真空增強散熱器制造技術

本申請的實施例中包括一種散熱器，可包括具有小于300微米厚度的第一層；多個安置在所述第一層和以一種模式排列的柱狀物；其中所述多個柱狀物的每個柱狀物具有小于100微米的高度；具有小于200微米厚度的第二層，其中所述第一層的部分與所述第二層的部分密封在一起；以及真空室，所述真空室形成在所述第一層與所述第二層之間，并且所述真空室內安置多個柱狀物。

Vacuum enhanced radiator

An embodiment of the application includes a radiator, including a first layer having less than 300 microns in thickness; a plurality of arranged in the first layer and is arranged in a pattern of columns; each column of the plurality of columns is less than 100 microns in height has second layers; less than 200 microns in thickness, wherein the first portion of the layer and the second layer part of the seal together; and a vacuum chamber, the vacuum chamber is formed between the first layer and the second layer, and the vacuum chamber for multiple columns.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】真空增強散熱器相關申請的交叉引用本申請為于2014年09月15日遞交的名稱為“真空增強散熱器(VACUUM-ENHANCEDHEATSPREADER)”的美國臨時專利申請號為62/050,519的非臨時申請；和于2014年09月17日遞交的名稱為“啟用微柱狀物的熱地平面(MICROPILLAR-ENABLEDTHERMALGROUDPLANE)”的美國臨時專利申請號為62/051,761的非臨時申請；以及于2014年10月28日遞交的名稱為“基于聚合物的微制造熱地平面(POLYMER-BASEDMICROFABRICAEDTHERMALGROUD)”的美國臨時專利申請號為62/069,564的非臨時申請，這三件臨時專利申請在此通過引用全部并入本文。
技術實現思路
在本申請的所述部分實施例中包括一種散熱器，可包括具有小于300微米厚度的第一層；多個安置在第一層和以一種圖案排列的柱狀物，其中所述多個柱狀物的每個柱狀物具有小于50微米的高度；具有小于200微米厚度的第二層，其中所述第一層的部分與所述第二層的部分密封在一起；以及真空室，所述真空室形成在所述第一層與所述第二層之間，并且所述真空室內安置多個柱狀物。在部分實施例中，所述第二層可具有熱導率，且所述第二層的熱導率低于所述第一層的熱導率。在部分實施例中，所述第一層可具有大于200W/mK的熱導率，所述第二層可具有大于0.1W/mK的熱導率，和/或所述多個柱狀物可具有小于0.2W/mK的熱導率。在部分實施例中，所述第一層可包括熱地平面。在部分實施例中，所述多個柱狀物可以一種圖案排列，并且根據所述柱狀物的位置，所述排列圖案隨著所述柱狀物的密度不同而不同。在部分實施例中，所述第二層可與一種電子設備的體殼或電子系統耦接。在本申請的所述部分實施例中包括一種散熱器，包括第一層；具有小于所述第一層厚度的第二層，并且所述第二層具有熱導率，且所述第二層的熱導率低于第一層的熱導率；；以及真空室，所述真空室設置在所述第一層與所述第二層之間，其中所述第一層與所述第二層氣密密封并形成真空室。在部分實施例中，所述第一層可具有大于200W/mK的熱導率，所述第二層可具有大于0.1W/mK的熱導率，和/或所述多個柱狀物可具有小于0.2W/mK的熱導率。在部分實施例中，所述第二層可具有小于200微米的厚度。在部分實施例中，任意或所述第一層與所述第二層都可包括選自由以下各者組成的列表的一種材料：覆銅箔Kapton、Kapton、銅、鋁、釕、石墨、重金屬(meatal)、聚合物以及聚酰亞胺、玻璃、陶瓷等。在部分實施例中，所述散熱器可包括所述多個柱狀物與所述第一層以及所述第二層耦接，并且安置在真空室內。在部分實施例中，所述多個柱狀物可具有小于100微米或者50微米的高度。在部分實施例中，多個柱狀物可具有介于0.05與0.2W/mK之間的熱導率。在部分實施例中，所述多個柱狀物的每個柱狀物可包括多個不相似的層。在部分實施例中，每個柱狀物可包括選自由以下各者組成的列表的一種材料：氣凝膠泡沫、聚合物、玻璃、陶瓷、以及其他具有低熱導率的材料等。在部分實施例中，每個柱狀物通過沉積過程形成；所述沉積過程選自由以下各者組成的列表：原子層沉積、聚合物沉積、聚合物圖案、以及分子層沉積。在部分實施例中，所述散熱器可包括至少真空充氣口或者管的部分；所述真空充氣口或者管與所述真空室耦接。部分實施例包括一種方法，所述方法包括，提供具有小于300微米厚度的第一層；將多個柱狀物以一種圖案圖案沉積在所述第一層上；其中所述多個柱狀物的每個柱狀物具有小于200微米的高度；提供第二層在所述第一層上，并且與所述多個柱狀物創建真空室，其中所述第二層具有小于200微米的厚度；所述第一層的部分與所述第二層的部分密封在一起；且從所述真空室中抽真空。在部分實施例中，所述柱狀物通過沉積方法沉積在所述第一層上，所述沉積方法選自由以下各者組成的列表：原子層沉積、聚合物沉積、聚合物圖案、以及分子層沉積。附圖說明本申請的前述和其它特征、方面、及優點從結合附圖作出的以下詳細描述可得到更好的理解。圖1為以表面材料和接觸時間為依據的一移動系統的最高容許表面溫度的圖表。圖2為所述部分實施例一移動設備中非有效的熱擴散的非均勻升溫紅外圖像(熱點或熱區域)的示例。圖3為部分實施例聚合物膜在Ru(ALD-Ru)涂層的原子層沉積之前和之后的對比。圖4A為部分實施例真空增強散熱器。圖4B為部分實施例真空增強散熱器。圖5A、圖5B、圖5C及圖5D為真空增強散熱器的柱狀物的大小以及排列的示例。圖6A、圖6B及圖6C為三種不同但厚度都為250微米的散熱器充當依附在一250微米厚度的聚合物的散熱層從而模擬一電子設備或電子系統的塑料蓋。圖7為所述三種不同的散熱器的結溫度平面及殼體體溫度平面。圖8A、圖8B及圖8C為圖6A、圖6B及圖6C顯示的三種不同散熱器的殼體體溫度平面的圖表。圖9A、圖9B及圖9C為圖6A、圖6B及圖6C顯示的三種不同散熱器的模擬結溫度的圖表。圖10為部分實施例具有不同柱狀物之間的間距及不同層厚度的三種不同真空增強散熱器。圖11為圖10顯示在三種不同散熱器的殼體體溫度平面的所述等溫線的圖表。圖12為圖10顯示在三種不同散熱器的所述殼體體溫度平面的所述等溫線的圖表。圖13為部分實施例中的另一個實施例依附在散熱器的真空增強散熱器的啟用多真空的隔絕層。圖14為具有蒸汽核心及柱狀物的真空增強散熱器充當在熱地平面的(包括毛細結構)真空層的示例。具體實施方式移動系統的一個挑戰(例如智能手機、平板和可穿戴的電子產品)為殼體溫度的控制。所述殼體溫度為一設備的外部溫度(例如：殼體)，所述設備殼體可通過手指、手、臉、耳朵、或者人體任何其他部位接觸。當一設備的部分的溫度超過最高的容許溫度時，用戶將認定所述設備較熱。當然，此“熱”感取決于表面材料及接觸的持續時間；并且此“熱”感對于不同人的熱生理機能會有所不同。如圖1所示為對于不同材料及不同接觸時間(接觸持續時間)的可容許的殼體溫度的圖表。如圖2所示，在一智能手機中，比周圍溫度更高溫度的的熱點或者區域可通過電子芯片(例如，5瓦處理器或者1瓦小號無限放大器)產生。由于前述熱點外圍的溫度比其溫度低，因此所述熱點及區域可通過有效的熱擴散消除。移動系統的部分實施例可包括具有被涂覆有薄金屬層的聚合物層的設備和/或一用薄金屬層涂覆在聚合物層上以裝飾為目的方法。例如，原子層沉積(ALD)可被用來在聚酰亞胺沉積一釕(Ru)薄膜。所述Ru充當裝飾層使得所述聚酰亞胺得到像金屬一樣光亮的效果。在此例子中，所述Ru沉積過程中因聚酰亞胺具有低熱導率及耐高溫的能力，因此選用了聚酰亞胺。如圖3為所述部分實施例聚合物膜在Ru涂層的原子層沉積之前和之后的對比。所述聚酰亞胺薄膜可具有任意厚度，例如，厚度為0.05mm、2nm的ALD氧化鋁籽晶層用以提高Ru的核形成、和/或一作為裝飾表層的100nm厚度的Ru層。所述聚酰亞胺薄片、氧化鋁籽晶層、及Ru裝飾層的特定厚度可為任意厚度。然而，顯而易見的，在Ru原子層沉積后，所述聚酰亞胺表面的光學外觀被完全改變了。此外，由于ALD為極其薄的金屬涂層，因此所述薄膜(包含聚合物與金屬涂層)的熱導率與所述聚酰亞胺的熱導率很接近，并且本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種散熱器，包括：具有小于300微米厚度的第一層；多個安置在所述第一層和以一種圖案排列的柱狀物，其中，所述多個柱狀物的每個柱狀物具有小于10微米的高度；具有小于200微米厚度的第二層，其中，所述第一層的部分與所述第二層的部分密封在一起；以及一真空室，所述真空室形成在所述第一層與所述第二層之間，并且所述真空室內安置多個柱狀物。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.09.15 US 62/050,519;2014.09.17 US 62/051,761;1.一種散熱器，包括：具有小于300微米厚度的第一層；多個安置在所述第一層和以一種圖案排列的柱狀物，其中，所述多個柱狀物的每個柱狀物具有小于10微米的高度；具有小于200微米厚度的第二層，其中，所述第一層的部分與所述第二層的部分密封在一起；以及一真空室，所述真空室形成在所述第一層與所述第二層之間，并且所述真空室內安置多個柱狀物。2.如權利要求1所述的散熱器，其中所述第二層具有熱導率，且所述第二層的熱導率低于所述第一層的熱導率。3.如權利要求1所述的散熱器，其中：所述第一層具有大于200W/mK的熱導率，所述第二層具有大于0.1W/mK的熱導率，所述多個柱狀物具有小于0.2W/mK的熱導率。4.如權利要求1所述的散熱器，其中所述第一層包括熱地平面。5.如權利要求1所述的散熱器，其中多個柱狀物以一種圖案排列，所述圖案隨著橫穿于所述第一層的柱狀物的密度的不同而不同。6.如權利要求1所述的散熱器，其中所述第二層與一種電子設備的殼體耦接。7.一種散熱器，包括：第一層；具有小于第一層厚度的第二層，所述第二層具有熱導率，且所述第二層的熱導率低于第一層的熱導率；以及真空室，所述真空室設置在所述第一層與所述第二層之間，其中所述第一層與所述第二層氣密密封并形成所述真空室。8.如權利要求7所述的散熱器，其中：所述第一層具有大于200W/mK的熱導率，所述第二層具有大于0.1W/mK的熱導率，所述多個柱狀物具有小于0.2W/mK的熱導率。9.如權利要求7所述的散熱器，其中所述第二層具有小于200微米的厚度。10.如權利要求7所述的散熱器，其中所述第一層與所述第二層中的任意一者或兩者包括選自由以下各者組成的列表中的一種材料：覆銅箔Kapton(copper-cladded...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李云城，徐珊珊，楊榮貴，庫里奇·克林·詹尼斯，路易斯·瑞恩·約翰，劉·麗·安妮，林清懿，
申請(專利權)人：科羅拉多州立大學董事會法人團體，
類型：發明
國別省市：美國,US