[发明专利]用于从电子设备高效地传递热量的系统以及用于形成该系统的方法

说明书

发明领域

本发明一般涉及热传递增强解决方案。更具体而言，本发明涉及用于从电子设备高效地传递热量的系统以及用于形成该系统的方法。

发明背景

热传递一直是电子设备的关键问题。为促进电子设备的操作，由内部组件(诸如电路系统或处理器)生成的热量应当被快速传递和移除。最近，电子设备已被设计成尽可能薄，从而在电子设备的外壳与内部组件之间留下非常小且窄的间隙。如此，这些间隙中陷获的空气变成热传递障碍并且由于空气的不良导热性而阻止热量耗散到环境。因此，电子设备的内部组件所生成并在其上累积的热量不仅降低处理速度，有时还造成对电子设备内的芯片或处理器的损伤。

一种已知解决方案是将固态金属板(诸如铜或铝)直接附连到电子设备的芯片或处理器。附连金属板可以增强从被附连电子组件的热传导，但可能只引导该单个组件生成的热量，而不影响不与该金属板直接接触的其他热源。为将热量导离不同电子组件，每一组件应当附连有其自己的散热板。这样的布置不仅增加了电子设备的重量，还提高了材料成本，因为具有良好导热性质的一些金属板是昂贵的。

另一已知解决方案是通过将气体冷却剂填充在封闭空间内来将电子设备的外壳气密封装。然而，为电子设备形成气密室的过程是不经济的。此外，气体冷却剂将最终随时间从壳中泄漏，并且占据该室的替换空气将导致与热传递障碍相同的结果。

此外，在风扇被安装在外壳上开出的出口处以用于创建强制对流的解决方案中，气流可能只在该出口周围的有限局部区域处达到良好循环。如果热源被布置得远离该出口，则该出口周围由风扇造成的气流不能容易地带走由热源生成的热量，并且风扇需要更多功率来从热源吸走热量。

因此，存在对按成本高效的方式高效且持续地从电子设备移除热量的需求。

发明内容

鉴于上述技术问题，本发明目标在于提供相对于常规技术有利的解决方案。

本发明的一个目标是一种用于传递热量的系统，包括：基底；被放置在所述基底上的至少一个热源，所述至少一个热源具有与所述基底分开的热源表面；柔性容器，它被配置成一致地接触所述基底的表面和所述至少一个热源的热源表面；以及流体或气体形式的冷却剂，所述冷却剂被填充在所述柔性容器内以用于创建自然对流，以将来自所述至少一个热源的热源表面的热量传递到周围环境。

本发明的另一目标是一种用于形成热传递模块的方法，包括：将柔性容器布置在至少一个热源的热源表面上，其中所述柔性容器基本上是平坦的，并且所述至少一个热源的热源表面与基底的表面分开；以及向所述柔性容器灌充冷却剂，使得经灌充的柔性容器一致地接触所述至少一个热源的热源表面。

本发明的又一目标是一种用于形成热传递模块的方法，包括：将至少一个热源布置在基底上，其中该至少一个热源的热源表面在一方向上具有与基底的表面不同的高度水平；以及将外壳安装在基底的表面和该至少一个热源的热源表面上，使得经灌充柔性容器被局限在外壳与基板的表面之间的空间中，并且经灌充柔性容器的形状完全符合基底的表面和该至少一个热源的热源表面。

应当理解，上述概述和以下详细描述是示例性的且旨在提供要求保护的所公开的主题的进一步解释。通过描述、附图和所附权利要求，本发明的其他特征、目标和优点将是显而易见的。

附图简述

可在参考各附图阅读以下详细描述时从中理解各不同方面。应当注意，根据标准实践，各特征不是按比例绘出的。实际上，为讨论清楚起见，各特征的尺寸可被任意增加或降低。

图1示出了其中布置有多个电子组件的常规电子设备；

图2示出根据本发明的一个实施例的热传递系统；

图3a和3b示出用于封装或组装图2的电子设备的实施例；以及

图4a和4b示出用于封装或组装图2的电子设备的另一实施例。

详细描述

电子设备通常包含其上安装有多个不同电子组件的电路板。参考图1，电子设备100具有作为基底且由外壳104覆盖的电路板102。许多不同电子组件106被安装在电路板102上以用于执行电子设备100的不同功能。

由于设计薄电子设备的趋势，外壳104与电路板102之间的空间应当尽可能小，从而在外壳104与每一电子组件106之间留下非常窄的间隙108。此外，因为布置在电路板102上的每一电子组件106具有不同形状，尤其是不同功能电子组件106的不同高度，该高低不平的表面造成了间隙108的复杂几何形状。

根据对流理论，瑞利数(Ra)应当大于临界值才能创建自然热对流：