[发明专利]用于冷却电子设备的方法和装置

说明书

一些特征涉及一种装置，该装置包括第一散热器和第二散热器和矩阵式散热器，矩阵式散热器包括与第二多个部分垂直的第一多个部分，所述第一多个部分与所述第二多个部分相交，以及相变材料(PCM)，相变材料被定位在由所述矩阵式散热器限定的多个容器中。

优先权申明

本专利申请要求于2018年5月17日提交的名称为“METHOD AND APPARATUS FORCOOLING OF AN ELECTRONIC DEVICE (用于冷却电子设备的方法和装置)”的申请号为15/981,931的申请的优先权，并且本申请在本文中已经转让给受让人，并且在此通过引用明确并入本文。

技术领域

各种特征都涉及用于冷却电子设备的方法和装置，包括相变材料和矩阵式散热器。

背景技术

集成电路(IC)、基板、封装和电子设备正被不断地推向更小形式的因素。随着IC的面积变得更小，功率消耗就会增加，因此跨IC 的功率密度也会增加。跨IC的增加的功率密度与由IC所产生的热量的增加量对应。增加的热量可以降低主动设备的性能，诸如在IC上的晶体管。此外，从消费者使用的角度来看，增加的IC温度可以是有问题的。例如，手持式消费者设备(诸如移动电话、膝上型计算机、平板计算机等)的可以由用户接触的表面不可以超过特定温度，以安全保护用户免受烧伤或不适。

冷却在设备内的一个或多个IC有助于降低设备的表面温度，并且增加IC的寿命。IC可以使用被动或主动方式进行冷却。

图1图示了用于冷却的常规装置的横截面视图。具体地，图1图示了装置100，该装置包括第一散热器102a、第二散热器102b以及位于第一散热器102a和第二散热器102b之间的相变材料(PCM)104。PCM 104是在一定温度处储存和释放能量(例如热量)的材料。

装置100被耦合到热源199。例如，第一散热器102a可以被耦合到热源199，并且第二散热器102b可以背对热源199。当热源199温度升高时，热量从热源199散发到第一散热器102a，并且散发到PCM 104。PCM 104作为固体材料开始吸收从热源199传递、并且通过散热器102a扩散到PCM 104的热量。当PCM达到其发生相变的温度时，它会改变为液体材料。当PCM 104被加热(即，从固体变成液体)，它吸收大量能量，从而有助于降低热源温度。一旦功率/温度下降，并且PCM 104转换回固体，PCM 104便向第二散热器102b释放潜能，这允许热量从装置100和热源199散发。热源199和装置100 二者都可以被合并到电子设备(未示出)中。

装置100的一个缺点是，它可能不会有效地散热，因为从热源199 到PCM 104的热量传递受到第一散热器102a的限制，并且受到PCM 104有效地以整个材料吸收能量的能力的限制。换言之，第一散热器 102a仅提供有限的表面积，以用于将热量扩散到PCM 104。此外，装置100依靠PCM 104将热量从热源199传递到第二散热器102b。因此，热源199的有效冷却缓慢而无效率。需要更快地将热量从热源199 传递到PCM 104中，以用于潜热激活，并且通过它实现稳态条件和扩散。

图2A图示了用于冷却的另一常规装置的横截面视图。具体地，图2A图示了装置200，该装置包括第一散热器202a、第二散热器202b 和位于PCM 204之间的多个碳纳米管(CNT)206。装置200可以被耦合到热源，诸如热源199(参见图1)。

图2B图示了图2A的装置200的顶视图。在这个视图中，可以看到多个CNT 206被跨PCM 204的区域定位。

虽然多个CNT 206提供了增加的散热表面积，但是多个CNT 206 中的每个CNT 206都很小，并且仅提供有限的表面积，用于将热量扩散到PCM 104。因此，在本领域中需要一种能够更快且更有效地散热的机制。

发明内容