CN110034080A - 导热部件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种导热部件,尤其公开了一种可以用简单的结构有效且可靠地发挥导热功能的导热部件。所述导热部件包括:容器,该容器由形成有沿厚度方向贯通上表面与下表面的贯通孔的弹性主体、粘结于所述主体的下表面的导热支撑台构成;以及传热元件,插入或者填充于由所述贯通孔和所述支撑台形成的收纳空间,且具有自粘结力。
Description
技术领域
本发明涉及一种导热部件。
背景技术
随着以包括便携电话在内的电子通讯设备的高规格化与高性能化,微处理器的处理速度也得到提高的同时电磁波及发热成为一个大问题。
为了解决上述问题,例如使用通常的冷却单元将从微处理器产生的热迅速向外部排出。
散热单元例如夹设在用于冷却的壳体与贴装在电路板上的电子部件之间使用,例如将具有柔韧性和部分弹性的传热元件(热界面材料)的一面贴附在安装于电路板上的微处理器之类的发热源上,并将另一面贴附在壳体,从而将从发热源产生的热通过传热元件传递到壳体,并在壳体进行热冷却以及热分散。
本发明的申请人申请的韩国授权专利第0820902号公开了一种多层导热弹性垫,所述多层导热弹性垫包括:具有预定体积的导热弹性体;以及导热弹性粘合剂,包裹所述导热弹性体的外部并通过硬化粘合;以及聚合物膜,包裹所述导热弹性粘合剂外部并通过所述硬化粘合于所述导热弹性粘合剂且在背面接合有金属箔。
并且,韩国授权专利第1228603号公开了一种石墨封闭型导热弹性垫片,其特征在于,包括:作为内部弹性体的海绵;导热层,形成在所述海绵的外表面,且包括内置于各个基材膜的石墨层;以及,固定所述海绵与所述导热层的粘合剂层,并且,所述导热层中,贴附在所述石墨层的两面的各基材膜或者贴附在所述石墨层的外表面的基材膜相比石墨较宽地形成,以使各基材膜直接结合而使所述石墨层不会向外暴露。
根据上述专利,由于是聚合物膜或者基材膜分别包裹导热弹性体或者海绵的结构,因此弹性体或海绵的弹性受限于所述聚合物膜或者基材膜而不能充分利用弹性,而且以多种形态制造弹性体或海绵时,具有不能充分包裹所述弹性体或海绵或者需要较多时间与费用来进行包裹的问题。
并且,在弹性体或者海绵上,在聚合物膜或者基材膜分别形成有金属层或者石墨层,从而成品因垂直方向施加的力而反复被按压的情况与多次被按压的情况下,存在在侧面没有弹性的金属层或者石墨层发生扭曲或者破碎的问题。
并且,由于聚合物膜或者基材膜是不可复原的材料,具有容易因为外部按压而变形的缺点。
并且,在应用于具备通过电信号震动的音圈的耳机等时,与表面光滑且机械强度高的聚合物膜或者基材膜的发热源或者冷却对象物直接接触时,具有容易因反复的轻微震动而滑动或着移动,从而具有产生音响杂音的缺点。
并且,日本迪睿合株式会社(Dexerials Corp)的韩国授权专利第1715988号公开了一种导热支撑台的制造方法以及该导热支撑台,其特征在于,所述导热支撑台的制造方法至少包括如下步骤:挤压工艺,将包含聚合物、各向异性导热膜以及充填剂的导热性组成物利用挤压机挤压,并成型出各向异性导热膜沿挤压方向配向的挤压成型物;硬化工艺,将上述挤压成型物硬化而形成硬化物;切割工艺,将所述硬化物利用超生波切割机沿垂直于所述挤压方向的方向切割成预定的厚度。
根据上述专利的导热支撑台由于没有形成气孔,因而弹性以及复原力不足,且为了提高导热率,在聚合物中混合了大量填充剂,因此自粘结力小,并且由于沿着相对于挤压方向垂直的方向进行切割,因而具有难以经济性地连续地制造的缺点。
并且,填充剂的长度比直径长很多,因此在切割的截面,填充剂暴露在外部,从而具有如下缺点:导热支撑台的表面粗糙,且由于填充剂为碳纤维,因而易滑。
并且,由于其机械强度相对而并不好,在制造、运输以及加工时容易损坏,因而具有难以处理以及加工的缺点。
根据其他现有技术,有一种通过在有弹性的硅胶中将氧化铝等导热粉末均匀混合并进行浇铸(casting)和硬化后沿一定长度切割而制造的电绝缘导热支撑台。
根据这样的技术,导热支撑台由于没有气孔,具有弹性以及复原力不足并弹性工作距离小的缺点。
并且,降低导热支撑台的硬度以使得用较小的力也容易与对象物接触时,由于导热支撑台的机械强度小,因而在制造、运输以及加工过程中容易损坏,具有难以处理以及加工的缺点。
发明内容
因此,本发明的目的在于提供一种用简单的构造有效且可靠地发挥导热功能的导热部件。
本发明的另一个目的在于提供一种具有良好的弹性和复原力以及导热功能的一体化的导热部件。
本发明的另一个目的在于提供一种机械强度优良、硬度低且工作距离长的导热部件。
本发明的另一个目的在于提供一种整体上需要的按压力小,且复原力与导热性能良好的导热部件。
本发明的另一个目的在于提供一种易于发挥作为弹性体的主体固有的弹性与复原力且提高传热元件的复原率的导热部件。
本发明的另一个目的在于提供一种通过具备光滑且摩擦系数大的表面从而最大化与接触的对象物之间的热传递并最小化由于震动或者摩擦引起的噪音或者移动的导热部件。
本发明的另一个目的在于提供一种能够准确地吸收自对象物传递的震动与冲击的导热部件。
本发明的另一个目的在于提供一种能够将从电子器件产生的热以最短距离可靠地传递到金属壳体的导热部件。
本发明的另一个目的在于提供一种在制造时易于提供精密的尺寸的导热部件。
本发明的另一个目的在于提供一种能够屏蔽电磁波的导热部件。
本发明的另一个目的在于提供一种易于制造并在制造时易于提供精密的尺寸的导热部件。
本发明的另一个目的在于提供一种形成为单一体而易于安装及拆卸的导热部件。
根据本发明的一方面,提供一种导热部件,其特征在于,所述导热部件夹设在对向的对象物之间,以用于沿上下方向进行热传递,包括:容器,该容器由形成有沿厚度方向贯通上表面与下表面的贯通孔的弹性主体、粘结于所述主体的下表面的导热支撑台构成;传热元件,插入或者填充于由所述贯通孔和所述支撑台形成的收纳空间且,具有自粘结力,所述传热元件和所述导热支撑台分别与所述对向物接触。
根据本发明的另一方面,提供一种导热部件,其特征在于,所述导热部件夹设在包括发热源与冷却单元的对向的对象物之间,以用于沿上下方向进行热传递,所述导热部件包括:容器,该容器由具有均一的厚度和预定的宽度的环状弹性主体、粘结在所述主体下表面的导热支撑台构成;以及传热元件,具有粘性,且收纳于所述容器的收纳空间并粘结在所述导热支撑台,所述传热元件利用由所述传热元件的粘性产生的伸展性,借助对所述传热元件沿垂直方向提供的力而在所述收纳空间沿水平伸展。
根据上述结构,可以提供一种用简单的构造有效且可靠地发挥导热功能的导热部件。
并且,将具有低硬度、良好的弹性与复原力、长工作距离的主体和具有比主体高的硬度且良好的导热功能的传热元件一体化而构成导热部件,从而易于安装及拆卸传热元件,由于主体的复原力,还提高了导热部件的复原力。
并且,由于主体的侧面不被覆盖且向外全部暴露,因而可以发挥主体固有的弹性和复原力,从而可以可靠地吸收自对象物传递的震动和冲击。
并且,具有维持粘性与流动性的传热元件的导热部件以单一体的方式提供,因此顾客可以在作业现场不进行排出作业的情况下使用导热部件。
并且,如果传热元件在夹设于发热源与冷却单元之间的状态下被按压,则由于主体的厚度,不会被按压到预定厚度以下,其结果,主体为发热源与冷却单元提供了预定的间距,传热元件易于具有均一的厚度和形状。
并且,由于传热元件借助传热元件的自粘结力而直接接触于由具有良好的导热性和机械强度且表面光滑的金属片形成的导热支撑台,因而传热元件的流动性良好,且传热元件不易自导热支撑台分离,且热传递优异。
附图说明
图1的(a)是示出根据本发明的一实施例的导热部件的图,图1的(b)是沿b-b截取的剖面图。
图2的(a)至图2的(c)是示出各种结构的导热支撑台的图。
图3的(a)至图3的(c)分别是示出根据本发明的另一实施例的导热部件的立体图和平面图以及剖面图。
图4是示出可以应用于该实施例的主体的变形例的图。
图5的(a)至图5的(c)是示出根据该实施例的导热部件的制备过程的图。
图6是示出根据本发明的另一实施例的传热部件的图。
符号说明
100:容器
110:弹性主体
112:贯通孔
120:导热支撑台
200:传热元件
具体实施方式
以下,参照附图来详细说明本发明。
图1的(a)是示出根据本发明的一实施例的导热部件的图,图1的(b)是沿b-b截取的剖面图。
导热部件由形成有贯通孔112的主体110、粘合在主体110的下表面的导热支撑台120、以及插入结合于贯通孔112的传热元件200构成。
主体110与粘结在其底表面的支撑台120一起形成容器(container)100,并起到在容器100内部的收纳空间111中收纳传热元件200的作用。
以下,对各个组成部分的结构与功能进行说明。
1)主体(body)110
主体110是形成有气孔的发泡体,以使其弹性与复原力优良、弹性工作距离大、所需按压力小,该主体110可以是通过热而熔融的热塑性聚氨酯海绵、聚乙烯海绵或者或者热固性的硅胶海绵。例如,主体110可以是美国罗杰斯公司(Rogers Corp)的商标名为Poron的一种。
主体110起到帮助传热元件200与发热源或者冷却金属弹性接触的作用,主体110的密度低于传热元件200的密度,以使传热元件200能够被外部较小的力顺利地被按压。
主体110的外表面在形成发泡体的过程中形成表层(Skin layer)而使表面变得光滑,从而与对向的对象物紧贴地接触而良好地吸收震动与冲击,因此易于粘结于具有粘结力的导热支撑台120。
主体110因导热率低而不用作导热介质,但因为弹性与复原率优良,使得传热元件200与发热源以及冷却单元可靠性地接触,易于吸收震动与冲击,且总体上需要的按压力较小。
主体110具有平面状的上表面与下表面、贯通上表面与下表面形成的贯通孔112,贯通孔112借助刀刃模具而相对上下表面垂直地形成,此时可以为如本实施例的四边形,但也可以是如下所述的圆形。
对主体110的厚度并不作出特别的限定,可以为0.2mm至4mm左右,但厚度过薄则机械强度弱,厚度过厚则由于高粘度的传热元件200的成本,可能使用金属弹簧或者寻找其他对策更有效果。
2)导热支撑台120
导热支撑台120粘结在主体110的下表面,并堵住主体110的下表面,如上所述,与主体110一起形成容器,起到用于装填传热元件200以及与冷却单元等对象物自粘结或者接触的作用。
支撑台120由在硅橡胶或者丙烯酸树脂中均匀混合导热粉末或者导热纤维而构成。
支撑台120以片状态形成,作为一例,厚度为0.05mm至0.2mm,比传热元件200的厚度薄,通常厚度越厚机械强度越好。
支撑台120在其两面具有自粘结力,一面自粘结于主体的底表面并堵住主体110的贯通孔112而形成容器,另一面粘结于对象物,例如冷却单元。
支撑台120与传热元件200的聚合物材料的类系相同或者相似,由此维持彼此之间的优异的粘结力。
支撑台120的导热率为0.5W/m.k至3W/m.k,比传热元件200的导热率低,但是可以通过最小化支撑台120的厚度来最小化热传递的降低。
支撑台120具有与主体110相同的大小,例如可以将支撑台120粘结于冷却单元并将传热元件200粘结于发热源,此时,小尺寸的传热元件200将从发热源产生的热集中吸收后传递到大尺寸的支撑台120,从而可以迅速地完成热传递。
与此同时,如果在作为冷却单元的金属壳体上粘结支撑台120后组装贴装有半导体芯片的印刷基板和壳体,则传热元件200自动与半导体芯片接触,因此组装作业变得容易且简单。此外,再次作业(rework)或者回收利用(recycle)时由于尺寸小且自粘结力小的传热元件200可以容易地从半导体芯片分离,具有易于再次作业以及回收利用的优点。
包括该实施例,支撑台120可以由各种结构构成。图2的(a)至图2的(c)是示出各种结构的导热支撑台的图。
如该实施例,图2的(a)中,支撑台是在硅橡胶或者丙烯酸树脂中均匀地混合有导热粉末的单一体,其由两面具有自粘结力的导热粘结片121构成。
导热粘结片121由于在中间不具有如PET膜等的基材,因此机械强度较低,但具有柔韧性好且不易产生褶皱的优点。
此类导热粘结片121可以在主体110的下表面不具有粘结剂的情况下使用,可以通过将混合有导热粉末的液态的导热硅橡胶或者丙烯酸树脂浇铸后使其硬化而制造。
图2的(b)具有在导热基材122的两面形成有导热粘结片121的结构,图2的(c)具有在导热基材122的一面形成有导热粘结片121的结构。在此,基材122可以为铜以及铝等金属箔、粘结有保护膜的石墨片、或者形成有金属层的纤维。
这样的导热粘结片121可以通过将混合有导热粉末的液态的导热硅橡胶或者丙烯酸树脂浇铸到导热基材122后通过硬化来制造。
尤其是,如图2的(c)所示,传热元件200与导热率良好且表面光滑的铜或者铝构成的导热基材122直接接触时,能够与传热元件200良好地进行热传递且传热元件200可以良好地伸展并粘结。
在具备与所述结构相同的结构的同时,可以应用硅橡胶等导热弹性涂覆层代替导热粘结片121,且涂覆层可以不具备自粘结力,对此将在下面进行叙述。
3.传热元件200
作为传热元件200,例如可以利用具有柔韧性的硅橡胶或者丙烯酸树脂类的导热橡胶或者导热树脂、导热凝胶(gel)或者导热粘土(clay),或者需要制备非常薄的导热部件的时候可以利用石墨片。
传热元件200的导热率比主体110的导热率大5倍以上,例如传热元件200的导热率可为1W/m.k至30W/m.k左右,且可以在一个主体110形成多个贯通孔112而应用多个传热元件200。
传热元件200根据用途可以制备成多种硬度而供应。作为一例,传热元件200的硬度为邵尔A(Shore A)70以下,或者为低弹性低硬度的粘土,需要应用于特殊用途时可为凝胶(gel)。例如,传热元件200可以是美国莱尔德科技公司(Laird technology)的传热元件(Thermal Material)中的一种。
传热元件200的上表面与下表面具有自粘结力或者至少在与发热源接触的面可以具有自粘结力。
传热元件200可以具有电绝缘性或者(半)导电性,如果在聚合树脂或者橡胶中混合氧化铝粉末等导热陶瓷粉末则为电绝缘性,而混合导热性好的碳纤维等或者将导热部件200本身由石墨片构成时为(半)导电性。
通常,如果混合碳粉末或者应用石墨片则相比于混合陶瓷粉末的情形可以获得更大的导热率,在此情况下,在传热元件200的一面较薄地涂覆电绝缘的导热硅使其具有电绝缘性,并使该面接触冷却单元,据此可以使发热源与冷却单元之间维持电绝缘的同时导热良好。
由于传热元件200柔韧且密度和硬度相比主体110高,因而可以借助外部压力良好地紧贴于发热源以及冷却单元,从而使在发热源产生的热量通过传热元件200有效且容易地传递至冷却单元。
传热元件200其上表面和下表面形成水平且具有均一的厚度,并且,传热元件200的上表面可以以贯通孔112的入口为基准突出或者形成相同的水平程度或者位于内侧。
如上所述,支撑台120的上表面具有自粘结力或者涂覆有粘结剂,传热元件200的下表面也具有自粘结力,从而传热元件200粘结并固定于支撑台120的上表面。
与此同时,传热元件200的侧面具有自粘结力时,自粘结在贯通孔112的侧表面,可以提供更加可靠的粘结。
根据该实施例的导热部件,主体110与传热元件200从结构上形成为一体,据此防止传热元件200由于外部施加的震动或者冲击而在贯通孔112内沿上下移动或者脱离,并且主体110与传热元件200作为一个整体接受外部的震动或冲击,从而易于吸收外部的震动或冲击。
并且,由于主体110坚固地与传热元件200形成为一体,因而很难用外部的力从主体110分离传热元件200,从而可以一次性地将导热部件安装到对象物或者从对象物分离,减少了制造费用。
并且,弹性和复原力较差的传热元件200与具备较好的弹性和复原力的主体110的容器100形成为一体,据此当导热部件被对象物按压后复原时,主体110通过复原力恢复到原位的同时,一体化的传热元件200也会根据高度而一部分被复原。
传热元件200为了易于安装到对向的对象物,至少其上表面具有自粘结力,例如与发热源对向的传热元件200的面可以具有自粘结力,相反面则不具有自粘结力,因此易于真空拾取与处理。
图3的(a)至图3的(c)分别是示出根据本发明的另一实施例的导热部件的立体图和平面图以及剖面图。
以下,为了便于说明,限于与上述一实施例不同的构成进行说明。
传热元件200可以为具有自粘结力的导热粉末或者导热纤维均匀混合的硅橡胶或者丙烯酸树脂中的任意一个,此时,传热元件200具有粘性,根据因粘性而具有的流动性和伸展性扩展性,借助沿垂直方向施加的外部的力或者水平面上的旋转力而伸展或者流动。
在该实施例中传热元件200可以为具有高粘度的浆状(paste)或者粘土(clay,putty)状,或者是具有中等粘度的浆状(paste)或者脂(grease)状。
在此,粘性(viscosity)是指流体内在的粘结性(物质的黏巴巴且粘乎乎的性质),即流体要素部分地粘连的性质或者对抗流体运动的流体的内部阻力的定性表述,粘度(粘性度、粘性系数、粘度率)是指对流体抵抗的程度的定量性数值,通常,流体的粘性越大,粘度以及抵抗力越大。
该实施例中“高粘度”是指将通常所知的“牙膏(toothpaste)”定义为中等粘度时,相比于此更大的粘度,定义为大体上表示如下程度的粘度:利用注射器排出到平面的状态下,在常温维持水平时大体上维持原有形状而不会流落下来,但用沿上下方向的较小的力按压时,能够沿包括水平方向在内的各个方向伸展。
由于难以用数字来表述“高粘度”的定义,以美国莱尔德科技公司(www.lairdtech.com)的可滴涂的缝隙填充剂(Dispensable Gap Filler)(产品名称Tputty 508)为例,可以用流动率(Flow Rate)来代替粘度,此时,例如在75cc的锥形尖端(taper tip),0.125"孔口(orifice),40psi时,流动率(Flow Rate)为50g/min。
在此实施例中,“中间粘度”定义为大体表示如下程度的粘度:利用注射器排出到平面的状态下,在常温维持水平时维持略微流落的形态,但用沿上下方向的较小的力按压时,轻易地沿包括水平方向在内的各个方向伸展。而且,可以解释为表示大约1,500,000cps以上且“高粘度”以下的粘度。
传热元件200具有高粘度或者中间粘度的粘性以及基于该粘性的流动性与伸展性(可以统称为流动性(flowability)),从而具有粘结于支撑台120后不施加外力就不易分离的特性。
传热元件200具有基于其自身粘性的流动性以及自粘结力,从而可以自粘结于接触的对象物。换句话说,由于构成传热元件200的丙烯酸树脂或者硅橡胶的粘性可以具有粘糊的自粘结力(sticky)。
如此,传热元件200的上表面具有自粘结力,在此情况下,具有在处理或运输过程中粘结于其他物体的问题,因此可以对热部件自身通过覆盖盖体等后供应。
导热粉末的大小可以比气孔的直径小,以使传热元件200所包含的一部分导热粉末被推挤而进入到贯通孔112的内侧面的气孔。
传热元件200被按压时上表面210形成水平而具有整体相同或者相似的厚度,为了实现有效的热传递,优选地,传热元件200的上表面210与主体110的上表面维持相同水平或者稍低,也可以根据传热元件200的粘性、粘度以及形成的面积进行适当的调整。
图4是示出可以应用于该实施例的主体的变形例的图。
根据该实施例,沿着主体110的贯通孔112的内侧壁而形成有沿厚度方向连续的凹凸部114。
对凹凸部114的大小并没有进行特别的限定,在贯通孔112插入或者填充传热元件200时,由于传热元件200具有粘性和伸展性,传热元件200被凹凸部114的一部分完全地或者部分地填充。
在此状态下,传热元件200若被对象物按压则其高度减小且向侧方伸展,此时弹性比传热元件200更优异的主体110也会因传热元件200而向侧方伸展,在伸展之前或者在伸展的同时,传热元件200的一部分被填充到凹凸部114,凹凸部114将部分收纳传热元件200的伸展。
尤其是,将传热元件200填充到贯通孔112时,凹凸部114的一部分可以不被传热元件200填充且作为空余的空间存在,此时,传热元件200由于对象物的压力而被按压时传热元件200的一部分将填充到该空余的空间。
并且,导热支撑台120可以形成一个以上的排放孔,此时,排出到主体110的收纳空间111的传热元件200被加压时,传热元件200的一部分可以通过排放孔向外露出,其结果,向外露出的传热元件200与发热源或者冷却单元直接接触,从而可以使热传递更有效地进行。
图5的(a)至图5的(c)是示出根据该实施例的导热部件的制备过程的图。
观察图5的(a)可知,在由主体110的贯通孔112和导热支撑台120形成的主体110的内部收纳空间111利用滴涂器等排出传热元件200a。
关于传热元件200a的排出量,虽然没有特别限定,但可以考虑主体110的收纳空间111的体积以及最终制造的导热部件中填充的传热元件200a的位置与体积等来决定。
例如,由于传热元件200a会被按压使用,因而可以使排出的传热元件200a的总体积小于收纳空间111的总体积,排出的传热元件200a的高度相比于主体110的上表面不突出。
因此。如该例所述,可以使排出的传热元件200a具有不与主体110的内侧面接触,且不向主体110的上方突出的程度的量。
并不限于此,也可以按使传热元件200a接触于主体110的内侧面或者向主体110的上方突出的程度的量排出。
排出的传热元件200a以主体110的中心为基准可以在左右方向和上下方向上分别具有相同或者相似的形状。
具有如该示例的形状的排出的传热元件200a也可以夹设在对象物之间,并在受到按压时可以伸展而与主体110的内侧面接触。
以如图5的(a)和图5的(b)的状态排出传热元件200a的状态下,排出的传热元件200a借助传热元件200a的自粘结力而粘结在导热支撑台120上。
如此,可以在起到容器作用的主体110的内部收纳空间111排出具有自粘结力其具有粘性和基于粘性的流动性和伸展性的传热元件200a并自粘结于导热支撑台120,据此可以制备单一体的导热部件。
此外,选择性地,如图5的(c)所示,可以用将传热元件200a与主体110的内部收纳空间111的内侧壁接触地填充的工艺进行。
具体地,如果将传热元件200a如图5的(c)所示地排出或者对排出的传热元件200a沿垂直方向施加力或者使主体110旋转,则具有粘性的传热元件200a由于流动性在主体110的内部收纳空间111沿水平方向伸展或者流动。
此时,传热元件200a可以与主体110的收纳空间111的内侧壁接触或者不接触,在接触的情况下,尤其是如果排出的传热元件200a是圆形形态,则主体110的内部收纳空间的四个拐角部分可以形成空余空间。
该空余空间在导热部件夹设在对象物之间使用时,起到在传热元件200a被对象物按压而沿水平方向伸展时将延伸的传热元件200a收纳的缓冲(buffer)空间的作用。
在该实施例,传热元件200a可以根据从滴涂器排出的传热元件200a的形状而形成各种形状,并不限于如该实施例的圆形、椭圆形或者长方形,可以形成为不定形的形状,在此状态下,可以设计成被对象物挤压而填充主体110的内部收纳空间111或一部分不被填充。
如上所述,传热元件200的形状和量可以根据对象物之间的间隙公差以及形状而适当地提供。
具有上述结构的导热部件夹设在IC或者半导体芯片等发热元件与金属壳体之类的冷却单元之间而使用,随着对象物被按压而主体110与传热元件200也被一起按压,从而导热支撑台120可以与冷却单元的表面接触,且传热元件200可以与发热元件的表面接触。
此时,可以将导热部件先粘结于金属壳体,然后再组装到半导体芯片,或者先粘结于半导体芯片之后再组装到金属壳体,可以有效地选择。例如,可以先将比传热元件200的暴露面宽的导热支撑台120粘结到作为冷却单元的金属壳体后,再组装安装有半导体芯片的印刷基板和壳体,以使半导体芯片的表面与传热元件200的暴露面接触,据此可以容易地且简单地组装。
在这样的结构中,再次作业(rework)或者回收利用(recycle)时,暴露面的面积小且自粘结力小的传热元件200易于从半导体芯片分离,从而便于再次作业以及回收利用。只不过,即使传热元件200的自粘结力小,粘结力有可能根据传热元件200粘结的对象物的材质变大,因此值得留意的是,不能一律将传热元件200粘结到发热元件。
并且,由于传热元件200收纳于主体110的收纳空间111,且传热元件200的上表面与对象物接触,因而如果传热元件200夹设在对象物并被挤压,则传热元件200会伸展,从而易于发挥传热元件200固有的导热性能以及主体110固有的弹性复原力。
并且,可以通过应用具有一定机械强度的导热支撑台120来弥补主体110的机械强度。即,由于主体110为发泡体,其弹性、复原力以及柔韧性较好,但另一方面机械强度较小,因此不便于处理,如果将有一定机械强度的导热支撑台120附加地粘结后应用则可以部分弥补机械强度,从而易于处理、安装以及拆卸。
并且,在主体110的内部收纳空间排出传热元件200并沿垂直方向施加力或者旋转主体110以使传热元件200伸展或者流动,此时,传热元件200因主体110而不会露出来,因此可以容易地制造具有均一形状的导热部件。
图6是示出根据另一实施例的导热部件的图。
在该实施例,导热支撑台120由铝箔或者铜箔构成,至少在其下表面形成导热弹性涂覆层140。
由于支撑台120的上表面不具有自粘结力,支撑台120通过粘结在主体110的下表面的粘结剂130粘结到主体110。
涂覆层140可以是导热硅橡胶涂覆层,大体为固相,其硬度可能比浆状或者黏土状的传热元件200高。
如上所述,就算涂覆层140是比传热元件200的硬度高,流动性小的固相,只要沿垂直方向被按压,则流动性好的传热元件200能够良好地沿水平伸展并与对向的对象物良好地紧贴。
其结果,传热元件200起到具有流动性的传热元件的作用,涂覆层140起到没有流动性的传热元件的作用,从而可以形成互补关系,其结果,具有能够使用更薄的厚度的传热元件200的优点。
涂覆层140可以通过在例如铝箔的上方薄薄地涂覆液态的导热硅橡胶并使其硬化而制作,铝箔的厚度可以为5至150微米左右,涂覆层140的厚度可以为10至100微米左右。
涂覆层140的下表面可以具有自粘结力,或者也可以不具有自粘结力。
具有自粘结力的情况下,更易于进行热传递,不具有自粘结力的情况下,可易于在在该表面上进行真空拾取。
根据这样的结构,由传热元件-金属箔(铝箔)-导热涂覆层构成的导热性优异的导热部件在冷却单元与发热源之间具有弹性且直接接触,因此沿上下方向的热传递良好。
并且,传热元件200通过传热元件200的自粘结力而与导热支撑台120直接接触,具有弹性的涂覆层140与发热源或者冷却单元直接接触并紧贴,因此热传递良好。
并且,通过金属箔的支撑台120与涂覆层140的组合,提高了整体的机械强度,从而易于处理、安装及拆卸。
在上述实施例中,以在由主体110和导热支撑台120构成的容器100上结合传热元件200而供应的产品为例进行了说明,但是根据情况,可以以这样的形态使用:将由主体110和导热支撑台120构成的容器100自身作为产品供应给使用者,使用者将容器100粘结到半导体CPU上的状态下,将另外购入的具有粘性和流动性的传热元件200,例如导热脂或者导热浆料等挤入容器100的收纳空间111后,将冷却单元与半导体CPU结合。
本发明的导热部件可以夹设在电子设备内部的提供发热的半导体芯片、扬声器、马达或者显示面板等构成与提供冷却的金属壳体或者散热设备等对象物之间而进行热传递以及热冷却,同时在按压传热元件时主体也被一同按压,起到吸收产生的震动和冲击的作用。
如上所述,本发明以在离型膜上将导热支撑台、具有弹性的主体以及高粘度的传热元件相互结合的单一体状态提供,因此具有顾客可以在作业现场不使用滴涂器或者打印机等设备,经济性地使用具有均一的形状与尺寸的高粘度传热元件的优点。
以上,以本发明的实施例为中心进行了说明,但是显然可以在本领域技术人员的水平上对本发明施加多样的变形。因此,本发明的权利范围不能被限定于上述实施例而被解释,其应当根据权利要求书的范围而被解释。
Claims (21)
1.一种导热部件,其特征在于,所述导热部件夹设在对向的对象物之间,以用于沿上下方向进行热传递,包括:
容器,该容器由形成有沿厚度方向贯通上表面与下表面的贯通孔的弹性主体、粘结于所述主体的下表面的导热支撑台构成;以及
传热元件,插入或者填充于由所述贯通孔和所述导热支撑台形成的收纳空间,且具有自粘结力,
所述传热元件和所述导热支撑台分别与所述对象物接触。
2.如权利要求1所述的导热部件,其特征在于,
所述主体为聚氨酯橡胶或者硅橡胶的发泡体,所述主体的弹性复原力好于所述传热元件的弹性复原力。
3.如权利要求1所述的导热部件,其特征在于,
所述导热支撑台借助粘结剂粘结于所述主体或者借助所述导热支撑台的自粘结力粘结于所述主体。
4.如权利要求1所述的导热部件,其特征在于,
所述传热元件为硅橡胶类或者丙烯酸树脂类的导热橡胶或者导热树脂、导热凝胶、导热粘土或者石墨片。
5.如权利要求1所述的导热部件,其特征在于,
所述导热支撑台在两面具有自粘结力,其中一面自粘结于所述主体的下表面,另一面自粘结于所述对象物中的一个对象物。
6.如权利要求5所述的导热部件,其特征在于,
所述导热支撑台的自粘结力大于所述传热元件的自粘结力。
7.如权利要求1所述的导热部件,其特征在于,
所述传热元件以浆状或者黏土状构成。
8.如权利要求1所述的导热部件,其特征在于,
所述导热支撑台是单一的导热粘结片或者叠层体,
所述导热粘结片通过在硅橡胶或者丙烯酸树脂中均匀混合导热粉末而构成,
所述叠层体通过在导热基材的一面或者两面形成所述导热粘结片而构成。
9.如权利要求8所述的导热部件,其特征在于,
所述基材为金属箔、粘结有保护膜的石墨片、或者形成有金属层的纤维。
10.一种导热部件,其特征在于,所述导热部件夹设在包括发热源和冷却单元的对向的对象物之间,以用于沿上下方向进行热传递,
所述导热部件包括:
容器,该容器由具有均一的厚度和预定的宽度的环状弹性主体、粘结在所述主体下表面的导热支撑台构成;以及
传热元件,具有粘性,且收纳于所述容器的收纳空间并粘结在所述导热支撑台,
所述传热元件利用由所述传热元件的粘性产生的伸展性,借助对所述传热元件沿垂直方向提供的力而在所述收纳空间沿水平伸展。
11.如权利要求10所述的导热部件,其特征在于,
所述主体为聚氨酯橡胶或者硅橡胶的发泡体,所述主体的弹性复原力大于所述传热元件的弹性复原力。
12.如权利要求10所述的导热部件,其特征在于,
所述导热支撑台与所述主体借助粘结剂而粘结。
13.如权利要求10所述的导热部件,其特征在于,
所述传热元件的粘度为放置在平面的状态下大概维持原来的形态的脂、浆料或者粘土的粘度。
14.如权利要求10所述的导热部件,其特征在于,
所述传热元件具有自粘结力,
所述传热元件通过所述自粘结力粘结于所述导热支撑台。
15.如权利要求14所述的导热部件,其特征在于,
所述导热支撑台的下表面具有自粘结力,
所述传热元件的自粘结力小于所述导热支撑台下表面的自粘结力。
16.如权利要求10所述的导热部件,其特征在于,
所述导热支撑台由导热基材和层叠于所述导热基材的下表面的导热粘结片或导热涂覆层构成,所述导热基材由铝或者铜的金属箔构成。
17.如权利要求10所述的导热部件,其特征在于,
所述传热元件与所述发热源的表面直接接触,所述导热支撑台与所述冷却单元的表面直接接触。
18.如权利要求10所述的导热部件,其特征在于,
所述传热元件与所述主体的收纳空间的内侧壁接触或者通过所述伸展而与所述收纳空间的内侧壁接触。
19.如权利要求10所述的导热部件,其特征在于,
所述传热元件的导热率高于所述主体的导热率。
20.如权利要求10所述的导热部件,其特征在于,
所述传热元件由于所述粘性具备自粘结力,
在没有外部施加的力时所述传热元件与所述导热支撑台借助自粘结力而彼此不分离。
21.如权利要求10所述的导热部件,其特征在于,
沿着所述主体的收纳空间的内侧壁形成有沿厚度方向延伸的凹凸部。
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