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CN115802727A - 散热屏蔽组件、制造方法及电子设备 - Google Patents

散热屏蔽组件、制造方法及电子设备 Download PDF

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Publication number
CN115802727A
CN115802727A CN202310046381.6A CN202310046381A CN115802727A CN 115802727 A CN115802727 A CN 115802727A CN 202310046381 A CN202310046381 A CN 202310046381A CN 115802727 A CN115802727 A CN 115802727A
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat
heat dissipation
shielding
flow guide
shape memory
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202310046381.6A
Other languages
English (en)
Inventor
陈义
李永勃
冯瑞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honor Device Co Ltd
Original Assignee
Honor Device Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honor Device Co Ltd filed Critical Honor Device Co Ltd
Priority to CN202310046381.6A priority Critical patent/CN115802727A/zh
Publication of CN115802727A publication Critical patent/CN115802727A/zh
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Abstract

本申请实施例提供一种散热屏蔽组件、制造方法及电子设备,散热屏蔽组件包括屏蔽单元和导流单元,屏蔽单元包括屏蔽框和导热屏蔽盖,屏蔽框位于电子设备的电路板上,并围设在电路板上的至少一个发热器件的周侧。导热屏蔽盖盖设在屏蔽框远离电路板的一侧,并与发热器件导热接触。导流单元包括至少一个热致型形状记忆材料制成的导流件,导流件导热连接于导热屏蔽盖远离发热器件的一侧,并位于电子设备内部的风道内,且被构造为随导流件的变化而改变自身的形状,以根据发热器件的发热状态引导风道内的散热气流。本申请的散热屏蔽组件能够根据发热器件的温度引导风道内的散热气流,提升发热器件以及电子设备的散热效率。

Description

散热屏蔽组件、制造方法及电子设备
技术领域
本申请涉及电子技术领域,特别涉及一种散热屏蔽组件、制造方法及电子设备。
背景技术
随着科技的发展,人们对于手机、平板电脑、笔记本电脑等电子设备的散热性能的要求越来越高。
电子设备内部具有电路板,电路板上承载有一些中央处理器、图形处理器等发热器件,这些发热器件在运行时的发热量较大,并构成电子设备内的热源。为此,电子设备中通常设置有强冷式散热模组,该强冷式散热模组包括热管、鳍片和散热风扇,热管的一端贴合到发热器件上,热管的另一端延伸到鳍片上,以便通过热管将发热器件的热量传递到鳍片上。鳍片设置于散热风扇的出风端,以便通过散热风扇对鳍片进行散热,从而实现对发热器件的散热。
然而,电子设备中通常存在多个发热器件,电子设备在使用时发热区域和发热时间不固定,强冷式散热模组无法对流向发热器件的散热气流的流量进行控制。
发明内容
本申请提供了一种散热屏蔽组件、制造方法及电子设备,散热屏蔽组件中的导流件能够根据电子设备内的发热器件的发热状态改变自身的形态,来改变电子设备的风道,调节风道内的风阻以及散热气流的分配情况,提升发热器件以及电子设备的散热效率。
本申请实施例第一方面提供了一种散热屏蔽组件,应用于电子设备,散热屏蔽组件包括屏蔽单元和导流单元,屏蔽单元包括屏蔽框和导热屏蔽盖,屏蔽框位于电子设备的电路板上,并围设在电路板上的至少一个发热器件的周侧;导热屏蔽盖盖设在屏蔽框远离电路板的一侧,并与发热器件导热接触;
导流单元包括至少一个热致型形状记忆材料制成的导流件,导流件导热连接于导热屏蔽盖远离发热器件的一侧,并位于电子设备内部的风道内,导流件被构造为随导流件的变化而改变自身的形状,以根据发热器件的发热状态引导风道内的散热气流。
本申请通过散热屏蔽组件中的屏蔽单元设置,由于屏蔽单元包括屏蔽框和导热屏蔽盖,屏蔽框位于电子设备的电路板上,并围设在电路板上的发热器件的周侧,导热屏蔽盖盖设在屏蔽框远离电路板的一侧,并与发热器件导热接触,以便通过屏蔽框和导热屏蔽盖对电路板上的发热器件进行电磁屏蔽的同时,能够使得发热器件的热量传递到导热屏蔽盖上。并且,通过散热屏蔽组件中的导流单元的设置,由于导流单元包括至少一个导流件,通过对导流件的材料以及设置进行限定,这样发热器件的热量可以通过导热屏蔽盖传递至导流件上,以便导流件能够根据发热器件的发热状态快速反映,并根据发热器件的发热状态改变自身的形态,从而快速改变电子设备的风道,引导风道内的散热气流,调节风道内的风阻以及散热气流的分配情况,以便将风道内较多的散热气流分配到电路板上的散热需求较大的发热器件上,提升发热器件以及电子设备的散热效率。
在一些可选的实施方式中,导流件的温度达到预设的形状转变温度时,导流件自身的形状发生改变,以便导流件能够随发热器件传导到导流件上的温度改变自身的形状。
在一些可选的实施方式中,屏蔽单元位于电子设备的收容腔内,并与收容腔的内壁共同围成风道,使得导流件能够位于风道内,并能够通过改变自身的形状,快速改变电子设备的风道,调节风道内的风阻以及散热气流的分配情况。
在一些可选的实施方式中,导流单元包括多个导流件,发热器件对应至少一个导流件,以便导流件能够对对应的发热器件的发热状态的快速反映,自适应改变自身的形状。
在一些可选的实施方式中,导流件被配置为具有至少一种预制的变形形状,每个变形形状均具有一个预设的形状转变温度,导流件的预设的形状转变温度与对应的发热器件的发热温度区间相适配,以便导流件能够根据发热器件的发热状态的变化,自动调节导热屏蔽盖表面散热气流的分配情况,提升发热器件的散热效率。
在一些可选的实施方式中,热致型形状记忆材料为热致型形状记忆合金或者氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料,以便在使得导流件具有形状记忆功能的同时,还能够使得热致型形状记忆材料的种类更加多样化。并且,通过氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料的设置,还能够提高导流件的结构强度、导热性能以及形状记忆响应速度,使得散热屏蔽组件具有轻薄化的特点。
在一些可选的实施方式中,导流件包括固定部和至少一个变形部,固定部与导热屏蔽盖导热连接;
变形部与固定部连接,并被构造为在导流件所处的温度达到预设的形状转变温度时,能够改变自身的形状。
这样通过固定部的设置,由于固定部与导热屏蔽盖导热连接,能够实现导流件与导热屏蔽盖导热连接。并且,通过变形部的设置,能够改变自身的形状,使得变形部能够根据发热器件的发热状态的变化改变自身的形状,实现自动分配风道内的散热气流的功能。
在一些可选的实施方式中,变形部位于固定部的端部,变形部朝向导热屏蔽盖的一面为安装面,安装面与导热屏蔽盖之间具有形变间距,以便变形部能够根据发热器件的发热状态的变化改变自身的形状,确保变形部的变形自由度。
在一些可选的实施方式中,形变间距大于或者等于0.01mm,且小于或者等于0.1mm,以确保变形部的变形自由度。
在一些可选的实施方式中,固定部朝向导热屏蔽盖的一面为贴合面,贴合面与导热屏蔽盖贴合,安装面与贴合面连接,并与贴合面形成导流件上的台阶结构,以便确保安装面与导热屏蔽盖之间具有形变间距。
在一些可选的实施方式中,导热屏蔽盖连接导流件的一面上具有热熔柱,固定部上设有连接孔,热熔柱穿设在连接孔内,并与固定部铆接。
这样通过热熔柱的设置,不仅能够对导流件进行定位,实现导流件与导热屏蔽盖的导热连接,而且还能够对导流件和导热屏蔽盖提供一定的预压力,以确保导热屏蔽盖与发热器件的导热接触的效果。
在一些可选的实施方式中,连接孔包括第一连接孔和第二连接孔,第一连接孔和第二连接孔同轴设置且相互连通;
第一连接孔位于第二连接孔远离发热器件的一侧,且第一连接孔内具有熔接热熔柱的台阶面。
这样通过第一连接孔和第二连接孔的设置,以便热熔柱能够穿设在第一连接孔和第二连接孔内,对导流件进行定位的同时,使得热熔柱在融化后能够与第一连接孔的台阶面熔接,确保导流件与导热屏蔽盖的连接强度,并对导流件和导热屏蔽盖提供一定的预压力。
在一些可选的实施方式中,导流件为呈片状的流线型结构,以减小风道内的风阻。
在一些可选的实施方式中,导热屏蔽盖包括散热板和至少一个导热盖,散热板盖设在发热器件上,并与发热器件导热接触,导流件设置于散热板上;
导热盖的第一端搭接在散热板的一侧,并与散热板固接,导热盖的第二端连接于屏蔽框。
这样通过散热板和导热盖的设置,由于散热板盖设在发热器件上,并与发热器件导热接触,以便发热器件的热量可以通过散热板传递至导流件。并且,通过导热盖的设置,能够实现散热板在屏蔽框和发热器件上的固定。
在一些可选的实施方式中,散热屏蔽组件还包括导热层,导热层填充于散热板和发热器件之间,散热板压设在导热层上,以便通过导热层能够实现散热板与发热器件的导热接触。
在一些可选的实施方式中,导热盖的第一端与散热板固接,导热盖的第二端朝向远离导流件的一侧弯折,并与屏蔽框和电路板中的至少一者可拆卸连接,以便通过导热盖实现散热板在屏蔽框和发热器件上的固定。
本申请实施例第二方面提供了一种电子设备,电子设备包括电路板和至少一个上述任一项的散热屏蔽组件,散热屏蔽组件位于电路板上,并围设在电路板上的至少一个发热器件的周侧,且与发热器件导热接触;散热屏蔽组件中的导流件位于电子设备内部的风道内。
这样通过电子设备中散热屏蔽组件的设置,不仅能够对电路板上的发热器件进行电磁屏蔽,而且能够根据发热器件的发热状态的变化,将风道内较多的散热气流分配到电路板上散热需求较大的发热器件上,提升发热器件以及电子设备的散热效率。
在一些可选的实施方式中,电子设备还包括机体,机体内具有收容腔,电路板位于收容腔内,散热屏蔽组件中的屏蔽框与收容腔的内壁共同围成风道。
这样通过收容腔的设置,在实现散热屏蔽组件在机体内的装配的同时,还能够便于风道的形成。
在一些可选的实施方式中,电子设备还包括散热风扇,机体包括壳体,壳体背离导流件的一侧设有进风口和出风口,进风口与散热风扇的进风端相对设置;
散热风扇的出风端与风道的第一端口相对设置,风道的第二端口与出风口相连通。
这样通过散热风扇、进风口和出风口的设置,使得散热风扇能够通过进风口进入壳体内的风形成散热气流,并使得散热气流在风道内进行流动,并对发热器件进行散热之后能够从出风口流出。
本申请实施例第三方面提供了一种散热屏蔽组件的制造方法,该制造方法应用于上述任一项的散热屏蔽组件,制造方法包括:
配置热致型形状记忆材料;
通过热致型形状记忆材料形成导流件;
将导流件与屏蔽单元中的导热屏蔽盖的一侧导热连接,以使导热屏蔽盖与屏蔽单元所围设的电子设备中的发热器件导热接触时,导流件位于电子设备的风道内。
本申请实施例通过屏蔽单元能够对电路板上的发热器件进行电磁屏蔽的同时,能够使得发热器件的热量传递到导热屏蔽盖上。并且,通过导流件的设置,不仅能够对风道内的散热气流进行导流,而且根据发热器件的发热状态的变化能够改变自身的形状,以便将风道内较多的散热气流分配到电路板上散热需求较大的发热器件上,提升发热器件以及电子设备的散热效率。
在一些可选的实施方式中,导流件被配置为具有至少一种预制的变形形状,每个变形形状均具有一个预设的形状转变温度,导流件的预设的形状转变温度与对应的发热器件的发热温度区间相适配;
导流件的温度达到预设的形状转变温度时,导流件自身的形状发生改变。
这样在发热器件的发热状态发生改变时,对应的导流件能够根据发热器件的发热状态的变化,自动调节导热屏蔽盖表面散热气流的分配情况,提升发热器件的散热效率。
在一些可选的实施方式中,热致型形状记忆材料为热致型形状记忆合金或者氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料,以便在使得导流件具有形状记忆功能的同时,还能够使得热致型形状记忆材料的种类更加多样化。并且,通过氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料的设置,还能够提高导流件的结构强度、导热性能以及形状记忆响应速度,使得散热屏蔽组件具有轻薄化的特点。
在一些可选的实施方式中,热致型形状记忆材料为氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料时,配置热致型形状记忆复合材料,具体包括:
配制氧化石墨烯固化混合溶液;
根据氧化石墨烯固化混合溶液,制备氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料。
这样通过配制的氧化石墨烯固化混合溶液,能够制备氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料,以便于导流件的形成。
在一些可选的实施方式中,配制氧化石墨烯固化混合溶液,具体包括:
制备含有氧化石墨烯的环氧树脂混合溶液;
将弹性固化剂加入环氧树脂混合溶液,形成固化混合液,并使氧化石墨烯在固化混合液中均匀分散;
去除分散后的固化混合溶液的挥发性气体,得到氧化石墨烯固化混合溶液。
这样通过环氧树脂混合溶液中弹性固化剂的设置,能够使得热致型形状记忆复合材料具有形状记忆性能。并且,由于环氧树脂混合溶液中氧化石墨烯的存在,能够增强所制备的热致型形状记忆复合材料的结构强度和导热性能,提高热致型形状记忆复合材料的形状记忆响应速度。
在一些可选的实施方式中,根据氧化石墨烯固化混合溶液,制备氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料,具体包括:
在多个剪裁后的碳纤维布块的表面涂覆氧化石墨烯固化混合溶液,并将多个碳纤维布块叠层设置,以得到层叠物;
将层叠物置于模具内,并向模具内灌入氧化石墨烯固化混合溶液,直至氧化石墨烯固化混合溶液淹没层叠物;
将层叠物预压实后,对模具进行挤压;
将挤压后的层叠物进行真空浸渗处理,得到氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料。
这样通过碳纤维的设置,能够提升所制备的热致型形状记忆复合材料的结构强度。并且,通过对碳纤维布块的表面氧化石墨烯固化混合溶液的涂覆,以及真空浸渗处理,能够使得氧化石墨烯固化混合溶液更好的填充于相邻两个碳纤维布块之间,以确保导流件的导热和变形性能。
在一些可选的实施方式中,真空浸渗处理包括浸渗处理和固化处理:
浸渗处理的真空度为-0.07MPa~-0.09MPa,温度为160℃~200℃,浸渗时间为60min~90min;
固化处理的真空度为-0.07MPa~-0.09MPa,温度为50℃~90℃,固化时间为15min~30min。
这样通过浸渗处理,能够使得氧化石墨烯固化混合溶液更好的填充于相邻两个碳纤维布块之间。并且,通过固化处理,能够便于氧化石墨烯固化混合溶液的固化。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图;
图2为相关技术中提供的一种电子设备的散热的示意图;
图3为本申请实施例提供的一种散热屏蔽组件的结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种热致型形状记忆复合材料的宏观形状记忆过程示意图;
图5为本申请实施例提供的一种风道内的导流件在初始状态下的仿真示意图;
图6为图5中导流件在第一转变形状下的仿真示意图;
图7为图5中导流件在第二转变形状下的仿真示意图;
图8为本申请实施例提供的一种导流件与导热屏蔽盖的装配示意图;
图9为本申请实施例提供的一种导流件与导热屏蔽盖的连接示意图;
图10为本申请实施例提供的一种散热屏蔽组件的制造方法示意图;
图11为本申请实施例提供的一种热致型形状记忆复合材料的配置方法示意图;
图12为本申请实施例提供的一种氧化石墨烯固化混合溶液的配置方法示意图;
图13为本申请实施例提供的一种氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料的制备方法示意图;
图14为本申请实施例提供的一种电子设备的内部装配示意图。
附图标记说明:
100-电子设备;1-机体;11-壳体;111-进风口;112-出风口;12-屏幕组件;13-收容腔; 2-电路板;21-发热器件;
3-散热屏蔽组件;31-屏蔽框;32-导热屏蔽盖;321-散热板;3211-热熔柱;322-导热盖;3221-第一端;3222-第二端;
33-导流件;331-固定部;3311-贴合面;3312-连接孔;3313-第一连接孔;3314-台阶面;332-变形部;3321-安装面;
34-导热层;4-散热风扇;41-出风端;5-均热件;200-结构件;
300-热管;400-鳍片;500-紧固件。
具体实施方式
本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释,而非旨在限定本申请。
本申请实施例提供一种电子设备,该电子设备可以包括但不限于为笔记本电脑、平板电脑(pad)、一体机、手机等对散热性能要求较高的电子产品。
图1示意了一种电子设备的结构示意图。
参考图1所示,电子设备100可以包括机体1,机体1内具有收容腔(在图中未示意),收容腔内可以用于收容电子设备100的电路板2、电池以及一些其他的电子器件(在图中未示意),以便实现电路板2、电池等在机体1内的装配。
在电子设备100的结构不同时,机体1的构成也不同。
例如,如图1中所示,当电子设备100为平板电脑或者一体机时,机体1可以包括壳体11和屏幕组件12,屏幕组件12盖设在壳体11的周侧边缘,并与壳体11共同围成了收容腔,该壳体11可以理解为电子设备100的中框。
例如,在电子设备100为手机时,壳体11可以包括中框和电池盖,电池盖和屏幕组件12盖设于中框相对的两侧,并分别与中框围成一个收容腔。电路板2可以设置于中框朝向电池盖的一侧的收容腔内。
例如,在电子设备100为笔记本电脑时,电子设备100的壳体11可以包括转动连接的第一壳体和第二壳体,屏幕组件12可以设置于第一壳体上。此时,电子设备100的机体1还包括键盘,键盘可以设置于第二壳体上与屏幕组件12相对的一侧,并与第二壳体围成容设电路板2的收容腔。
需要说明的是,在本申请中,对于电子设备100的结构不做进一步限定。
下面以平板电脑为例,对本申请的电子设备100的结构作进一步阐述。
参考图1所示,电路板2可以称为电子设备100的主板,电路板2上通常承载有较多的芯片(在图中未示意)。其中,芯片可以包括但不限于为中央处理器和图形处理器。在电子设备100具有拍摄功能,比如电子设备100为手机时,电路板2上除中央处理器和图形处理器等芯片之外,通常还承载有摄像头等电子器件。中央处理器、图形处理器和摄像头在运行时的发热量较大,可以作为电路板2上的发热器件21,形成了电子设备100内的热源。
电路板2上通常还设置有至少一个屏蔽罩,屏蔽罩罩设在芯片以及一些电子器件的外壁,以防止外界的电场、磁场或者电磁场等,对一些芯片以及一些电子器件造成干扰,增加电磁屏蔽功能。
空气常规自然对流系数一般为2W/m2∙K~25W/m2∙K,由于空气常规自然对流系数较小,为避免这些发热器件21的热量影响自身的使用寿命以及电子设备100的散热性能,在电子设备100内设置有散热风扇,以便通过散热风扇强制空气对流,增加了风速,提升了发热器件21以及电子设备100的散热效率,此时,散热系数可以达到25W/m2∙K~250W/m2∙K。
图2示意了相关技术中提供的一种电子设备的散热的示意图。
参考图2所示,相关技术中的电子设备100a的收容腔13a内设置了一种强冷式散热模组,该强冷式散热模组除散热风扇4a之外,还包括热管300和鳍片400。其中,热管300的一端贴合到发热器件21a上,另一端延伸到鳍片400上,以便通过热管300将发热器件21a的热量传递到鳍片400上,通过鳍片400对发热器件21a进行散热。鳍片400设置于散热风扇4a的出风端,以便通过散热风扇4a对鳍片400进行散热,从而通过鳍片400持续带走发热器件21a的热量,实现对发热器件21a的散热,提升发热器件21a以及电子设备100a的散热性能。
然而,电子设备100a中通常多个发热器件21a,电子设备100a在使用时发热区域和发热时间不固定,强冷式散热模组无法随电子设备100a的发热区域以及发热器件21a的温度进行改变,对流向发热器件21a的散热气流进行控制。
为此,本申请提供了一种散热屏蔽组件、制造方法及电子设备,散热屏蔽组件能够应用于电子设备100,通过散热屏蔽组件中导流件的设置,导流件能够根据电子设备100内发热器件的发热状态引导电子设备100中风道内的散热气流,调节风道内的风阻以及散热气流的分配情况,提升发热器件以及电子设备100的散热效率。
下面结合附图和实施例,对本申请的散热屏蔽组件的结构作进一步阐述。
图3示意了本申请实施例提供的一种散热屏蔽组件的结构示意图。
参考图3所示,散热屏蔽组件3可以包括屏蔽单元和导流单元,屏蔽单元包括屏蔽框31和导热屏蔽盖32,屏蔽框31位于电子设备(在图中未示意)的电路板2上,并围设在电路板2上的至少一个发热器件21的周侧。导热屏蔽盖32盖设在屏蔽框31远离电路板2的一侧,并与发热器件21导热接触。这样导热屏蔽盖32可以通过屏蔽框31支撑在电路板2上,通过屏蔽框31和导热屏蔽盖32对发热器件21进行电磁屏蔽的同时,由于导热屏蔽盖32与发热器件21导热接触,还能够使得发热器件21的热量传递到导热屏蔽盖32上,有利于实现对发热器件21的快速散热。
其中,屏蔽框31可以为采用金属材料通过冲压成型等方式制备而成的框架结构。其中,制备屏蔽框31的金属材料可以包括不限于为洋白铜、五系铝合金、六系铝合金或者铜合金。屏蔽框31可以通过表面贴装技术(Surface Mounted Technology,SMT)焊接在电路板2上,以便通过屏蔽框31实现对导热屏蔽盖32的定位和支撑。
导热屏蔽盖32可以采用金属铜、铜合金或者其他的具有较好的导热性能的金属材料制备而成,在本申请中,对于导热屏蔽盖32所采用的材料不做进一步限定。
继续参考图3所示,发热器件21可以包括上述的中央处理器、图形处理器、摄像头以及电路板2上的其余在运行时发热的芯片或者元件。如图3中所示,当相邻两个发热器件21在电路板2上的距离较近时,屏蔽框31可以围设在两个发热器件21上。或者,在一些实施例中,屏蔽框31还可以围设在一个或者两个以上(比如三个等)的发热器件21上。屏蔽框31所围设的发热器件21的数量,取决于发热器件21的数量以及发热器件21在电路板2上的布局。在本申请中,对于屏蔽框31围设的发热器件21的种类以及数量不做进一步限定。
图4示意了一种热致型形状记忆材料的宏观形状记忆过程示意图。
参考图4所示,热致型形状记忆材料可以理解为在加热刺激下发生形状变化的形状记忆材料,该热致型形状记忆材料具有形状记忆功能。如图4中所示,由热致型形状记忆材料制备的结构件200在加热到预设的形状转变温度后,结构件200在外界施加力的作用下会发生形状的变化。在发生形状的变化的结构件200冷却后,形状变化所产生的能量将存储在结构件200内。当对结构件200再次加热到预设的形状转变温度后,存储在结构件200内的能量将作为输出力输出,并使得结构件200能够凭借热致型形状记忆材料的形状记忆功能,自动恢复到结构件200在发生形状变化之前的结构状态。
如图3所示,导流单元包括至少一个热致型形状记忆材料制成的导流件33。导流件33导热连接于导热屏蔽盖32远离发热器件21的一侧,并位于电子设备100内部的风道内。导流件33被构造为随导流件33的温度变化而改变自身的形状,以根据发热器件21的发热状态引导风道内的散热气流。由于导流件33的存在,这样发热器件21的热量可以通过导热屏蔽盖32传递至导流件33上,以便通过风道内的散热气流带走导流件33的热量,实现对发热器件21的散热。
与此同时,本申请通过导流件33还能够根据发热器件21的温度快速反映,并在导流件33所处的温度达到预设的形状转变温度时,能够根据热致型形状记忆复合材料的记忆功能自动改变自身的形状,从而快速改变电子设备100的风道,调节风道内的风阻以及散热气流的分配情况,控制流向特定的发热器件21的散热气流,使得风道内较多的散热气流能够分配到电路板2上的散热需求较大的发热器件21上,从而提升发热器件21以及电子设备100的散热效率。
需要说明的是,本申请可以通过预编程或者其他的可实现的方式对导流件33的变形形状进行预制,以便导流件33装配在导热屏蔽盖32上后,在对发热器件21的温度快速反映时,能够根据热致型形状记忆材料的记忆功能,将导流件33的形状自动改变至预制的变形形状,从而快速改变电子设备100的风道,根据发热器件21的发热状态引导风道内的散热气流,对发热器件21进行散热。
热致型形状记忆材料可以为热致型形状记忆合金、氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料或者其他的热致型形状记忆复合材料。其中,热致型形状记忆复合材料可以理解为由至少两种非金属材料形成的热致型形状记忆材料。这样在使得导流件具有形状记忆功能的同时,还能够使得热致型形状记忆材料的种类更加多样化。
并且,通过氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料的设置,还能够提高导流件的结构强度、导热性能以及形状记忆响应速度。
除此之外,相较于强冷式散热模组的鳍片400和热管300的金属结构的设置,由于导流件33为氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料制成,还能够使得散热屏蔽组件3具有轻薄化的特点,有助于实现电子设备100的轻薄化设计。
本申请的热致型形状记忆复合材料的具体类型不做进一步限定,导流件33可以采用相关技术中的任一种热致型形状记忆复合材料制备而成。为使得导流件33具有较好的结构强度、导热性能以及形状记忆功能,在一些实施例中热致型形状记忆复合材料可以为包括碳纤维、弹性固化剂和氧化石墨烯粉末制备的复合材料。此时,制备的复合材料还可以称为氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料。
本申请通过热致型形状记忆复合材料中碳纤维的设置,能够提升热致型形状记忆复合材料以及导流件33的结构强度。本申请可以采用丝状的连续碳纤维,其中连续碳纤维的线密度要求大于145Tex,密度要求大于1.32g/cm3
本申请通过热致型形状记忆复合材料中通过弹性固化剂的加入,能够利用弹性固化剂的自身属性,使得热致型形状记忆复合材料具有形状记忆性能,以便在对导流件33进行变形形状预制后,导流件33在温度的刺激下,能够根据形状记忆性能发生变形并达到预制的变形形状,且在对应的发热器件21的温度降低后,能够根据形状记忆性能恢复至导流件33的初始状态。其中,初始状态可以理解为导流件33在未发生变形形状前的形状。本申请可以采用4,4’-二氨基二苯甲烷或者其他的弹性固化材料作为弹性固化剂,使得形成的热致型形状记忆复合材料具备形状记忆性能。
本申请通过热致型形状记忆复合材料中氧化石墨烯粉末的加入,在增强热致型形状记忆复合材料的结构强度和导热性能的同时,还能够利用氧化石墨烯的自身属性,提高热致型形状记忆复合材料的形状记忆响应速度。
下文中将结合具体的示例,对热致型形状记忆复合材料的制备作详细的描述,在此不做进一步赘述。
导流件33的温度达到预设的形状转变温度时,导流件33自身的形状发生改变,以便导流件33能够随发热器件21传导到导流件33上的温度改变自身的形状,引导风道内的散热气流,对发热器件21进行散热。
其中,屏蔽单元可以位于电子设备100的收容腔13内,并与收容腔13的内壁共同围成风道。由于导流件33位于导热屏蔽盖32上,这样能够使得导流件33位于风道内,以便对风道内的散热气流起到导流作用的同时,能够通过改变自身的形状,快速改变电子设备100的风道,调节风道内的风阻以及散热气流分配情况。
继续参考图3所示,导流单元可以包括多个导流件33,发热器件21对应至少一个导流件33,以便有效缩短发热器件21与导流件33之间的距离,使得发热器件21的热量能够通过导热屏蔽盖32快速的传递到导流件33上,以便实现导流件33对对应的发热器件21的温度的快速反映,自适应改变导流件33的形状,对风道内的风阻以及散热气流在风道内分配情况进行调节。
其中,导流件33为呈片状的流线型结构。示例性的,导流件33可以为流线型的导流鳍片400。由于流线型结构的设计,导致导流件33的表面为平滑而规则的表面,没有大的起伏和尖锐的棱角,使得风道内的散热气流在流经导流件33的表面时,能够减小风道内的风阻,有利于进一步提高发热器件21的散热效果。
需要说明的是,在应用中可以根据发热器件21的种类和数量、发热器件21在电路板2上的布局,对导流件33的外观形状进行具体的设置,以确保减小风道内的风阻的同时,能够实现对风道内的散热气流的分配。其中,热源包括电路板2上的多个发热器件21。在本申请中,对于导流件33的外观形状不做进一步限定。
其中,发热器件21可以对应一个、两个或者多个导流件33。随着发热器件21的种类以及导流件33的结构不同,导热屏蔽盖32上与发热器件21相对位置处的导流件33的数量也不相同,在本申请中对于发热器件21对应的导流件33的数量不做进一步限定。
图5示意了一种风道内的导流件在初始状态下的仿真示意图,图6和图7分别示意了图5中的导流件在第一转变形状下和第二转变形状下的仿真示意图。
参考图5至图7所示,导流件33被配置为具有至少一种预制的变形形状,每个变形形状均具有一个预设的形状转变温度,导流件33的预设的形状转变温度与对应的发热器件21的发热温度区间相适配,以便导流件33能够根据发热器件21的发热状态的变化自动调节导热屏蔽盖32表面散热气流的分配情况,引导风道内的散热气流流向散热需求更大的发热器件21上,提升发热器件21以及电子设备100的散热效率。
继续参考图5至图7所示,在一些实施例中,发热器件21的发热温度区间分为低温区间和高温区间,以便根据发热器件21的温度所在的发热温度区间反映发热器件21的发热状态。此时,导流件33可以包括一种预制的变形形状,导流件33在预制的变形形状时对应的预设的形状转变温度,可以与发热器件21的发热温度区间(比如高温区间)相适配。
这样在发热器件21的温度上升为高温区间,且与发热器件21对应的导流件33达到预设的形状转变温度时,导流件33能够根据对对应发热器件21的温度自动调节自身的形状并呈变形形状,从而使得风道内更多的散热气流能够流向与发热器件21对应的发热器件21以及其他散热需求更大的发热器件21上。
参考图5和图6所示,由于风道内具有多个导流件33,这样部分导流件33在风道内呈变形形状时,会导致风道内的多个导流件33呈第一转变形状。同样的,参考图5和图7所示,当另一部分导流件33在风道内呈变形形状时,会导致风道内的多个导流件33呈第二转变形状。在与导流件33对应的发热器件21的温度降低后,导流件33能够根据热致型形状记忆材料的形状记忆功能恢复至初始状态。
在一些实施例中,发热器件21的发热温度区间还可以进一步分为低温区间、中温区间和高温区间。此时,导流件33还可以包括两种变形形状。
为便于描述,将两种变形形状分别定义为第一变形形状和第二变形形状,第一变形形状对应的预设的形状转变温度可以定义为第一形状转变温度,第二变形形状对应的预设的形状转变温度可以定义为第二形状转变温度,其中,第一形状转变温度可以与发热器件21的中温区域相适配,第二形状转变温度可以与发热器件21的高温区间相适配。
这样在发热器件21的发热状态逐渐从低温区间变化到中温区间时,与发热器件21对应的导流件33的温度在达到与第一形状转变温度时,导流件33能够自动调节自身的形状,并使得导流件33呈现第一变形形状,对风道内的散热气流进行导流,在确保对应的发热器件21的散热气流需求的同时,能够将一些散热气流导流至需求更大的发热器件21上,提高电路板2上发热器件21的散热效果。
当发热器件21的发热状态逐渐从中温区间变化到高温区间时,与发热器件21对应的导流件33的温度在达到第二形状转变温度时,导流件33能够自动调节自身的形状,并从第一变形形状转变为第二变形形状,对风道内的散热气流的进行导流,使得更多的散热气流能够流至对应的发热器件21,以提高对应的发热器件21的散热效果。
需要说明的是,导流件33的流线型结构的外观设计可以通过热载荷拓扑优化原理,在提前考虑不同发热器件21不同发热状态下,采用变密度法,以热源的最小平均温度为目标函数,采用最大散热效率为设计准则,根据不同发热器件21不同发热状态的多种组合,计算得到每个发热器件21在不同发热状态下,所对应的导流件33的初始状态以及最佳变形形状。具体的,在目标函数以及设计准则确定时,本领域技术人员通过热载荷拓扑优化原理,采用变密度法,能够设计出符合发热器件21散热需求具有流线型的导流件33。在本申请中,对导流件33的外观设计的原理,不再做进一步赘述。
相关技术中公开了一种风道风阻的调节结构,在该调节结构中采用机械传动结构去调节散热风扇4a的出风端的形状,从而达到分配散热气流的作用,但是需要在调节结构中增加复杂的机械结构,机械结构包括执行机构、传动结构和驱动结构等,增加了调节结构的重量和隐患。并且,通过调整散热风扇4a的出风端的形状的方式去改变散热气流的流量,当发热器件21与出风端距离较远时,对于散热气流的流量的调节效果有限。
相较于上述的调节结构,本申请通过在发热器件21上设置了导热屏蔽盖32和导流件33,可以根据发热器件21的发热状态自动改变形状,自动改变了风道,起到自适应分配散热气流的作用,而且结构简单,无需增加额外的驱动机构,能够简化散热屏蔽组件3以及电子设备100的结构。
如图3中所示,导热屏蔽盖32包括散热板321和至少一个导热盖322,散热板321盖设在发热器件21上,并与发热器件21导热接触,导流件33设置于散热板321上,以便在实现导流件33在导热屏蔽盖32固定和连接的同时,发热器件21的热量可以通过散热板321传递至导流件33,使得导流件33能够根据发热器件21的发热状态的变化,自动调节导热屏蔽盖32表面散热气流的分配情况。
在一些实施例中,在满足发热器件21的散热要求的前提时,导流件33还可以设置于导热盖322上,在本申请中,对于导流件33在导热屏蔽盖32上的设置位置不做进一步限定。
下面以导流件33设置于散热板321上为例,对本申请的散热屏蔽组件3的结构作进一步描述。
其中,为了增强散热板321的导热效果,散热板321可以采用金属铜制备而成。其中,金属铜可以采用铜C1100(紫铜),紫铜的导热系数为380W/m·K~400W/m·K。这样能够使得散热板321的自身具有较好的导热效果,以便发热器件21的热量能够快速传递至导流件33上。
继续参考图3所示,散热屏蔽组件3还可以包括导热层34,导热层34填充于散热板321和发热器件21之间,散热板321压设在导热层34上,以便通过导热层34能够实现散热板321与发热器件21的导热接触。其中,导热层34可以由导热填充材料填充在散热板321和发热器件21之间而形成。示例性的,导热填充材料包括但不限于为导热凝胶、硅脂、液态金属等。
其中,散热板321朝向发热器件21的一面可以为平面,以便散热板321可以紧密压合在导热层34上,进一步增强散热板321与发热器件21导热接触的效果。
继续参考图3所示,导热盖322的第一端3221可以搭接在散热板321的一侧,并与散热板321固接,导热盖322的第二端3222可以连接于屏蔽框31,以便通过导热盖322的设置,能够实现散热板321在屏蔽框31和发热器件21上的固定。
如图3中所示,导热盖322的第一端3221可以与散热板321固接,导热盖322的第二端3222可以朝向远离导流件33的一侧弯折,并与屏蔽框31和电路板2中的至少一者可拆卸连接,以便通过导热盖322实现散热板321在屏蔽框31和发热器件21上的固定。
参考图3所示,导热盖322的第一端3221可以搭接在散热板321的一侧,并通过焊接、导热胶粘接或者其他的方式与散热板321固接。焊接可以包括但不限于为点焊、激光焊、电阻焊、扩散焊等焊接方式。
继续参考图3所示,导热盖322的第二端3222可以通过卡接或者紧固件500(比如螺钉或者螺栓)的连接方式,与屏蔽框31和电路板2中的至少一者可拆卸连接,以实现导热盖322与屏蔽框31和电路板2中的至少一者可拆卸连接。
在一些实施例中,导热盖322的第二端3222可以沿着屏蔽框31的外壁朝向电路板2的一侧弯折,并在朝向屏蔽框31的一侧可以设置有卡接部,屏蔽框31上可以设置有卡合部,卡合部与卡接部卡接,以实现导热盖322的第二端3222与屏蔽框31的卡接扣合。其中,卡合部与卡接部中的一者可以为凸包,另一者可以为与凸包相适配的凹陷结构。
在另一些实施例中,导热盖322的第二端3222可以首先沿着屏蔽框31的外壁朝向电路板2的一侧弯折,然后在沿着平行于电路板2的板面的方向朝向远离屏蔽框31的一侧弯折,以形成导热盖322的第二端3222。此时,紧固件500可以穿设在导热盖322的第二端3222的通孔上,并贯穿屏蔽框31,旋合于电路板2上,实现导热盖322与屏蔽框31和电路板2的可拆卸连接的同时,通过紧固件500的固定,还能够给为散热屏蔽组件3提供一定的压合力,有助于进一步增强散热板321与发热器件21的导热接触效果。
导热屏蔽盖32可以包括两个导热盖322,两个导热盖322可以连接于散热板321相对的两侧,并将散热板321更好的支撑在屏蔽框31上。其中,导热盖322可以采用与散热板321相同或者不同的导热材料。在本申请中,对于导热盖322的数量以及材料不做进一步限定。
图8示意了一种导流件与导热屏蔽盖的装配示意图,图9示意了一种导流件与导热屏蔽盖的连接示意图。
参考图8和图9所示,导流件33包括固定部331和至少一个变形部332,固定部331与导热屏蔽盖(在图中未标示)导热连接,以便通过固定部331实现导流件33与导热屏蔽盖导热连接。正如上文中所描述的,导流件33设置于散热板321上,此时,固定部331可以设置于散热板321上,并与散热板321导热连接。
继续参考图8和图9所示,变形部332与固定部331连接,并被构造为在导流件33所处的温度达到预设的形状转变温度时,能够改变自身的形状。这样在通过固定部331确保导流件33与导热屏蔽盖导热连接的同时,由于变形部332的设置,使得导流件33在变形部332能够根据发热器件21的发热状态的变化,改变自身的形状,实现自动分配风道内的散热气流的功能。
如图8和图9中所示,变形部332位于固定部331的端部,变形部332朝向导热屏蔽盖的一面为安装面3321,安装面3321与导热屏蔽盖之间具有形变间距(在图中未标示),以便变形部332能够根据发热器件21的发热状态的变化,改变自身的形状,确保变形部332在对发热器件21进行响应时的变形自由度。
固定部331朝向导热屏蔽盖32的一面为贴合面3311,贴合面3311与导热屏蔽盖32贴合,安装面3321与贴合面3311连接,并与贴合面3311形成导流件33上的台阶结构,以便确保安装面3321与导热屏蔽盖32之间具有形变间距,满足变形部332在对发热器件21进行响应时的变形自由。
其中,形变间距可以大于或者等于0.01mm,且小于或者等于0.1mm,以确保变形部332的变形自由度的同时,能够将形变间距控制在一定范围内,以避免形变间距过大影响散热屏蔽组件3的厚度。散热屏蔽组件3的厚度所在的方向与电路板2的厚度方向一致。
参考图8和图9所示,在一些实施例中,导热屏蔽盖(比如散热板321)连接导流件33的一面上具有热熔柱3211。固定部331上设有连接孔3312,热熔柱3211穿设在连接孔3312内,并与固定部331铆接。由于热熔柱3211一般采用导热性能较好的金属(比如铜)制备而成,因此当热熔柱3211与固定部331铆接时,不仅能够对导流件33进行定位,实现导流件33与导热屏蔽盖32的导热连接,而且热熔柱3211融化后形成的头部能够压合到固定部331上,还能够对导流件33和导散热板321提供一定的预压力,以确保散热板321与发热器件21的导热接触的效果。
其中,热熔柱3211可以预制在散热板321的散热板321上,以便实现固定部331与散热板321的铆接。
继续参考图9所示,在一些实施例中,连接孔3312可以包括第一连接孔3313和第二连接孔3312,第一连接孔3313和第二连接孔3312同轴设置且相互连通。第一连接孔3313位于第二连接孔3312远离发热器件21的一侧,且第一连接孔3313内具有熔接热熔柱3211的台阶面3314。这样热熔柱3211能够穿设在第一连接孔3313和第二连接孔3312内,对导流件33进行定位的同时,使得热熔柱3211在融化后能够与第一连接孔3313的台阶面3314熔接,确保导流件33与散热板321的连接强度,并对导流件33和散热板321提供一定的预压力的同时,能够减小散热屏蔽组件3的厚度。
或者,在一些实施例中,连接孔3312还可以仅包括第一连接孔3313,此时,第一连接孔3313可以在固定部331上朝向散热板321的一侧延伸,以便于热熔柱3211能够穿设在第一连接孔3313内,并与散热板321熔接。在本申请中,对于连接孔3312的结构不做进一步赘述。
需要说明的是,在一些实施例中,固定部331还能够通过导热胶等结构与散热板321导热连接。在本申请中,对于固定部331与散热板321的导热连接的方式不做进一步限定。
在上述基础上,本申请实施例还提供了一种散热屏蔽组件3的制造方法,该制造方法应用于上述任一项的散热屏蔽组件3,实现散热屏蔽组件3的制备。
下面结合附图,对本申请的散热屏蔽组件3的制造方法作进一步描述。
图10示意了一种散热屏蔽组件的制造方法示意图。
参考图10所示,散热屏蔽组件3的制造方法包括:
步骤S100:配置热致型形状记忆材料;
步骤S200:通过热致型形状记忆材料形成导流件;
步骤S300:将导流件与屏蔽单元中的导热屏蔽盖的一侧导热连接,以使导热屏蔽盖与屏蔽单元所围设的电子设备中的发热器件导热接触时,导流件位于电子设备的风道内。
需要说明的是,散热屏蔽组件3包括导流件33和屏蔽单元,屏蔽单元包括屏蔽框31和导热屏蔽盖32,导流件33、屏蔽框31和导热屏蔽盖32的结构以及相互连接,可以参考上述中的相关描述,在此不做进一步赘述。
本申请通过蔽框和导热屏蔽盖32能够对电路板2上的发热器件21进行电磁屏蔽的同时,由于导热屏蔽盖32与发热器件21导热接触,能够使得发热器件21的热量传递到导热屏蔽盖32上。并且,通过导流件33的设置,不仅能够对风道内的风进行导流,而且根据发热器件21的发热状态的变化能够改变自身的形状,以便将风道内较多的散热气流分配到电路板2上散热需求较大的发热器件21上,提升发热器件21以及电子设备100的散热效率。
正如上文中所描述的,导流件33被配置为具有至少一种预制的变形形状,每个变形形状均具有一个预设的形状转变温度,导流件33的预设的形状转变温度与对应的发热器件21的发热温度区间相适配。导流件33的温度达到预设的形状转变温度时,导流件33自身的形状发生改变。这样在发热器件21的发热状态发生改变时,对应的导流件33能够根据发热器件21的发热状态的变化,自动调节导热屏蔽盖32表面散热气流的分配情况,提升发热器件21的散热效率,具体可以参考上文中的相关描述,在此不做进一步赘述。
正如上文中所描述的,热致型形状记忆材料为热致型形状记忆合金、氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料或者其他的热致型形状记忆复合材料。
需要说明的是,氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料的物料的组成可以参考上述中的相关描述,在此不做进一步赘述。下面将以氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料为例,对热致型形状记忆复合材料的制备过程作进一步阐述。
图11示意了一种热致型形状记忆复合材料的配置方法示意图。
参考图11所示,热致型形状记忆材料为氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料时,步骤S100中配置热致型形状记忆复合材料,具体包括:
步骤S110:配制氧化石墨烯固化混合溶液;
步骤S120:根据氧化石墨烯固化混合溶液,制备氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料。
这样通过制备的氧化石墨烯-碳纤维混杂的增强形状记忆复合材料,能够便于导流件33的形成。
图12示意了一种氧化石墨烯固化混合溶液的配置方法示意图。
参考图12所示,步骤S110中配制氧化石墨烯固化混合溶液,具体包括:
步骤S111:制备含有氧化石墨烯的环氧树脂混合溶液;
步骤S112:将弹性固化剂加入环氧树脂混合溶液,形成固化混合液,并使氧化石墨烯在固化混合液中均匀分散;
步骤S113:去除分散后的固化混合溶液的挥发性气体,得到氧化石墨烯固化混合溶液。
这样通过弹性固化剂的设置,能够使得制备的热致型形状记忆复合材料具有形状记忆性能。并且,由于环氧树脂混合溶液中氧化石墨烯的存在,能够增强制备的热致型形状记忆复合材料的结构强度和导热性能,提高热致型形状记忆复合材料的形状记忆响应速度。
其中,步骤S111中制备含有氧化石墨烯的环氧树脂混合溶液,具体可以包括:
步骤1):将粉末状的氧化石墨烯与无水乙醇按预设的质量比混合,得到深灰黑色的氧化石墨烯溶液;
步骤2):将得到的氧化石墨烯溶液进行搅拌,以使氧化石墨烯在乙醇溶液中的初步分散;
步骤3):向初步分散的氧化石墨烯溶液中加入环氧树脂,得到含有氧化石墨烯的环氧树脂混合溶液。
需要说明的是,步骤1)氧化石墨烯与无水乙醇可以按照1:5、1:4或者其他的质量比混合,从而得到深灰黑色的氧化石墨烯溶液。在本申请中,对于氧化石墨烯与无水乙醇的混合比例不做进一步限定。
步骤2)中,在一些实施例中,可以将氧化石墨烯溶液转移至电磁搅拌器中,以300rpm的转速搅拌20min,从而完成氧化石墨烯在乙醇溶液中的初步分散。或者,在一些实施例中,还可以采用人工搅拌的方式,对氧化石墨烯溶液进行搅拌,达到氧化石墨烯在乙醇溶液中初步分散的目的。在本申请中,对于氧化石墨烯的初步分散的方式不做进一步限定。
步骤3)中,环氧树脂的质量分数可以为95%~99.5%,例如,环氧树脂的质量分数可以为96%、97%或者98%等。在本申请中,对于环氧树脂的质量分数不做进一步限定。
其中,步骤S112中将弹性固化剂加入环氧树脂混合溶液,形成固化混合液,并使氧化石墨烯在固化混合液中均匀分散,具体可以包括:
步骤4):将弹性固化剂加热熔融至液态,按照预设的添加比例,将液态的弹性固化剂加入含有氧化石墨烯的环氧树脂混合溶液,形成固化混合液;其中弹性固化剂与环氧树脂的质量比例为1:5或1:4;
步骤5):将固化混合液进行分散,实现氧化石墨烯在固化混合液中的均匀分散。
需要说明的是,步骤4)中预设的添加比例可以包括但不限于为弹性固化剂与环氧树脂的质量比例为1:5或1:4,这样能够将弹性固化剂在环氧树脂混合溶液中的比例控制在预设的范围内,以确保制备的热致型形状记忆复合材料具有较好的形状记忆性能。
步骤5)中,可以首先通过人工或者电磁搅拌器等方式对固化混合液进行初步分散。在初步分散过后,可以将固化混合液放置在频率为40kHz、功率为200W的超声分散装置中,分散30min,实现氧化石墨烯在固化混合液中的均匀分散,从而确保制备的热致型形状记忆复合材料的结构强度和导热性能的均匀性。
其中,步骤S113中去除分散后的固化混合溶液的挥发性气体,得到氧化石墨烯固化混合溶液,具体可以包括:
通过在真空干燥箱内抽真空或者其他的方式,去除固化混合溶液中的乙醇挥发产生的气体,得到氧化石墨烯固化混合溶液。以真空干燥箱的方式为例,可以将固化混合液置于真空干燥箱中抽真空6h~8h,以除去该混合液内乙醇挥发产生的气体。
图13示意了一种氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料的制备方法示意图。
参考图13所示,步骤S120中根据氧化石墨烯固化混合溶液,制备氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料,具体包括:
步骤S121:在多个剪裁后的碳纤维布块的表面涂覆氧化石墨烯固化混合溶液,并将多个碳纤维布块叠层设置,以得到层叠物;
步骤S122:将层叠物置于模具内,并向模具内灌入氧化石墨烯固化混合溶液,直至氧化石墨烯固化混合溶液淹没层叠物;
步骤S123:将层叠物预压实后,对模具进行挤压;
步骤S124:将挤压后的层叠物进行真空浸渗处理,得到氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料。
需要说明的是,步骤S121中可以预先准备模具,并将碳纤维布块裁剪为与模具的尺寸相适配的布块,然后再在多个剪裁后的碳纤维布块的表面均涂覆氧化石墨烯固化混合溶液。这样通过步骤S121中碳纤维布块的设置,能够提升所制备的增强形状记忆复合材的结构强度。并且,通过步骤S121中对每个碳纤维布块的表面氧化石墨烯固化混合溶液的涂覆,能够使得氧化石墨烯固化混合溶液更好的填充于相邻两个碳纤维布块之间,以确保导流件33的导热和变形性能。
在氧化石墨烯固化混合溶液在通过涂覆的方式设置于碳纤维布块的表面的基础上,通过步骤S122中向模具内灌入氧化石墨烯固化混合溶液,这样能够使得氧化石墨烯固化混合溶液更好的浸润到每个碳纤维布块的表面以及内部,进一步提升所制备的增强形状记忆复合材的结构强度。
其中,步骤S123中将层叠物预压实后,对模具进行挤压,具体可以包括:
在将模具内的层叠物预压实,静置预设时间后,将模具放置于提前预热的平板硫化机中,并通过液压机施加挤压力,以减小层叠物内部的间隙。示例性的,预设时间可以包括但不限于为6h。在一些实施例中,可以根据模具所处的环境温度,对预设时间进行调整,比如预设时间还可以为5.5h或者6.5h等。在本申请中,对于层叠物预压实后静置的预设时间不做进一步限定。
步骤S124中真空浸渗处理在真空干燥箱内进行。具体的,真空浸渗处理可以包括浸渗处理和固化处理。
其中,浸渗处理的真空度为-0.07MPa~-0.09MPa,温度为160℃~200℃,浸渗时间为60min~90min。示例性的,浸渗处理中的温度可以包括但不限于为160℃、170℃、180℃、185℃或者200℃,真空浸渗浸渗时间可以包括但不限于为60min、70min、80min或者90min。通过浸渗处理能够使碳纤维与氧化石墨烯固化混合溶液紧密结合,并且使得氧化石墨烯固化混合溶液能够渗入相邻两个碳纤维之间的空隙内,进一步提升相邻两个碳纤维之间的粘接强度,以确保所制备的导流件33的导热和变形性能。
其中,固化处理的真空度为-0.07MPa~-0.09MPa,温度为50℃~90℃,固化时间为15min~30min。示例性的,固化处理中的温度可以包括但不限于为50℃、60℃、70℃、80℃、85℃或者90℃,真空固化时间可以包括但不限于为15min、20min、25min或者30min。经过固化处理后,能够使得氧化石墨烯固化混合溶液完全固化,从而使得氧化石墨烯固化混合溶液和碳纤维布块能够形成复合材料,以便于导流件33的形成。
步骤S200中通过热致型形状记忆材料形成导流件,具体包括:
对热致型形状记忆材料进行处理,得到流线型的三维立体结构,并对三维立体结构的变形形状进行预置,以形成导流件33。
其中,本申请具体可以通过切割、三维打印或者其他的方式对制备的热致型形状记忆材料进行处理,得到流线型的三维立体结构。在对三维立体结构的变形形状预置之前,还需对切割后的三维立体结构进行打磨,以确保形成的导流件33的外观面的粗糙度大于或者1微米,且小于或者等于6微米,以减小的导流件33在风道内所受到的风阻。
需要说明的是,本申请的制造方法为真空模压浸渗的制造方法,在制备热致型形状记忆复合材料的基础上,通过步骤S200中对切割后的热致型形状记忆复合材料的变形形状进行预置,以形成导流件33,使得导流件33能够对发热器件21的温度进行快速响应,并在发热器件21的温度的刺激下达到预制的变形形状,完成三维成品形状的自我变化,将风道内较多的散热气流分配到电路板2上散热需求较大的发热器件21上,提升发热器件21以及电子设备100的散热效率。
其中,在一些实施例中,也可以将切割后的热致型形状记忆复合材料与导热屏蔽盖32的一侧导热连接之后,再对切割后的热致型形状记忆复合材料的变形形状进行预置,以在导热屏蔽盖32上形成导流件33。
图14示意了一种电子设备的内部装配示意图。
参考图14所示,正如上文中所描述的电子设备100包括电路板2,在此基础上,电子设备100还包括至少一个上述任一项的散热屏蔽组件3。其中,散热屏蔽组件3可以替代电子设备100中的屏蔽罩,位于电路板2上,并围设在电路板2上的至少一个发热器件21的周侧,且与发热器件21导热接触,以便通过散热屏蔽组件3对电路板2上的发热器件21进行电磁屏蔽的同时,发热器件21的热量可以传递至散热屏蔽组件3中的导流件33上,以便通过散热屏蔽组件3提升发热器件21以及电子设备100的散热效率。
参考图14所示,导流件33可以位于电子设备100内部的风道内,以便导流件33能够根据发热器件21的发热状态的变化,将风道内较多的散热气流分配到电路板2上散热需求较大的发热器件21上,提升发热器件21以及电子设备100的散热效率。
需要说明的是,散热屏蔽组件3的结构以及在电路板2上的设置可以参考上述中的相关描述,在此不做进一步赘述。
继续参考图14所示,正如上文中所描述的电子设备100还包括机体1,电路板2位于机体1内的收容腔13内,散热屏蔽组件3中的屏蔽框31与收容腔13的内壁共同围成风道,以便这样通过收容腔13的设置,在实现散热屏蔽组件3在机体1内的装配的同时,还能够便于风道的形成。
需要说明的是,机体1的构成可以参考上述中的描述,在此不做进一步赘述。
继续参考图14所示,在一些实施例中,当机体1包括壳体11和屏幕组件12时,电子设备100为平板电脑。此时,屏幕组件12盖设在壳体11的周侧边缘,并与壳体11围成收容腔13。此时,屏幕组件12与壳体11和导热屏蔽盖32共同围成风道。这样在导流件33设置在导热屏蔽盖32上时,能够位于风道内,从而能够通过导流件33实现对风道内的散热气流以及风阻的调节。在一些实施例中,当机体1包括中框、电池盖和屏幕组件12时,电子设备100为手机。此时中框和导热屏蔽盖32可以共同围成风道,电路板2和散热屏蔽组件3可以设置于中框朝向电池盖一侧的收容腔13内。
或者,在一些实施例中,当机体1包括第二壳体和键盘时,电子设备100为笔记本电脑。此时第二壳体、键盘和导热屏蔽盖32可以共同围成风道。
下面以平板电脑为例,对本申请的电子设备100的结构作进一步阐述。
继续参考图14所示,电子设备100还包括散热风扇4,其中,散热风扇4可以设置于散热屏蔽组件3的一侧。壳体11背离屏幕组件12的一侧设有进风口111和出风口112,进风口111与散热风扇4的进风端相对设置。散热风扇4的出风端41与风道的第一端口(在图中未标示)相对设置,风道的第二端口(在图中未标示)与出风口112相连通。这样散热风扇4能够从进风口111进风,并能够形成气流,使得气流能够在风道内进行流动,对发热器件21进行散热之后能够从出风口112流出。
当电子设备100为手机时,进风口111和出风口112可以设置于中框与屏幕组件12相对的一侧。当电子设备100为笔记本电脑时,进风口111和出风口112可以设置于第二壳体与键盘相对的一侧。电子设备100的结构可以参考上述中的相关描述。
如图14所示,在一些实施例中,电子设备100还可以包括均热件5,均热件5可以设置于屏幕组件12朝向导流件33的一侧,并与导流件33背离电路板2的一侧接触,以增强风道内热量的均匀性。其中,均热件5可以包括但不限于为导热结构胶(比如氮化硼导热结构胶)、石墨、包括石墨烯的拓扑结构胶。
需要说明的是,为了增强电子设备100的美观性能,电子设备100还可以包括开孔装饰件,开孔装饰件可以设置于进风口111和出风口112的至少一者处,以对进风口111和出风口112进行局部遮挡和修饰,增强电子设备100的美观性能。在本申请中,对于开孔装饰件的结构不做进一步限定。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

Claims (26)

1.一种散热屏蔽组件,应用于电子设备,其特征在于,所述散热屏蔽组件包括屏蔽单元和导流单元,所述屏蔽单元包括屏蔽框和导热屏蔽盖,所述屏蔽框位于所述电子设备的电路板上,并围设在所述电路板上的至少一个发热器件的周侧;所述导热屏蔽盖盖设在所述屏蔽框远离所述电路板的一侧,并与所述发热器件导热接触;
所述导流单元包括至少一个热致型形状记忆材料制成的导流件,所述导流件导热连接于所述导热屏蔽盖远离所述发热器件的一侧,并位于所述电子设备内部的风道内,所述导流件被构造为随所述导流件的温度变化而改变自身的形状,以根据所述发热器件的发热状态引导所述风道内的散热气流。
2.根据权利要求1所述的散热屏蔽组件,其特征在于,所述导流件的温度达到预设的形状转变温度时,所述导流件自身的形状发生改变。
3.根据权利要求1所述的散热屏蔽组件,其特征在于,所述屏蔽单元位于所述电子设备的收容腔内,并与所述收容腔的内壁共同围成所述风道。
4.根据权利要求1所述的散热屏蔽组件,其特征在于,所述导流单元包括多个所述导流件,所述发热器件对应至少一个所述导流件。
5.根据权利要求4所述的散热屏蔽组件,其特征在于,所述导流件被配置为具有至少一种预制的变形形状,每个所述变形形状均具有一个预设的形状转变温度,所述导流件的预设的形状转变温度与对应的所述发热器件的发热温度区间相适配。
6.根据权利要求5所述的散热屏蔽组件,其特征在于,所述热致型形状记忆材料为热致型形状记忆合金或者氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的散热屏蔽组件,其特征在于,所述导流件包括固定部和至少一个变形部,所述固定部与所述导热屏蔽盖导热连接;
所述变形部与所述固定部连接,并被构造为在所述导流件所处的温度达到预设的形状转变温度时,能够改变自身的形态。
8.根据权利要求7所述的散热屏蔽组件,其特征在于,所述变形部位于所述固定部的端部,所述变形部朝向与所述导热屏蔽盖的一面为安装面,所述安装面与所述导热屏蔽盖具有形变间距。
9.根据权利要求8所述的散热屏蔽组件,其特征在于,所述形变间距大于或者等于0.01mm,且小于或者等于0.1mm。
10.根据权利要求8所述的散热屏蔽组件,其特征在于,所述固定部朝向所述导热屏蔽盖的一面为贴合面,所述贴合面与所述导热屏蔽盖贴合,所述安装面与所述贴合面连接,并与所述贴合面形成所述导流件上的台阶结构。
11.根据权利要求7所述的散热屏蔽组件,其特征在于,所述导热屏蔽盖连接所述导流件的一面上具有热熔柱,所述固定部上设有连接孔,所述热熔柱穿设在所述连接孔内,并与所述固定部铆接。
12.根据权利要求11所述的散热屏蔽组件,其特征在于,所述连接孔包括第一连接孔和第二连接孔,所述第一连接孔和所述第二连接孔同轴设置且相互连通;
所述第一连接孔位于所述第二连接孔远离所述发热器件的一侧,且所述第一连接孔内具有熔接所述热熔柱的台阶面。
13.根据权利要求1-6中任一项所述的散热屏蔽组件,其特征在于,所述导流件为呈片状的流线型结构。
14.根据权利要求1-6中任一项所述的散热屏蔽组件,其特征在于,所述导热屏蔽盖包括散热板和至少一个导热盖,所述散热板盖设在所述发热器件上,并与所述发热器件导热接触,所述导流件设置于所述散热板上;
所述导热盖的第一端搭接在所述散热板的一侧,并与所述散热板固接,所述导热盖的第二端连接于所述屏蔽框。
15.根据权利要求14所述的散热屏蔽组件,其特征在于,还包括导热层,所述导热层填充于所述散热板和所述发热器件之间,所述散热板压设在所述导热层上。
16.根据权利要求14所述的散热屏蔽组件,其特征在于,所述导热盖的第一端与所述散热板固接,所述导热盖的第二端朝向远离所述导流件的一侧弯折,并与所述屏蔽框和所述电路板中的至少一者可拆卸连接。
17.一种电子设备,其特征在于,包括电路板和至少一个如权利要求1-16中任一项所述的散热屏蔽组件,所述散热屏蔽组件位于所述电路板上,并围设在所述电路板上的至少一个发热器件的周侧,且与所述发热器件导热接触;所述散热屏蔽组件中的导流件位于所述电子设备内部的风道内。
18.根据权利要求17所述的电子设备,其特征在于,包括机体,所述机体内具有收容腔,所述电路板位于所述收容腔内,所述散热屏蔽组件中的屏蔽框与所述收容腔的内壁共同围成所述风道。
19.根据权利要求18所述的电子设备,其特征在于,还包括散热风扇,所述机体包括壳体,所述壳体背离所述导流件的一侧设有进风口和出风口,所述进风口与所述散热风扇的进风端相对设置;
所述散热风扇的出风端与所述风道的第一端口相对设置,所述风道的第二端口与所述出风口相连通。
20.一种散热屏蔽组件的制造方法,其特征在于,应用于如权利要求1-16中任一项所述的散热屏蔽组件,所述制造方法包括:
配置热致型形状记忆材料;
通过所述热致型形状记忆材料形成导流件;
将所述导流件与屏蔽单元中的导热屏蔽盖的一侧导热连接,以使所述导热屏蔽盖与所述屏蔽单元所围设的电子设备中的发热器件导热接触时,所述导流件位于所述电子设备的风道内。
21.根据权利要求20所述的制造方法,其特征在于,所述导流件被配置为具有至少一种预制的变形形状,每个所述变形形状均具有一个预设的形状转变温度,所述导流件的预设的形状转变温度与对应的所述发热器件的发热温度区间相适配;
所述导流件的温度达到预设的形状转变温度时,所述导流件自身的形状发生改变。
22.根据权利要求20所述的制造方法,其特征在于,所述热致型形状记忆材料为热致型形状记忆合金或者氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料。
23.根据权利要求22所述的制造方法,其特征在于,所述热致型形状记忆材料为所述氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料时,所述配置热致型形状记忆复合材料,具体包括:
配制氧化石墨烯固化混合溶液;
根据所述氧化石墨烯固化混合溶液,制备所述氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料。
24.根据权利要求23所述的制造方法,其特征在于,所述配制氧化石墨烯固化混合溶液,具体包括:
制备含有氧化石墨烯的环氧树脂混合溶液;
将弹性固化剂加入所述环氧树脂混合溶液,形成固化混合液,并使所述氧化石墨烯在所述固化混合液中均匀分散;
去除分散后的固化混合溶液的挥发性气体,得到所述氧化石墨烯固化混合溶液。
25.根据权利要求23所述的制造方法,其特征在于,所述根据所述氧化石墨烯固化混合溶液,制备所述氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料,具体包括:
在多个剪裁后的碳纤维布块的表面涂覆所述氧化石墨烯固化混合溶液,并将多个所述碳纤维布块叠层设置,以得到层叠物;
将所述层叠物置于模具内,并向所述模具内灌入所述氧化石墨烯固化混合溶液,直至所述氧化石墨烯固化混合溶液淹没所述层叠物;
将所述层叠物预压实后,对所述模具进行挤压;
将挤压后的所述层叠物进行真空浸渗处理,得到所述氧化石墨烯-碳纤维混杂增强形状记忆复合材料。
26.根据权利要求25所述的制造方法,其特征在于,所述真空浸渗处理包括浸渗处理和固化处理,
所述浸渗处理的真空度为-0.07MPa~-0.09MPa,温度为160℃~200℃,浸渗时间为60min~90min;
所述固化处理的真空度为-0.07MPa~-0.09MPa,温度为50℃~90℃,固化时间为15min~30min。
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