一种基于梯度泡沫金属冷却的便携式手持电子设备的制作方法

1.本实用新型涉及电子设备的技术领域，特别是涉及一种基于梯度泡沫金属冷却的便携式手持电子设备。


背景技术：

2.当前，热失效已经成为电子设备的主要失效形式之一。据统计，电子设备的失效有超过一半是温度高于允许值而起的。根据预测，未来的芯片热流密度将于太阳表面的热流密度相当，而且手持便携电子设备正向高集成化、微型化发展。所以如何通过散热设计使电子设备在所处的工作环境条件下以不超过稳定运行要求的最高温度运行，又要在满足便携电子设备美观、重量轻且耐用的发展趋势的前提条件下，在保证产品正常运行的安全性、长期运行的可靠性的同时成为手持电子设备的可靠性设计中不可忽略的一个重要环节。
3.散热技术主要是通过采取有效措施来散发或者传导电子设备热量的技术，热量一般通过三种方式进行传递：热传导、热对流和热辐射。近几年，电子元件的集成度越来越大，微型化程度越来越高，因此电子设备的散热技术也呈现出多元化的发展。从散热技术上来看，电子元件散热技术可分为传统散热技术和新型散热技术。传统散热技术虽然成熟，可靠性高，但是散热效果比较普通，而新型散热技术则在效率上有了很大提高，效果也比较好，提高元件的工作性能。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于梯度泡沫金属冷却的便携式手持电子设备。
5.为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
6.一种基于梯度泡沫金属冷却的便携式手持电子设备，包括基座，所述基座上设置有箱体，所述箱体内从上至下依次设有电极板、梯度泡沫金属、热电片和电子元件，所述箱体外侧设置有电源，所述电源的阳极连接所述电子元件，所述电源的阴极连接所述电极板，所述梯度泡沫金属从下至上的孔隙率由低向高连续的梯度变化。
7.在其中一个实施例中，所述电极板和所述梯度泡沫金属之间的接触面焊接，所述梯度泡沫金属和所述热电片之间的接触面焊接。
8.在其中一个实施例中，所述电极板的材质为铜，所述梯度泡沫金属的材质为泡沫铜，所述热电片为铜片或铝片。
9.在其中一个实施例中，所述电极板、所述梯度泡沫金属和所述热电片的表面上均涂有强化电荷注入的涂层。
10.在其中一个实施例中，所述梯度泡沫金属包括泡沫金属上层、泡沫金属中层和泡沫金属下层，所述泡沫金属上层的孔隙率为97％，所述泡沫金属中层的孔隙率为95％，所述泡沫金属下层的孔隙率为92％，且所述泡沫金属上层、泡沫金属中层和泡沫金属下层的厚度均相同。
11.在其中一个实施例中，所述热电片下表面的中部设有凸块，所述热电片的凸块嵌入所述电子元件上表面的凹腔内。
12.上述基于梯度泡沫金属冷却的便携式手持电子设备，由于采用上述技术，使之与现有技术相比具有的积极效果是：
13.本实用新型通过梯度泡沫金属提高传热效率，有效地减少凝固界面演化，导热系数高，减少换热时间，且不会增加电子设备的功耗、厚度和重量，提高用户使用体验。
附图说明
14.图1为本实用新型的基于梯度泡沫金属冷却的便携式手持电子设备的结构示意图；
15.图2为本实用新型的梯度泡沫金属的结构示意图。
16.附图标记：1、基座；2、箱体；3、电极板；4、梯度泡沫金属；41、泡沫金属上层；42、泡沫金属中层；43、泡沫金属下层；5、热电片；51、凸块；6、电子元件。
具体实施方式
17.下面将结合本实用新型的附图和具体实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
18.请参阅图1和图2，本实用新型提供的基于梯度泡沫金属冷却的便携式手持电子设备，包括基座1，基座1上设置有箱体2，箱体2采用绝缘材质，箱体2内从上至下依次设有电极板3、梯度泡沫金属4、热电片5和电子元件6，梯度泡沫金属4位于电极板3和热电片5之间，热电片5位于梯度泡沫金属4和电子元件6之间，箱体2外侧设置有电源，电源的阳极连接电子元件6，电源的阴极连接电极板3，梯度泡沫金属4从下至上的孔隙率由低向高连续的梯度变化，梯度泡沫金属4通过热电片5吸收电子元件6的热量，同时维持电子元件6的温度不变。
19.梯度泡沫金属4包括泡沫金属上层41、泡沫金属中层42和泡沫金属下层43，泡沫金属上层41的孔隙率为97％，泡沫金属中层42的孔隙率为95％，泡沫金属下层43的孔隙率为92％，且泡沫金属上层41、泡沫金属中层42和泡沫金属下层43的厚度均相同。
20.电极板3和梯度泡沫金属4之间的接触面焊接，梯度泡沫金属4和热电片5之间的接触面焊接。
21.电极板3的材质为铜，梯度泡沫金属4的材质为泡沫铜，热电片5为铜片或铝片。
22.电极板3、梯度泡沫金属4和热电片5的表面上均涂有强化电荷注入的涂层。
23.热电片5下表面的中部设有凸块51，热电片5的凸块51嵌入电子元件6上表面的凹腔内，以便于热电片5和电子元件6紧密接触，热电片5的上表面为平面，便于与梯度泡沫金属4紧密相连，减少接触热阻。
24.相变材料冷却技术是一种以相变材料为冷却剂的非能动冷却技术。当面临热冲击时，相变材料吸收热量并熔化，而其温度在熔化过程中几乎保持恒定，从而防止功率器件过热。热冲击后，热量从相变材料散发到环境中，相变材料固化并准备下一次热冲击。相变材料冷却技术适用于间歇性发热的电力设备，如便携式电子设备和电源电池。传统上，有机相
变材料(通常是石蜡)被广泛用于功率器件的热管理。石蜡相变材料的主要缺点是导热系数低，严重阻碍了相变材料内部的热传导，降低了传热效率。而应用泡沫金属散热就属于新型散热技术，与固定形态的单层泡沫金属相比，具有适当的设计梯度的层叠泡沫金属可提高传热效率，从而更有效地减少凝固界面演化。
25.本实用新型所采用的泡沫金属在密度和单位体积的相变潜热都改变很小的情况下，使导热系数大大提高，优于一般的相变材料如石蜡，而梯度泡沫金属4与中间孔隙率单一的泡沫金属相比，具有适当的设计梯度的层叠，又可进一步提高传热效率，从而更有效地减少凝固界面演化，减少换热时间。本实用新型为轻质高效的结构性型散热器，满足对散热器的体积和重量的严格要求，相比现有技术，不会增加电子设备的功耗以及厚度和重量，大大提高了用户的使用体验效果。
26.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
27.以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。