散热结构和电子设备

技术领域

本申请属于电子设备技术领域，具体涉及一种散热结构和电子设备。

背景技术

目前，随着电子设备和通信技术的飞速发展，电子设备的性能不断提高，随之带来功耗的不断增加，电子设备的散热已成为各大厂商所面临的严峻挑战。

相关技术中，通过在电子设备内部贴附导热类材料，将热量从温度高的地方传导至温度低的地方，其散热效率受限于散热材料自身性质和散热环境，这种传导式散热效率也较低，并且，该方案不具备自适应调节的能力，使得散热结构的散热效率不可调整。

发明内容

本申请旨在提供一种散热结构和电子设备，至少解决相关技术中散热结构的散热效率低、散热效率不可调整的问题之一。

为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提出了一种散热结构，包括：多层散热膜，多层散热膜层叠设置；伸缩件，伸缩件位于多层散热膜的两侧，多层散热膜之间通过伸缩件连接，伸缩件能够伸缩，以带动至少部分散热膜运动，使得多层散热膜具有第一状态和第二状态；在第一状态下，多层散热膜相互分离；在第二状态下，多层散热膜相贴合。

第二方面，本申请实施例提出了一种电子设备，包括：如第一方面任一项提出的散热结构。

在本申请的实施例中，散热结构包括多层散热膜和伸缩件，多层散热膜沿层叠设置，伸缩件设置在多层散热膜的两侧，伸缩件与多层散热膜连接，在伸缩件伸缩的过程中，能够带动多层散热膜运动，使得多层散热膜处于第一状态，在第一状态下，多层散热膜相互分离，进而增加了散热面积，提升了散热效果；伸缩件还能够带动多层散热膜运动，使得多层散热膜处于第二状态，在第二状态下，多层散热膜相互贴合，进而减小了散热面积，降低了散热效果。本申请提出的散热结构，既能够提升散热效果，又能够降低散热量，使得散热结构能够应用于不同的使用场景，以在需要提升散热量的情况下，通过伸缩件运动来带动多层散热膜相互分离，增加散热面积进而提高散热量；在需要降低散热量的情况下，通过伸缩件运动来带动多层散热膜相互贴合，以降低散热面积，进而降低散热量。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本申请实施例的散热结构在散热膜处于第一状态下的结构示意图；

图2是根据本申请实施例的散热结构在散热膜由第一状态向第二状态切换时的结构示意图；

图3是根据本申请实施例的散热结构在散热膜处于第二状态下的结构示意图；

图4是根据本申请实施例的散热结构在散热膜由第二状态向第一状态切换时的结构示意图；

图5是根据本申请实施例的散热结构在散热膜在第一状态和第二状态之间切换时的结构示意图；

图6是根据本申请实施例的散热结构与壳体的结构示意图；

图7是根据本申请实施例的电子设备的结构示意图；

图8是根据本申请实施例的形状记忆合金件的形状记忆效应原理图。

附图标记：

1散热结构，10散热膜，100散热孔，12伸缩件，14柔性件，16导热件，2壳体。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面结合图1-图8描述根据本申请实施例的散热结构1和电子设备。

如图1、图2、图3和图4所示，根据本申请一些实施例的散热结构1，包括：多层散热膜10，多层散热膜10层叠设置；伸缩件12，伸缩件12位于多层散热膜10的两侧，多层散热膜10之间通过伸缩件12连接，伸缩件12能够伸缩，以带动至少部分散热膜10运动，使得多层散热膜10具有第一状态和第二状态；在第一状态下，多层散热膜10相互分离；在第二状态下，多层散热膜10相贴合。

在本申请的实施例中，散热结构1包括多层散热膜10和伸缩件12，多层散热膜10层叠设置，伸缩件12设置在多层散热膜10的两侧，伸缩件12与多层散热膜10连接，在伸缩件12伸缩的过程中，能够带动多层散热膜10运动，使得多层散热膜10处于第一状态，在第一状态下，多层散热膜10相互分离，进而增加了散热面积，提升了散热效果；伸缩件12还能够带动多层散热膜10运动，使得多层散热膜10处于第二状态，在第二状态下，多层散热膜10相互贴合，进而减小了散热面积，降低了散热效果。本申请提出的散热结构1，既能够提升散热效果，又能够降低散热量，使得散热结构1能够应用于不同的使用场景，以在需要提升散热量的情况下，通过伸缩件12运动来带动多层散热膜10相互分离，增加散热面积进而提高散热量；在需要降低散热量的情况下，通过伸缩件12运动来带动多层散热膜10相互贴合，以降低散热面积，进而降低散热量，使得本申请提出的散热结构1具有自适应调节能力。

在具体应用中，在散热结构1应用于电子设备中时，当电子设备的温度较高时，需要提高散热效果，也即伸缩件12伸长，带动多层散热膜10相互分离；当电子设备处于温度较低的环境中时，为了避免电池消耗过快，可使得伸缩件12带动多层散热膜10相互贴合，使得多层散热膜10变成一层，降低了散热面积，进而降低了散热效率，避免电池因温度过低而耗电量过快。

其中，在伸缩件12伸长的过程中，还能够通过散热膜10的运动带动气流对流，进而提升了散热效果。

如图1至图4所示，根据本申请的一些实施例，伸缩件12包括形状记忆合金件；在形状记忆合金件的温度值大于等于第一温度阈值的情况下，形状记忆合金件伸长，以使多层散热膜10切换至第一状态；在形状记忆合金件的温度值小于等于第二温度阈值的情况下，形状记忆合金件收缩，以使多层散热膜10切换至第二状态；其中，第一温度阈值大于第二温度阈值。

在该实施例中，伸缩件12包括形状记忆合金件，形状记忆合金件能够随温度的变化而发生相变，实现伸长或缩短的变化，进而带动多层散热膜10运动。其中，在形状记忆合金件的温度值大于等于第一温度阈值的情况下，形状记忆合金件所处的环境温度较高，形状记忆合金件伸长，带动多层散热膜10沿形状记忆合金件的伸长方向运动，进而多层散热膜10相互分离，使得多层散热膜10处于第一状态，提高了散热面积，进而提高了散热量。在形状记忆合金件的温度值小于等于第二温度阈值的情况下，形状记忆合金件收缩，进而带动多层散热膜10相互靠近，使得多层散热膜10贴合成一层，降低了散热面积，减少热量的散失。

可以理解的是，一般情况下，温度较低时，电子设备的电池电量消耗较快，此时热量对电子设备电量的损耗是有益的，不需要将热量散出；温度较高时，热量会造成电子设备卡顿，此时热量对电子设备是有害的，需要及时将热量散出。

需要说明的是，第一温度阈值和第二温度阈值为形状记忆合金件形变的温度值，在形状记忆合金件所处的环境温度达到第一温度阈值的情况下，说明形状记忆合金件的环境温度较高，形状记忆合金件开始扩张，形状记忆合金件伸长，带动多层散热膜10分离，因此可加快散热，提升散热效果，避免造成电子设备卡顿；在形状记忆合金件所处的环境温度降低至第二温度阈值的情况下，说明形状记忆合金件所处的环境温度较低，形状记忆合金件开始收缩，带动多层散热膜10贴合，通过减少散热面积来降低散热量，保证电子设备的正常运行，同时降低电池在低温下的耗电量。

需要说明的是，一般地，不同的材料具有不同的相变温度，第一温度阈值和第二温度阈值可依据实际选定的材料情况设定。

根据本申请的一些实施例，第一温度阈值大于等于37℃，且小于等于48℃；第二温度阈值大于等于-10℃，且小于等于10℃。

在该实施例中，第一温度阈值太高，则会导致形状记忆合金件在温度较高的情况下才伸长，导致在形变之前电子设备的散热效率较低，影响电子设备的运行，第二温度阈值设置的太低，也会加快电子设备在低温环境下的耗电量，因此，将第一温度阈值设置在37℃至48℃之间，将第二温度阈值设置在-10℃至10℃之间，既能够在需要散热时及时提高散热效果，又能够在温度较低时及时降低散热量，保证电子设备运行的可靠性。

在具体应用中，第一温度阈值为38℃、39℃、40℃、41℃、42℃、43℃、44℃、45℃、46℃、47℃中的任意数值。

第二温度阈值为-9℃、-8℃、-7℃、-6℃、-5℃、-4℃、-3℃、-2℃、-1℃、0℃、1℃、2℃、3℃、4℃、5℃、6℃、7℃、8℃、9℃中的任意数值。

可选地，形状记忆合金件沿伸长方向的的高度大于等于50μm，且小于等于100μm。

可选地，任一层散热膜10的厚度大于等于0.5μm，且小于等于10μm。

根据本申请的一些实施例，伸缩件12包括双程形状记忆合金件。

在该实施例中，伸缩件12包括双程形状记忆合金件，能够实现伸缩件12的伸长和缩短。

可以理解的是，双程形状记忆效应的恢复效果作用于整个温度变化过程，当温度下降后，可再次恢复到升温前的形状，可以实现循环往复的变形。

根据本申请的一些实施例，形状记忆合金件包括钛镍合金件。

在该实施例中，形状记忆合金件包括钛镍合金件，镍钛合金件性能好，价格低廉，且相变温度合适，便于确定形状记忆合金件的相变温度。

如图4所示，根据本申请的一些实施例，散热结构1还包括：柔性件14，柔性件14包覆于伸缩件12的外侧，柔性件14与散热膜10连接。

在该实施例中，散热结构1还包括柔性件14，柔性件14包裹在伸缩件12的外侧，使得伸缩件12与柔性件14固定连接，并且，柔性件14连接散热膜10，实现了散热膜10与伸缩件12的连接，同时也不会影响伸缩件12的伸缩运动。

根据本申请的一些实施例，柔性件14的材料与散热膜10的材料相同。

在该实施例中，柔性件14的材料与散热膜10的材料相同，提升了柔性件14与散热膜10的连接效果，保证了多层散热膜10在第一状态和第二状态之间切换的可靠性。

可选地，柔性件14与散热膜10为天然石墨材料、人工石墨材料、纳米碳材料中的任一种。

根据本申请的一些实施例，柔性件14与散热膜10一体成型而成。

在该实施例中，柔性件14与散热膜10一体成型而成，提高了柔性件14与散热膜10之间的连接强度，同时，也使得伸缩件12与散热膜10能够一体化，保证了散热膜10运动的可靠性。

如图1至图4所示，根据本申请的一些实施例，散热膜10上设有散热孔100；在第一状态下，相邻散热膜10之间具有间隙，相邻散热膜10上的散热孔100通过间隙连通。

在该实施例中，在散热膜10上设置有散热孔100，在多层散热膜10分离的情况下，相邻的散热膜10之间具有间隙，散热孔100能够将多层散热膜10之间的间隙连通，从而使得气流能够在多层散热膜10之间流通，提高了散热效率；在伸缩件12伸缩的过程中，多层散热膜10相互靠拢，通过散热孔100能够排出空气，实现多层散热膜10的贴合。同时，在伸缩件12带动多层散热膜10分离或贴合的过程中，能够产生振动，从而通过散热孔100的设置增强了空气对流，有助于提高散热能力。

可选地，任一散热膜10上设有多个散热孔100。

如图6所示，根据本申请的一些实施例，散热结构1还包括：至少两个导热件16，位于多层散热膜10的两侧，伸缩件12的两端与导热件16连接。

在该实施例中，散热结构1还包括至少两个导热件16，导热件16设置在多层散热膜10的两侧，实现与外部结构的导热，进而通过散热膜10实现散热。伸缩件12的两端与导热件16连接，使得伸缩件12与导热件16共同将散热膜10围在两者构成的空间内，实现对散热膜10的保护。

在具体应用中，导热件16贴合在电子设备的壳体2上。

需要说明的是，至少两个导热件16设置在多个散热膜10沿伸缩件12的伸缩方向的两侧，伸缩件12的伸缩方向如图1所示。

可选地，位于散热膜10两侧的伸缩件12，与位于散热膜10在伸缩件12的伸缩方向上两侧的导热件16合围出腔体，散热膜10位于腔体内。

根据本申请的一些实施例，导热件16包括柔性导热件；在伸缩件12伸长的过程中，柔性导热件被伸缩件12压缩；在伸缩件12收缩的过程中，柔性导热件恢复形变。

在该实施例中，导热件16包括柔性导热件，也即导热件16能够具有一定的形变，并且，伸缩件12的两端与柔性导热件连接，这样，在伸缩件12伸长的过程中，能够挤压柔性导热件，使得柔性导热件被压缩，在伸缩件12收缩的过程中，柔性导热件恢复形变，以在下一次伸缩件12形变时为伸缩件12提供形变空间。本申请提出的实施例，柔性导热件为伸缩件12提供了伸缩的空间，避免散热结构1的整体因伸缩件12的伸缩而导致较大的形变，进而减小了散热结构1应用在电子设备中时占用的空间，也降低了散热结构1应用在电子设备中的布局的局限性。

可选地，柔性导热件包括导热硅胶或导热硅脂。

如图5所示，根据本申请的一些实施例，散热膜10的数量为三层；在第一状态下，三层散热膜10相互分离；在第二状态下，三层散热膜10贴合为一层。

在该实施例中，在散热膜10的数量为三层的情况下，伸缩件12带动三层散热膜10运动，使得三层散热膜10相互分离至第一状态，增加了散热面积，提高了散热效率；伸缩件12还能够带动三层散热膜10运动，使得三层散热膜10贴合为一层，减小了散热面积，进而降低散热量，降低电池的耗电速度。

需要说明的是，散热膜10的数量可以依据实际情况设定，不限于本申请提出的三层。

根据本申请的一些实施例，伸缩件12包括：弹性件，弹性件位于多层散热膜10的两侧并与多层散热膜10连接；驱动件，与弹性件连接，用于驱动弹性件伸缩；温度检测件，与弹性件连接，用于检测弹性件所处环境的温度值；在温度值大于等于第一温度阈值的情况下，驱动件驱动弹性件伸长，以使多层散热膜10切换至第一状态；在温度值小于等于第二温度阈值的情况下，驱动件驱动弹性件收缩，以使多层散热膜10切换至第二状态，第一温度阈值大于第二温度阈值。

在该实施例中，伸缩件12包括弹性件、驱动件和温度检测件，弹性件设置在多层散热膜10的两侧，弹性件连接多层散热膜10，驱动件驱动弹性件伸缩，进而弹性件带动多层散热膜10运动，使得多层散热膜10能够在第一状态和第二状态之间切换。其中，温度检测件用于检测弹性件所处环境的温度值，在弹性件的温度值大于等于第一温度阈值的情况下，弹性件所在的环境温度较高，驱动件驱动弹性件伸长，使得多层散热膜10相互分离，增加散热面积，提升了散热效率。在弹性件所处环境的温度值小于等于第二温度阈值的情况下，弹性件所在的环境温度较低，驱动件驱动弹性件收缩，带动多层散热膜10相靠近，使得多层散热膜10相贴合，减小了散热面积，降低了散热量。

可以理解的是，驱动件可以是电机驱动，也可以是磁力驱动，比如在弹性件的两端设置磁石，在与弹性件的两个端部相对的部分设置线圈，在弹性件的温度值大于等于第一温度阈值的情况下，控制线圈通电，使得线圈吸附磁石，进而带动弹性件伸长，在弹性件的温度值小于等于第二温度阈值的情况下，控制线圈断电或者控制线圈通入方向相反的电流使得线圈与磁石排斥，弹性件恢复形变，多层散热膜10贴合。

如图7所示，本申请实施例提出了一种电子设备，包括：如上述任一实施例提出的散热结构1，因此具有上述任一实施例中的散热结构1的全部有益效果，在此不再赘述。

如图7所示，根据本申请的一些实施例，电子设备还包括：壳体2，散热结构1位于壳体2的至少部分表面。

在该实施例中，电子设备还包括壳体2，散热结构1设置在壳体2的至少部分表面，使得电子设备内部的热量通过散热结构1均匀地传递至壳体2上，进而通过壳体2传递至电子设备外侧，实现电子设备的散热，并且，电子设备还能够在温度较低的情况下，降低散热量，延缓电池的耗电速度。

具体地，壳体2为电子设备的后壳。

可选地，散热结构1的导热件16固定在后壳上。

可选地，电子设备还包括摄像头，壳体2避让摄像头。

具体地，散热结构1设置在壳体2内侧。其中，壳体2的内侧也即壳体2朝向电子设备的电池的一侧。

需要说明的是，电子设备包括手机、平板电脑、可穿戴设备等。

在具体应用中，本申请提供了一种散热结构1(具体可以是自适应散热结构)，可以根据温度的高低实现散热效率的调节。当手机的温度较高影响手机使用流畅性时，增强散热效率；而当手机的温度较低导致手机电池消耗过快时，降低散热效率。

具体地，1、基于热传导和热对流效应，设计了一种散热结构1。该散热结构1利用形状记忆合金的热弹性控制多层散热膜10(例如纳米散热膜片)分层，增大散热面积。

2、散热结构1具有自适应调节功能。温度升高时，形状记忆合金件拉伸，纳米散热膜片分层，呈多层膜片状态，增大散热面积，提高散热效率；温度降低时，形状记忆合金件收缩，纳米散热膜片闭合，呈单层膜片状态，减小散热面积，降低散热效率，从而保有一定热量，提升电池续航能力。

具体地，本申请将自适应散热结构置于手机的后壳中。基于热传导和热对流效应，提高散热结构1的散热效率。通过利用形状记忆合金(如Ni-Ti基合金、Cu基合金和Fe基合金等)的热弹性，在温度较高时，促使纳米散热膜片进行分层，增大散热面积，促进局部热量从手机内部均匀传导至后壳。同时，散热结构1具有自适应调节功能，温度降低时，形状记忆合金收缩将纳米散热膜片闭合，呈单层膜片状态，减小散热面积降低散热效率，提升电池续航能力，达到自适应调节的目的。

根据本申请的一些实施例，自适应散热结构置于手机后壳的局部或整体部位，在整机中的具体位置如图7所示。

自适应散热结构由多层纳米多孔散热膜片、形状记忆合金件、导热件16(例如导热硅胶)等组成，其中，纳米多孔散热膜片固定在形状记忆合金件上，形状记忆合金件的两端固定在导热硅胶上，其中一块导热硅胶固定在后壳上。具体地，各部件的厚度如下：后壳(具体可以是塑料后壳)：100μm～500μm；导热硅胶层(两端对称)：10μm～50μm；形状记忆合金件：50μm～100μm；纳米散热片：0.5μm～10μm。

纳米多孔散热膜片是在散热膜片上增加多孔结构，由于形状记忆合金件具有热弹性效应，当体系温度处于形状记忆合金件的相变点时，形状记忆合金件发生形变，带动固定在形状记忆合金件上的多层纳米散热膜片分离或者闭合，从而产生振动，增强空气对流，有助于提高散热能力。

纳米多孔散热膜的结构及2种不同状态(第一状态：膜片分离状态、第二状态：膜片闭合状态)如图1至图4所示。

形状记忆合金件工作原理：

形状记忆效应是指当温度升高到一定值后，形状记忆合金件在低温环境下产生的塑性形变由于形状记忆合金件产生恢复应力，会使其恢复初始形状，如图8所示，其中，M

对于双程形状记忆合金件，升温过程中，温度高于A

本申请中散热结构1的工作原理如图5所示。当整机内部的温度升高时且高于形状记忆合金的A

在本设计中，设计多层纳米膜片为三层，当使用温度较高(37℃～48℃)时，三层纳米膜分离，加强散热；当使用温度较低(-10℃～10℃)时，三层纳米膜片合为一层，减少散热。形状记忆合金件由与散热膜10材质相同的柔性材料包覆，该柔性材料与散热膜10通过加工一体化成型，从而使形状记忆合金件与散热膜10一体化；散热膜10、导热硅胶等均为柔性材料，在可控范围内可发生弹性形变，形变可逆；形状记忆合金件的两端连接导热硅胶，形状记忆合金件扩张时，挤压硅胶，形状记忆合金件收缩时，硅胶恢复原状。

本申请提出的散热结构1，有利于解决现有智能手机散热效率低的问题；且具有自适应调节功能，其可以根据温度的高低进行散热调节，提升用户使用感，增强手机续航能力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。