[发明专利]散热装置和方法

说明书

发明背景

1.发明领域

本公开大体上涉及电子学的领域，且更具体地，涉及从电子部件散热的装置和方法。

2.相关技术的讨论

现代电子部件在运转期间产生过多量的热。为了确保部件不会过热，系统设计者附接对流散热器（heat sink）以通过提供从装置到环境的高效率热传递路径使这些部件冷却。典型的对流散热器被设计成将热能从高温部件传递到温度较低的周围空气。这样的典型散热器通过基底附接至该部件，且包括鳍状物（fin）或引脚（pin）来增加散热器在给定空间内的表面积。

图1显示了散热器100的众所周知的实施方式。该散热器可以从铝伸出且包含散热部件102，散热部件102具有从基底106垂直地延伸的平行鳍状物104。通过增加散热器100的表面积，散热器100的热传递能力增加。散热器100的表面积可以通过使鳍状物104在远离电子部件的一个方向上延伸从而产生伸出的鳍状物轮廓来增加，或者通过提供更多的较小鳍状物来增加。被部件102加热的空气穿过鳍状物104，从而将热远离该装置传递到周围环境。

然而，由于鳍状物104本质上是平板，在与沿着该板的表面同一方向上流动的空气形成了微停滞空气层。该微空气层引起空气流在鳍状物的表面附近减少，减少了穿过散热器的总的空气流。该效应导致从电子部件消散并传递到周围环境的热的量减少。

散热器设计的效率通过散热器与环境空气之间的热阻来测量。微停滞空气层使穿过散热器的空气流减少，因此增加了散热器的热阻并降低了散热器的效率。为了补偿较低的效率，迫使设计者创建用于消散大量的热的电子部件的更大且更重的散热器。尽管散热器有不同的设计，但一般而言，散热器的表面积越大，热阻就越低。特别地要求的冷却应用可能需要同时使用许多散热器，这进一步增加了散热器系统的体积和重量。通过增加散热器的体积、重量和部件数量，由于增加的材料和更复杂的工具作业，增加了成本。大型散热器可能也难以在空间受限的情况下实现。

发明简述

因此，存在对于改进从电子装置到周围环境的热传递的更高效且更小的散热系统和方法的需要。本公开的方面和实施方式指向减轻重量并提高冷却解决方案的效率的散热装置、系统和方法。

本公开的一个方面指向一种用于发热部件的散热装置。在一种实施方式中，散热装置包含具有一定长度的至少一个螺旋形空气管。该至少一个空气管热耦合至发热部件以从发热部件散热。

散热装置的实施方式还包含耦合至该至少一个螺旋形空气管和发热部件的基板。该至少一个螺旋形空气管包括被配置成沿着空气管的长度延伸的壁。基板被配置成固定于壁。散热装置还包含由该至少一个螺旋形空气管、壁和基板形成的至少一个通路。从发热部件散发的热流过该至少一个通路的一定长度。散热装置还包含至少两个空气管。被配置成沿着该至少两个空气管的长度延伸的壁形成另一个空气管。该至少一个螺旋形空气管包括在空气管中形成的沿着空气管的长度纵长地延伸的至少一个通道。该至少一个通道在空气管中形成为螺旋状物。该至少一个螺旋形空气管包括设置在该至少一个空气管的一端上的入口和设置在该至少一个空气管的相对端上的出口，其中由发热部件产生的热空气从入口流动至出口。根据权利要求8所述的散热装置还包含被配置成将空气从入口推进至出口的风扇。根据权利要求1所述的散热装置，其中该至少一个螺旋形空气管包括内表面，其中由发热部件产生的热空气沿着内表面流动以在内表面上形成微空气层。根据权利要求10所述的散热装置，其中该至少一个螺旋形空气管被配置成搅动沿着螺旋形空气管的内表面流动的微空气层。散热装置还包含被配置成包围该散热装置的壳体。

本公开的另一个方面指向一种从发热部件散热的方法。在一种实施方式中，该方法包含：提供具有一定长度的至少一个螺旋形空气管；将该至少一个螺旋形空气管耦合至发热部件；以及用该至少一个螺旋形空气管从发热部件散热。