其特征在于,所述毛细管结构(112)的第一层(114)设置在底表面上,第二层(116)设置在所述蒸发段(104)和所述冷凝段(106)的上表面上。
5.根据权利要求4所述的热管(100a、100b、100c、100d、100e),其特征在于,所述第二层(116)通过烧结工艺设置在所述第一层(114)的顶部。
6.根据权利要求3或4所述的热管(100a、100b、100c、100d、100e),其特征在于,所述毛细管结构(112)还包括垂直设置在所述第一层(114)与所述第二层(116)之间的第三层(118)。
7.根据上述权利要求中任一...
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