本技術(shù)涉及一種主動(dòng)式散熱機(jī)構(gòu)，更詳細(xì)地講，涉及一種通過(guò)比其自身的導(dǎo)熱材質(zhì)特性更有效的制冷劑的相變化來(lái)主動(dòng)地傳遞從發(fā)熱裝置(例如，電子設(shè)備)產(chǎn)生的熱量，從而能夠提高散熱性能的主動(dòng)式散熱機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、無(wú)線通信技術(shù)(例如，多進(jìn)多出(mimo：multiple?input?multiple?output)技術(shù))是一種通過(guò)使用多個(gè)天線來(lái)大幅增加數(shù)據(jù)傳送容量的技術(shù)，并且是一種在發(fā)射器中通過(guò)單獨(dú)發(fā)射天線來(lái)傳送彼此不同的數(shù)據(jù)，并在接收器中通過(guò)適當(dāng)?shù)男盘?hào)處理來(lái)區(qū)分傳送數(shù)據(jù)的空分復(fù)用(spatial?multiplexing)技術(shù)。

2、因此，隨著同時(shí)增加收發(fā)天線的數(shù)量，信道容量會(huì)增加，從而能夠發(fā)送更多的數(shù)據(jù)。例如，若想將天線的數(shù)量增加到10個(gè)，則與現(xiàn)有的單個(gè)天線系統(tǒng)相比，通過(guò)使用相同的頻帶來(lái)確保約10倍的頻道容量。在應(yīng)用如上所述的mimo技術(shù)的收發(fā)裝置的情況下，隨著天線的數(shù)量增加，發(fā)送器(transmitter)和濾波器(filter)的數(shù)量也會(huì)一同增加。

3、如上所述，隨著發(fā)送器及濾波器的數(shù)量的增加，存在發(fā)熱元件也會(huì)增加的問(wèn)題，為了防止天線裝置的性能下降，mimo技術(shù)中率先進(jìn)行關(guān)于有效地對(duì)從多個(gè)發(fā)熱元件產(chǎn)生的熱量進(jìn)行散熱的散熱機(jī)構(gòu)的研究。

4、圖1是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的天線裝置的一示例的分解立體圖。

5、如圖1所示，發(fā)熱裝置(例如，電子設(shè)備)可以實(shí)現(xiàn)為天線裝置。

6、如圖1所示，現(xiàn)有的天線裝置包括：天線殼體主體10，配備為前方開(kāi)口且前后厚度比較薄的長(zhǎng)方體盒體形狀，并且在后表面一體地形成有多個(gè)散熱翅片11；主板(未圖示)，堆疊布置于天線殼體主體10的內(nèi)部中的后表面；以及天線板15，堆疊布置于天線殼體主體10的內(nèi)部中的前表面。

7、在主板安裝有用于校準(zhǔn)供電控制的多個(gè)供電相關(guān)部件元件，并且在供電過(guò)程中產(chǎn)生的元件的熱量通過(guò)天線殼體主體10的后方的多個(gè)散熱翅片11向外部散熱。

8、并且，安裝有電源供應(yīng)單元(psu：power?supply?unit)元件的psu板40在主板的下側(cè)堆疊或者以相同的高度布置，并且設(shè)計(jì)為從psu元件產(chǎn)生的熱量也通過(guò)天線殼體主體10的后方的多個(gè)散熱翅片11向外部散熱。

9、主板的前表面布置有多個(gè)rf濾波器(未圖示)，并且天線板15的后表面布置為堆疊在多個(gè)rf濾波器的前表面。

10、在天線板15的前表面可以安裝有多個(gè)貼片型或偶極型的輻射元件17，在天線殼體主體10的前表面可以設(shè)置有保護(hù)內(nèi)部的各個(gè)部件免受外部影響的同時(shí)使多個(gè)輻射元件17順暢地進(jìn)行輻射的天線罩面板50。

11、但是，現(xiàn)有的天線裝置具有在前方部設(shè)置有天線罩面板50的設(shè)計(jì)，并且在內(nèi)部產(chǎn)生的系統(tǒng)熱量一律需要向天線殼體主體10的后方進(jìn)行集中散熱，因此需要提高多個(gè)散熱翅片11的散熱性能。

12、在此，作為用于提高多個(gè)散熱翅片11的散熱性能的方案，可以考慮如下制造方法：采用導(dǎo)熱性更優(yōu)異的材質(zhì)來(lái)與天線殼體主體10形成為一體，并且使其最外廓前端從作為熱源的發(fā)熱元件向外部空間盡可能遠(yuǎn)地隔開(kāi)。

13、但是，僅通過(guò)多個(gè)散熱翅片11其自身的材質(zhì)，不僅在提高導(dǎo)熱性方面存在局限性，而且還存在如下問(wèn)題：即使在將多個(gè)散熱翅片11的最外廓前端遠(yuǎn)離發(fā)熱元件的情況下，也無(wú)法消除與熱量流入的發(fā)熱元件相鄰的部位的熱量集中現(xiàn)象，并且成為使產(chǎn)品在厚度方向上的大小增加而阻礙產(chǎn)品超薄化的因素。

14、另外，在相關(guān)的散熱技術(shù)領(lǐng)域中，通常作為多個(gè)散熱翅片11的材質(zhì)而被采用的導(dǎo)熱性物質(zhì)(金屬)可以例舉鋁(al)合金材質(zhì)。

15、在金屬材質(zhì)中，作為具有比鋁(al)更高的導(dǎo)熱率(單位，w/mk)的金屬可以例舉銀(au，418.6)、銅(cu，372.1)及金(ag，295.3)，但其與鋁相比價(jià)格相對(duì)昂貴，因此，從經(jīng)濟(jì)性(費(fèi)用)的角度而言，無(wú)法廣泛應(yīng)用于覆蓋大范圍的散熱面積的方法。

16、但是，鑒于鋁(al)僅靠純鋁則無(wú)法滿(mǎn)足強(qiáng)度及延展性要求，因此通常以大致混合硅及鎂的鋁合金形態(tài)進(jìn)行加工制造，在這種情況下，存在由于鑄造性較低使其應(yīng)用性極其地局限在制造小型或簡(jiǎn)單形狀的部件等的情況發(fā)生，雖然與上述的銀、銅及金相比成本較低，但仍存在制造成本較高的缺點(diǎn)。

17、并且，利用鋁合金材質(zhì)構(gòu)成的散熱翅片11也難以克服上述材質(zhì)上的限制，最近在封閉的內(nèi)部采用相變化物質(zhì)作為制冷劑進(jìn)行填充后，通過(guò)在制冷劑的相變化時(shí)使用的潛熱與顯熱之間的溫度差來(lái)進(jìn)行散熱的制冷劑型散熱系統(tǒng)備受關(guān)注。

18、在這種制冷劑型散熱系統(tǒng)中，使散熱性能最大化的核心要素為相化變的制冷劑，鋁合金的散熱翅片11只能起到在形成供制冷劑相變化而流動(dòng)的封閉的制冷劑流動(dòng)空間的同時(shí)盡可能地將從作為發(fā)熱對(duì)象的發(fā)熱元件生成的熱量根據(jù)其自身的導(dǎo)熱率而全部傳遞到制冷劑的作用。

19、因此，形成填充有作為相變化物質(zhì)的制冷劑的制冷劑流動(dòng)空間的散熱翅片11應(yīng)以使從發(fā)熱元件到制冷劑的物理間隔距離最小化的方式進(jìn)行加工設(shè)計(jì)，這是在提高散熱性能方面最優(yōu)選的設(shè)計(jì)點(diǎn)，目前為止研究及開(kāi)發(fā)的散熱翅片11由于現(xiàn)有的鋁合金材質(zhì)是最廣泛使用的材質(zhì)，因此仍然偏愛(ài)高價(jià)的鋁合金材質(zhì)。

20、但是，在純鋁的情況下，由于與金屬的加工性相關(guān)的延伸率好，從而可以制造能夠使其厚度最小化的散熱翅片11，但為了加強(qiáng)強(qiáng)度及柔性，利用鋁合金材質(zhì)構(gòu)成的散熱翅片11的延伸率降低，并且在使其厚度最小化方面存在局限性。

21、并且，在構(gòu)成散熱翅片11的金屬材質(zhì)為鋁材質(zhì)且制冷劑選擇為水的情況下，在填充制冷劑時(shí)，在初期鋁材質(zhì)與水發(fā)生氧化反應(yīng)而生成氧化鋁，在此過(guò)程期間，一部分被氫取代，使內(nèi)部壓力升高，通常，在鋁材質(zhì)的散熱機(jī)構(gòu)中，需要選擇用于防止這種化學(xué)反應(yīng)的諸如霍尼韋爾制冷劑或cfc(氟利昂氣體)等的特殊制冷劑，因此，指出制冷劑的選擇范圍也減少的缺點(diǎn)。

22、另外，相變化是指當(dāng)液體(liquid)/氣體(gas)/固體(solid)蓄積大量的能量或釋放儲(chǔ)存的熱能時(shí)，其固有狀態(tài)發(fā)生變化的現(xiàn)象。

23、相變化是指分子的物理排列發(fā)生變化，而不是諸如化學(xué)鍵合或形成等化學(xué)反應(yīng)，將某物質(zhì)被施加能量時(shí)不發(fā)生相變化的狀態(tài)的熱量稱(chēng)為顯熱(sensible?heat)，將在發(fā)生相變化時(shí)使用的熱量稱(chēng)為潛熱(latent?heat)。

24、但是，由于溫度與壓力的關(guān)系成正比，因此存在散熱機(jī)構(gòu)的溫度升高時(shí)壓力也升高的問(wèn)題。在密封的散熱機(jī)構(gòu)內(nèi)，若因從發(fā)熱體傳導(dǎo)的高溫而導(dǎo)致壓力升高，則會(huì)引起散熱機(jī)構(gòu)自身破裂的問(wèn)題。為了解決上述問(wèn)題，需要防止壓力升高，在散熱機(jī)構(gòu)中，需要能夠在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的相變化循環(huán)的過(guò)程期間實(shí)現(xiàn)壓力平衡的充分的內(nèi)部體積。

25、并且，填充于散熱機(jī)構(gòu)的內(nèi)部的制冷劑也需要選擇在與作為散熱機(jī)構(gòu)的金屬材質(zhì)的關(guān)系中不引起化學(xué)反應(yīng)的種類(lèi)，以防止散熱機(jī)構(gòu)的內(nèi)部壓力增加。

26、例如，在構(gòu)成散熱機(jī)構(gòu)的金屬材質(zhì)為鋁(al)材質(zhì)且制冷劑選擇為水的情況下，在填充制冷劑時(shí)，在初期鋁材質(zhì)與水發(fā)生氧化反應(yīng)而生成氧化鋁，在此過(guò)程期間，一部分被氫取代，從而存在內(nèi)部壓力升高的問(wèn)題，通常，在鋁材質(zhì)的散熱機(jī)構(gòu)中選擇用于防止這種化學(xué)反應(yīng)的諸如霍尼韋爾制冷劑或cfc(氟利昂氣體)等的特殊制冷劑。

27、但是，近年來(lái)，許多國(guó)家都有限制使用除了水之外的諸如霍尼韋爾制冷劑或cfc(氟利昂氣體)等的特殊制冷劑的趨勢(shì)。如上所述，在散熱機(jī)構(gòu)因內(nèi)部壓力增加而被破損或因產(chǎn)品的運(yùn)輸或移送或設(shè)置而被破損時(shí)，這種特殊制冷劑存在向外部泄漏的憂(yōu)慮，在這種情況下，存在有可能污染大氣及外部環(huán)境的問(wèn)題。

28、但是，若作為可使用的制冷劑排除特殊制冷劑，則與其他金屬材質(zhì)相比導(dǎo)熱率高，從而通常使用的利用鋁材質(zhì)構(gòu)成的散熱機(jī)構(gòu)的使用只能受到限制，因此，在相關(guān)散熱機(jī)構(gòu)的制造行業(yè)中，最近正在積極進(jìn)行與構(gòu)成散熱機(jī)構(gòu)的金屬材質(zhì)的替代及散熱設(shè)計(jì)相關(guān)的研究。

29、另外，作為與上述缺點(diǎn)相關(guān)的研究資料，作為國(guó)際熱科學(xué)期刊(internationaljournal?of?thermal?sciences)的共同作者liqiang?deng的論文(2022年8月15日出版，以下稱(chēng)為“現(xiàn)有論文”)，以下簡(jiǎn)要地介紹“多熱源條件下以輥粘扁平熱管為板翅片的自然風(fēng)冷熱學(xué)研究(thermal?study?of?the?natural?air?cooling?using?roll?bond?flat?heatpipe?as?plate?fin?under?multi-heat?source?condition)”。

30、圖2是示出在現(xiàn)有論文中記載的輥粘接扁平熱管(roll?bond?flat?heat?pipe)(以下，簡(jiǎn)稱(chēng)為“rbfhp”)的制造過(guò)程的示意圖(參照現(xiàn)有論文的圖4)，圖3是圖2的rbfhp的試驗(yàn)裝置的示意圖(現(xiàn)有論文的圖6)。

31、如圖2所示，現(xiàn)有論文的rbfhp利用預(yù)先設(shè)計(jì)的模具在第一鋁片上印刷非粘結(jié)性石墨后堆疊到第二鋁片，之后按照熱滾壓-冷滾壓-退火的順序使兩個(gè)鋁片滾壓并接合，并焊接進(jìn)料管，并且從入口向板內(nèi)部注入高壓氣體，使未粘結(jié)的部分膨脹，從而成型為自主連接的腔室。

32、現(xiàn)有論文提出如下結(jié)論：如上所述成型的rbfhp在如圖3所示的測(cè)試條件(四個(gè)均勻分布的熱源測(cè)試)下的結(jié)果值優(yōu)于普通鋁板(翅片)。

33、但是，由于現(xiàn)有論文的rbfhp通過(guò)如上所述的輥粘接方法來(lái)制造，因此存在制冷劑(尤其，液相制冷劑)難以接近最靠近熱源位置的結(jié)合端部(即，邊緣端部)而布置的問(wèn)題。

34、即，在輥粘接方式中，邊緣端部必然接合，至少重疊接合的部分需要與熱源(發(fā)熱體)隔開(kāi)，因此，根據(jù)自身元件的材質(zhì)產(chǎn)生導(dǎo)熱阻力。

35、現(xiàn)有論文的rbfhp的制造方式被限制為輥粘接方式或采用該方式的原因在于，用于在內(nèi)部構(gòu)成兩個(gè)鋁材質(zhì)的板片的最佳方式，由于鋁材質(zhì)的板片自身以彎曲方式在現(xiàn)實(shí)上是不可能的，因此被認(rèn)為是不可避免地采用的方式。

36、另外，現(xiàn)有行論文的rbfhp中，當(dāng)氣化的制冷劑在熱源附近移動(dòng)并移動(dòng)到冷凝的冷凝區(qū)域進(jìn)行冷凝時(shí)，為了最大限度地?cái)U(kuò)大其面積，雖然具有蜂窩結(jié)構(gòu)(蜂巢(honey?comb)結(jié)構(gòu))，但氣相制冷劑迅速移動(dòng)到最遠(yuǎn)離熱源的上端的流動(dòng)區(qū)間變長(zhǎng)，由于在冷凝區(qū)域中冷凝的液相制冷劑的返回路徑和氣相制冷劑的流動(dòng)區(qū)間彼此重疊，因此可以預(yù)料到會(huì)產(chǎn)生大的流動(dòng)阻力的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、技術(shù)問(wèn)題

2、為了解決所述技術(shù)課題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠提高發(fā)熱裝置(電子設(shè)備)的散熱性能的主動(dòng)式散熱機(jī)構(gòu)及其制造方法。

3、并且，本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種能夠使填充于內(nèi)部的制冷劑的熱輸送能力最大化的主動(dòng)式散熱機(jī)構(gòu)及其制造方法。

4、并且，本實(shí)用新型的又一目的在于提供一種制造性?xún)?yōu)異的主動(dòng)式散熱機(jī)構(gòu)及其制造方法。

5、并且，本實(shí)用新型擴(kuò)大作為制冷劑的水的使用范圍，在通常的金屬材質(zhì)中，由導(dǎo)熱率較低的金屬材質(zhì)代替導(dǎo)熱率較高的鋁(al)材質(zhì)，從而能夠生產(chǎn)低成本的產(chǎn)品，本實(shí)用新型的又一目的在于提供能夠呈現(xiàn)與現(xiàn)有的散熱性能的效果相同或其以上的效果的主動(dòng)式散熱機(jī)構(gòu)及其制造方法。

6、并且，本實(shí)用新型的又一目的在于能夠采用及應(yīng)用水作為可發(fā)生相變的制冷劑，從而能夠充分滿(mǎn)足各個(gè)國(guó)家的預(yù)定事項(xiàng)的主動(dòng)式散熱機(jī)構(gòu)及其制造方法。

7、本實(shí)用新型期望解決的技術(shù)問(wèn)題并不局限于以上提及的技術(shù)問(wèn)題，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以通過(guò)以下記載而明確理解未提及的其他技術(shù)問(wèn)題。

8、技術(shù)方案

9、根據(jù)本實(shí)用新型的主動(dòng)式散熱機(jī)構(gòu)包括：導(dǎo)熱板主體，具有在內(nèi)部具有填充制冷劑的制冷劑流動(dòng)空間，其中，所述導(dǎo)熱板主體包括：一側(cè)導(dǎo)熱板，形成所述制冷劑流動(dòng)空間在厚度方向上的一側(cè)面；以及另一側(cè)導(dǎo)熱板，形成所述制冷劑流動(dòng)空間在厚度方向上的另一側(cè)面，其中，在所述一側(cè)導(dǎo)熱板及所述另一側(cè)導(dǎo)熱板中的至少一個(gè)形成有向所述制冷劑流動(dòng)空間突出形成的強(qiáng)度加強(qiáng)部。

10、并且，構(gòu)成所述導(dǎo)熱板主體的金屬板部件可以由不銹鋼(sus)材質(zhì)配備。

11、并且，所述制冷劑流動(dòng)空間可以包括：第一制冷劑流路，通過(guò)所述導(dǎo)熱板主體從作為散熱對(duì)象的發(fā)熱體獲取熱量；以及多個(gè)第二制冷劑流路，與所述第一制冷劑流路連接，將所述制冷劑中的由氣態(tài)冷凝為液態(tài)的液相制冷劑均勻地供應(yīng)到所述第一制冷劑流路一側(cè)。

12、并且，所述第二制冷劑流路可以沿重力方向形成或相對(duì)于重力方向傾斜地形成。

13、并且，所述第二制冷劑流路可以在定義從所述導(dǎo)熱板主體的對(duì)向的表面向所述制冷劑流動(dòng)空間內(nèi)側(cè)對(duì)稱(chēng)地突出形成的多個(gè)傾斜引導(dǎo)件之間。

14、并且，所述第二制冷劑流路或所述多個(gè)傾斜引導(dǎo)件的一端和另一端中的至少一個(gè)可以與所述第一制冷劑流路連接，并且所述一端和所述另一端可以連接成直線。

15、并且，所述一側(cè)導(dǎo)熱板及所述另一側(cè)導(dǎo)熱板可以利用單一的金屬板部件構(gòu)成，所述制冷劑流動(dòng)空間可以通過(guò)所述單一的金屬板部件的彎曲(bending)而形成。

16、并且，所述一側(cè)導(dǎo)熱板及所述另一側(cè)導(dǎo)熱板可以利用兩個(gè)分離的金屬板部件構(gòu)成，所述制冷劑流動(dòng)空間可以通過(guò)所述兩個(gè)金屬板部件的接合而形成。

17、技術(shù)效果

18、根據(jù)本實(shí)用新型的主動(dòng)式散熱機(jī)構(gòu)及其制造方法的一實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)如下的多種效果。

19、第一、可以在散熱殼體主體的背表面使得因熱量的上升氣流而引起的熱集中現(xiàn)象最小化，并能夠?qū)崿F(xiàn)通過(guò)由制冷劑的相變所產(chǎn)生的主動(dòng)的熱傳遞，從而實(shí)現(xiàn)大幅提高整體散熱性能的效果。

20、第二，通過(guò)縮短填充于內(nèi)部的制冷劑的氣液循環(huán)周期，以使熱輸送能力最大化，從而可以實(shí)現(xiàn)提高散熱性能的效果。

21、第三、將構(gòu)成制冷劑相變而流動(dòng)的制冷劑流動(dòng)空間的導(dǎo)熱板主體的材質(zhì)替換為作為低于鋁材質(zhì)的金屬材質(zhì)的sus材質(zhì)，其中，相比于由現(xiàn)有的鋁材質(zhì)構(gòu)成的材質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)更高的散熱性能的效果。

22、第四、能夠?qū)⒅评鋭┫薅樗畞?lái)選擇使用，尤其，能夠?qū)崿F(xiàn)在限制制冷劑的使用的國(guó)家確保產(chǎn)品的使用及制造的設(shè)計(jì)多樣性的效果。

23、第五、與導(dǎo)熱率相對(duì)優(yōu)異的金屬材質(zhì)相比，在使用導(dǎo)熱率相對(duì)低的金屬材質(zhì)的情況下，也能夠制造具有相同或更優(yōu)異的散熱性能的散熱機(jī)構(gòu)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)減制造費(fèi)用并簡(jiǎn)化制造工序的效果。