技术领域
[0001] 本发明涉及散热器件技术领域，特别涉及一种柔性均热结构。
相关背景技术
[0002] 现有电子产品功率密度越来越高，散热变成了一个显著的问题，常用均热板进行辅助散热，但是由于现有均热板毛细结构工艺采用金属粉烧结或者沟槽的被动毛细力不足，材质选用铜或者铝等刚性金属材质制作等原因，导致其出现了无法适应柔性电子设备。而且现有将金属粉末烧结制成的均热板(铝粉烧结约600℃左右，铜粉烧结约900℃左右)，能源消耗大，制造成本高。
具体实施方式
[0022] 以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。
[0023] 在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。
[0024] 虽然在一些实例中术语第一、第二等在本文中用来描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语限制。这些术语仅用来将一个元件与另一个元件进行区分。
[0025] 再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在的特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、步骤、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
[0026] 第一实施例
[0027] 图1是本申请第一实施例的柔性均热结构的局部剖视示意图，如图1所示，柔性均热结构包括由热熔状态的高分子聚合物11与金属粉末12混合形成的固态均热板10，均热板10内设有流道101和位于流道101中的流体，流道101能产生毛细力驱使流体流动。在本实施例中，均热板10呈板状，也可根据需要做成不同大小尺寸和形状的均热板10。
[0028] 本申请的柔性均热结构的均热板10由高分子聚合物11与金属粉末12混合固化形成，不仅能实现柔性弯折，还具有较高的导热能力(克服了传统聚合物导热系数差的问题)，能适应复杂曲面屏，甚至缠绕等应用场景使用，能满足可穿戴电子等柔性设备的散热。而且均热板10内部设置的流道101能够产生毛细作用力，能实现流体热量的各异化传输，达到快速均热的目的。此外，本申请的均热板10采用价格低廉的金属粉末12与高分子聚合物11材料搭配低温热熔工艺实现混合，其加热温度在300℃以内，相较于现有将金属粉末12烧结制成的均热板10(铝粉烧结约600℃左右，铜粉烧结约900℃左右)，本申请能减少能源消耗，大大降低了生产成本。
[0029] 可选地，金属粉末12的质量比为5％～10％，例如6％、8％、9％。
[0030] 可选地，金属粉末12包括铜粉或铝粉，或二者的混合物，但并不以此为限。
[0031] 可选地，均热板10内部的全部流体的体积占均热板10内部的全部流道101的容积之和的30％～40％，以方便流道101产生毛细力驱使流体流动，进而快速实现均热。
[0032] 可选地，流体可采用去离子水、乙醇、氟化液以及液态金属等材质，但并不以此为限。
[0033] 可选地，图2是本申请的柔性均热结构沿厚度方向的剖视示意图，如图2所示，均热板10包括至少两层相互堆叠设置的均热层13，流道101形成于相邻两均热层13之间；均热层13的数量可根据实际需要自由增减，例如均热层13的数量为3、4、5、6，但并不以此为限。在本实施例中，每层均热层13均是由热熔状态的高分子聚合物11与金属粉末12混合固化形成，在固化后的均热层13至少一表面制作沟槽，最后将多层均热层13相互叠置形成均热板
10，均热板10的周缘采用热熔法对流道101进行封口。
[0034] 可选地，流道101包括多条第一通道1011和多条第二通道1012，多条第一通道1011与多条第二通道1012交叉设置，且相互连通。在本实施例中，第一通道1011和第二通道1012可以为直线型，或者弯曲型，或者为非规则的通道结构，根据实际需要可自由设计；第一通道1011和第二通道1012的内径根据实际需要自由设计，以能够产生毛细力为前提条件。
[0035] 可选地，图3是本申请一实施例的单层均热层的俯视结构示意图，如图1和图3所示，制作流道101的方法包括：
[0036] 准备均热层13，将多根加热电极沿第一方向相互间隔的排布在均热层13的表面，利用加热电极熔化均热层13的高分子聚合物11形成多条第一沟槽，由于金属粉末12不会融化，会集中在第一沟槽的槽壁上，方便均热。
[0037] 形成多条第一沟槽后，调整多根加热电极的摆放方向，使多根加热电极沿第二方向相互间隔的排布在均热层13的表面，利用加热电极熔化同个均热层13的高分子聚合物11形成多条第二沟槽，其中多条第二沟槽与多条第一沟槽交叉设置，且相互连通，其中第一方向与第二方向具有一夹角，该夹角为大于0°，且小于180°。
[0038] 将制作好多条第一沟槽和多条第二沟槽的均热层13与另一均热层13(未制作沟槽的均热板13或制作有与上述相同沟槽的均热板13)相互贴合形成均热板10，均热板10的周缘采用热熔法对流道101进行封口，一均热板13上的多条第一沟槽被另一均热板13覆盖形成多条第一通道1011，一均热板13上的多条第二沟槽被另一均热板13覆盖形成多条第二通道1012。
[0039] 可选地，图4是本申请另一实施例的单层均热层的俯视结构示意图，如图1和图4所示，制作流道101的方法包括：
[0040] 准备一均热层13，将多根加热电极沿第一方向相互间隔的排布在均热层13的表面，利用加热电极熔化均热层13的高分子聚合物11形成多条第一沟槽，由于金属粉末12不会融化，会集中在第一沟槽的槽壁上，方便均热。
[0041] 准备另一均热层13，调整多根加热电极的摆放方向，使多根加热电极沿第二方向相互间隔的排布在均热层13的表面，利用加热电极熔化该均热层13的高分子聚合物11形成多条第二沟槽，其中第一方向与第二方向具有一夹角，该夹角为大于0°，且小于180°。
[0042] 将制作好多条第一沟槽的均热层13与制作好多条第二沟槽的均热层13相互贴合形成均热板10，均热板10的周缘采用热熔法对流道101进行封口，多条第一沟槽形成多条第一通道1011，多条第二沟槽形成多条第二通道1012，条第二沟槽与多条第一沟槽交叉设置，且相互连通。
[0043] 第二实施例
[0044] 图5是本申请第二实施例的柔性均热结构的局部剖视示意图，如图5所示，本实施例的柔性均热结构与第一实施例的柔性均热结构大致相同，不同点在于本实施例的均热板10包括低温区141和高温区142。
[0045] 可选地，如图5所示，低温区141的流道101与高温区142的流道101相互不导通；低温区141与高温区142之间具有未设置流道101的间隔区，间隔区将低温区141与高温区142分隔开，避免低温区141与高温区142进行热量传导。在本实施例中，低温区141的流道101内具有流体，高温区142的流道101内具有流体，但二者的流体不会相互传导热量，低温区141用于为低功率器件散热，高温区142用于为高功率器件散热，由于低温区141与高温区142的流道101相互不导通，能够有效防止低功率器件被附近的高功率器件反向加热，实现分区均热的功能。
[0046] 可选地，如图5所示，低温区141内的流道101内径小于高温区142内的流道101内径。由于高温区142为高功率器件散热，需要更大内径的流道101，以达到快速均热的目的。
[0047] 第三实施例
[0048] 图6是本申请第三实施例的柔性均热结构的局部剖视示意图，如图6所示，本实施例的柔性均热结构与上述的柔性均热结构大致相同，不同点在于本实施例的柔性均热结构包括至少一个微泵20；微泵20的数量可根据均热板10的大小决定；当均热板10的面积较大时，可设置两个或两个以上的微泵20；当均热板10的面积较小时，可以仅设置一个微泵20。
[0049] 可选地，如图6所示，微泵20与流道101连通，微泵20用于驱使流体在流道101中流动。当微泵20通电启动时，微泵20能抽取流体，使流体在流道101中流动，能实现远距离、大面积的均热需求，比如大型广告LED屏，大型阵列式雷达基板，而这些应用场景单凭现有刚性均热板10的被动毛细力是远远不够的。
[0050] 以下为毛细力的计算公式：
[0051] h＝2cosθ/ρgr
[0052] 式中h为流体流动的距离；σ为流体表面张力；θ为处于水平面内的流体液滴与水平面的夹角；ρ为流体密度；g为重力加速度；r为流道101的半径。
[0053] 理论上流道101的半径r越小，毛细力可以无限大，实际上流道101内径越小传热阻力也会越大，虽然作用力上升了，但是传热极限会下降，并且由于加工工艺的限制不可能做到无限小的流道101，以目前常用的100目的粒径烧结来计算，理论极限流体的传输距离在0.8m左右，实际上要小于此数据；本申请在均热板10上设置至少一个微泵20，可以轻松达到
5m以上。
[0054] 根据温差和流速关系式：
[0055]
[0056] 式中 为传热量；C为比热容；M为质量流速(单位时间内传输的流体质量)；T为温差；V为流速；A为单位时间内传输的流体的截面积。
[0057] 从公式中可以看出温差T与流速V成反比，流速V越大，温差T越小，均热性越好；本申请采用微泵20可以有效加大流速V，减小温差T。
[0058] 可选地，如图6所示，柔性均热结构还包括至少一根导流管30，导流管30埋设在均热板10内，导流管30与微泵20连接，导流管30与流道101连通。在本实施例中，均热板10内埋设有两根导流管30，其中一根导流管30沿着均热板10的长度方向设置，另一根导流管30沿着均热板10的宽度方向设置；导流管30的数量可根据实际需要自由增减，并不以此为限。
[0059] 可选地，图7是本申请第三实施例的温跳开关的透视结构示意图，如图7所示，柔性均热结构还包括温跳开关40，温跳开关40用于感知环境温度，温跳开关40与微泵20电性连接，温跳开关40根据检测的环境温度控制微泵20启动或关闭。本申请的均热板10具备低温阻断传热功能；当温跳开关40检测环境温度较低时，控制微泵20关闭，避免低温环境下电子设备出现启动困难、运行不顺畅等问题；当温跳开关40检测环境温度较高时，控制微泵20启动，实现快速均热。
[0060] 可选地，如图7所示，温跳开关40内设有第一金属片41和第二金属片42，第一金属片41与第二金属片42接触能实现微泵20启动，第一金属片41与第二金属片42分离能实现微泵20关闭；当环境温度低于第一预设温度(例如0℃)时，第一金属片41与第二金属片42分离；当环境温度高于第二预设温度时，第一金属片41与第二金属片42接触，实现高温快速散热功能。在本实施例中，第一金属片41和第二金属片42均采用热膨胀系数不同的金属薄片制成，可以实现特定温度下吸合以及断开，具备低温下阻断传热路径，实现低温保温、高温散热功能，具有一定程度智能化效果。
[0061] 可选地，请参照图5，本申请的均热板10可包括低温区141和高温区142，且低温区141的流道101与高温区142的流道101相互不导通，微泵20与高温区142的流道101连通。在本实施例中，低温区141的流道101通过毛细力进行被动均热，高温区142的流道101通过微泵20进行主动均热，通过二者结合的方式进行实现分区均热。
[0062] 上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。
