CN111918519A - 弹性导热结构及其制造方法和电子装置 - Google Patents
弹性导热结构及其制造方法和电子装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111918519A CN111918519A CN201910376402.4A CN201910376402A CN111918519A CN 111918519 A CN111918519 A CN 111918519A CN 201910376402 A CN201910376402 A CN 201910376402A CN 111918519 A CN111918519 A CN 111918519A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heat
- elastic
- conducting
- substrate
- patterned
- 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.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
- H05K7/20436—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
- H05K7/2049—Pressing means used to urge contact, e.g. springs
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
一种弹性导热结构与电子装置配合应用,弹性导热结构设置于电子装置的热源与承载件之间,弹性导热结构包括基板、图案化导热支撑件以及导热弹性件。基板具有第一表面及与第一表面相反的第二表面,图案化导热支撑件设置于第一表面,导热弹性件设置于基板上,并覆盖图案化导热支撑件,且导热弹性件具有远离图案化导热支撑件的第三表面;其中,在热源与承载件的间距为定值时,导热弹性件的压缩量X和导热弹性件的第三表面与基板的第二表面的温差Y满足:Y=‑0.0004X2+0.0973X+19.039。本发明还公开弹性导热结构的制造方法和电子装置。
Description
技术领域
本发明关于一种弹性导热结构及其制造方法和电子装置,特别关于一种具有可压缩特性的弹性导热结构及其制造方法,和具有该弹性导热结构的电子装置。
背景技术
随着科技的发展,针对电子装置的设计与研发,莫不以薄型化及高效能为优先考虑。在要求高速运算与薄型化的情况下,电子装置的电子组件不可避免地将产生较以往更多的热量,因此,“散热”已经是这些组件或装置不可或缺的需求功能。特别是对高功率组件来说,由于工作时产生的热能大幅增加,使得电子产品的温度会急速上升,当电子产品受到过高的温度时,可能会造成组件的永久性损坏,或是使寿命大幅地降低。
公知技术大多是利用设置在组件或装置上的散热鳍片、风扇,或是散热件(例如热管)将运作时所产生的废热导引出。其中,散热鳍片或散热片一般具有一定的厚度,而且是利用具有高导热性质的金属材料制成,或是利用掺杂具有高导热性质的无机材料,例如氮化硼、氮化铝等的高分子复合材料制成。然而,金属材料的导热效果虽然很好,但是密度大,会增加整体重量与厚度。而掺杂了无机材料的高分子复合材料的结构强度并不好,可能不适合应用在某些产品上。
因此,如何发展出更适用于高功率组件或装置需求的散热结构,可适用于不同的产品领域以因应薄型化的需求,已经是相关厂持续追求的目标之一。
发明内容
本发明的目的为提供一种弹性导热结构及其制造方法和电子装置,除了可通过不同压缩量来达到更高的导热和取热能力,还可吸收装置工作时所产生的震动,同时可应用于不同的产品领域而达到薄型化的需求。
为达上述目的,依据本发明的一种弹性导热结构,与电子装置配合应用,电子装置包括热源与承载件,弹性导热结构设置于热源与承载件之间,弹性导热结构包括基板、图案化导热支撑件以及导热弹性件。基板具有第一表面及与第一表面相反的第二表面。图案化导热支撑件设置于基板的第一表面。导热弹性件设置于基板上,并覆盖图案化导热支撑件,且导热弹性件具有远离图案化导热支撑件的第三表面:其中,在热源与承载件的间距为定值时,导热弹性件的压缩量X和导热弹性件的第三表面与基板的第二表面的温差Y满足以下的关系式:Y=-0.0004X2+0.0973X+19.039,其中X的单位为百分比,Y的单位为℃,且所述关系式中的X与Y都是去掉单位的纯量。
在一实施例中,基板为黏着件、玻璃基板、塑料基板、或聚酰亚胺基板。
在一实施例中,图案化导热支撑件的材料包括石墨、石墨烯、多壁奈米碳管、氧化铝、氧化锌、或氧化钛,或其组合。
在一实施例中,导热弹性件包括多孔弹性体与多个导热体,多个导热体混合于多孔弹性体。
在一实施例中,导热体的材料包括石墨、石墨烯、多壁奈米碳管、氧化铝、氧化锌、或氧化钛,或其组合。
在一实施例中,导热弹性件的压缩量X与弹性导热结构的导热能力呈正相关。
在一实施例中,图案化导热支撑件包括多个子导热件,所述子导热件的密度与弹性导热结构的导热能力呈正相关。
在一实施例中,基板位于热源与图案化导热支撑件之间,或导热弹性件位于热源与图案化导热支撑件之间。
为达上述目的,依据本发明的一种电子装置,其包括前述实施例的弹性导热结构,电子装置包括热源与承载件,弹性导热结构设置于热源与承载件之间。
为达上述目的,依据本发明的一种弹性导热结构的制造方法,包括:提供基板,其中基板具有表面;形成图案化导热支撑件于基板的表面;以及,形成导热弹性件于基板上,并使导热弹性件覆盖图案化导热支撑件。
承上所述,在本发明的弹性导热结构及其制造方法、和电子装置中,基板具有第一表面及与第一表面相反的第二表面,图案化导热支撑件设置于基板的第一表面,而导热弹性件设置基板上,并覆盖图案化导热支撑件,且导热弹性件具有远离图案化导热支撑件的第三表面;在电子装置的热源与承载件的间距为定值的情况下,通过导热弹性件的压缩量X及和导热弹性件的第三表面与基板的第二表面的温差Y满足关系式:Y=-0.0004X2+0.0973X+19.039,其中,X的单位为百分比,Y的单位为℃,且所述关系式中的X与Y都是去掉单位的纯量的设计,使得本发明除了可通过不同压缩量来达到更高的导热、取热能力外,还可吸收装置工作时所产生的震动,同时可应用于不同的产品领域而达到薄型化的需求。
此外,本发明利用新型态的弹性导热结构,设计不同压缩量以应用于不同的产品领域,可达到比传统单纯的泡绵搭配散热膜有更佳的导热、取热的效益和能力。
附图说明
图1A为本发明一实施例的一种弹性导热结构的示意图。
图1B为图1A的弹性导热结构沿1B-1B割面线的剖视示意图。
图2为本发明一实施例的导热弹性件的一热导引路径示意图。
图3为本发明另一实施例的弹性导热结构的示意图。
图4A至图4C分别为图1A的弹性导热结构的制造过程示意图。
图5为本发明一实施例的弹性导热结构应用于一电子装置的示意图。
图6A至图6C分别为图5的弹性导热结构的不同压缩量示意图。
具体实施方式
以下将参照相关附图,说明本发明一些实施例的弹性导热结构及其制造方法、和电子装置,其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。以下实施例出现的组件只是示意,不代表真实的比例或尺寸。
本申请的弹性导热结构可运用于例如但不限于手机、笔记本电脑、平板计算机、电视、显示器、背光模块、或服务器相关的计算机设备,或是无人机、影音设备(例如扬声器)、摄影镜头或照相镜头,或是其他领域的电子装置,并不限制。本申请的弹性导热结构除了可通过不同压缩量来达到更高的导热、取热效益外,还可吸收装置运作时所产生的震动,同时可应用于不同的产品领域而达到薄型化的需求。
本申请的弹性导热结构可与电子装置配合应用。其中,电子装置可包括热源与承载件,而弹性导热结构可设置于热源与承载件之间,以将热源所产生的热量经由弹性导热结构的导引、传递而由承载件散逸出。在一些实施例中,承载件可为承载电子装置内部零件(包括热源)的组件或单元,例如可为背板、背盖、壳体或其他可承载热源的组件,而热源可例如包括电子装置的中央处理器(CPU)、内存、显示适配器、显示面板、背光模块(例如导光板),或马达,或其他会产生热量的组件、单元或设备,本申请都不限制。
图1A为本发明一实施例的一种弹性导热结构的示意图,而图1B为图1A的弹性导热结构沿1B-1B割面线的剖视示意图。如图1A与图1B所示,弹性导热结构1包括基板11、图案化导热支撑件12以及导热弹性件13。
基板11具有第一表面111及与第一表面111相反的第二表面112(图1B)。基板11为耐热材料制成,例如但不限于为黏着件(例如双面胶或单面胶)、玻璃基板、或塑料基板,或是可挠性的软性基板(材料例如为聚酰亚胺(Polyimide,PI))。在一些实施例中,双面胶或单面胶可包括热传导性聚硅氧组成物的硬化剂、热传导性填充剂、聚硅氧树脂与有机过氧化物系化合物等材料;在一些实施例中,双面胶或单面胶的材料也可包括压克力类的胶材。
图案化导热支撑件12设置于基板11的第一表面111上(上表面),且图案化导热支撑件12具有顶面T(图1B),顶面T就是图案化导热支撑件12离基板11的第一表面111最远的表面。图案化导热支撑件12可为高导热材料制成,高导热材料可例如但不限于为石墨、石墨烯、多壁奈米碳管、氧化铝、氧化锌、或氧化钛,或其组合,除了可提供结构上的支撑性之外,还具有高导热能力,可将热源产生的热量进行快速的导引与传递。另外,图案化导热支撑件12的截面形状可例如包括井字状或块状,或其组合。本实施例的图案化导热支撑件12的材料为石墨烯,使得图案化导热支撑件12为石墨烯导热膜(Graphene Thermal Film,GTF)。另外,由垂直基板11的第一表面111的方向来看(图1A),本实施例的图案化导热支撑件12的结构是以包括井字状为例。
导热弹性件13设置于基板11上,而且导热弹性件13覆盖图案化导热支撑件12。于此,导热弹性件13可完整覆盖图案化导热支撑件12,并且部分或完整覆盖在基板11上。顾名思义,导热弹性件13除了具有导热功能外,还具有弹性、缓冲性或可压缩性,还可吸收电子装置运作时所产生的震动。如图1B所示,本实施例的导热弹性件13包括多孔弹性体131(具有许多孔洞)与多个导热体132,多个导热体132混合于多孔弹性体131中。其中,多孔弹性体131的材料可例如但不限于为泡绵或橡胶,而导热体132可为高导热材料,并可为颗粒、粉未或微片状,材料例如但不限于为石墨、石墨烯、多壁奈米碳管、氧化铝、氧化锌、或氧化钛,或其组合。本实施例的多孔弹性体131与导热体132分别是以泡绵与石墨烯微片为例。由于本实施例的图案化导热支撑件12与导热弹性件13都包括有高导热的材料(例如石墨烯),因此,可快速地将热源所产生的热能导引与传递。另外,由于石墨烯可吸收电磁波,因此,本实施例的弹性导热结构1也具有电磁波屏蔽的能力。
图2为本发明一实施例的导热弹性件的热导引路径示意图。图2只是示意,而且为了说明,只绘示一条导热路径。在图2中,导热弹性件13包括有多孔弹性体131(例如泡绵)与多个导热体132(例如石墨烯微片)。其中,多孔弹性体131(泡绵)包括有相当多的半闭(Semi-Closed)气孔O,而导热体132(石墨烯微片)可为造孔剂,其位于该些气孔O的外围以维持气孔O存在。在热导引与传递的过程中,是由位于该些气孔O外围的导热体132(石墨烯微片)将热量由导热弹性件13的一侧(热源侧)传导至另一侧,因此,导热体132(石墨烯微片)的密度越高,导热弹性件13的导热或取热效果也越好。
以下介绍导热弹性件的制造过程:在一些实施例中,可使用聚合度(Degree ofpolymerization,DP)例如为1700,而且是完全水解型的聚乙烯醇(Polyvinyl alcohol,PVA)作为反应物,添加例如石墨烯微片做为造孔剂,其中,PVA(聚乙烯醇)在整体溶液中所占的体积例如为6wt%~7wt%,再混合甲醛及硫酸进行缩醛反应,同时控制反应温度例如为60℃,以制备多孔性并且含有石墨烯导热材料的聚乙烯醇泡绵。
举例来说,以聚乙烯醇为6wt%、石墨烯的重量为5g为例,其制备方法可例如如以下的步骤:(步骤1)开起热风循环烘箱,温度控制在60℃,将模具预热;(步骤2)秤取27g的聚乙烯醇粉末及5g的石墨烯置于500ml的烧杯中;(步骤3)量取190ml的去离子水(纯水),并加入至步骤2的烧杯中;(步骤4)将步骤3的烧杯中的反应物加热、搅拌至沸腾溶解;(步骤5)量取20ml的去离子水加入至50ml的烧杯中;(步骤6)量取27ml的甲醛溶液,置于50ml烧杯中备用;(步骤7)当步骤4烧杯内的聚乙烯醇完全溶解后持续搅拌,使其自然降温至85℃;(步骤8)待步骤7完成后,将步骤5的溶液缓慢倒入步骤7的烧杯中,并均匀混合,持续搅拌,使其自然降温至75℃;(步骤9)将步骤6的甲醛溶液倒入步骤8的烧杯中,并均匀混合,再利用去离子水将整体溶液定为在280ml;(步骤10)持续搅拌,使其自然降温至60℃;(步骤11)量取15ml,50wt%的硫酸溶液并加入5ml的去离子水,置于烧杯中备用;(步骤12)当步骤10完成时,将步骤11的硫酸溶液倒入步骤10的烧杯中,并使其搅拌混合;(步骤13)待步骤12完成后,将反应液置于事先遇热的模具中,置于热风循环烘箱内,温度控制在60℃,反应时间为8小时;(步骤14)当步骤13完成后,将样品静置于室温,直到温度降至常温后,以去离子水重复清洗样品,直到Ph值为6.0到7.0之间;(步骤15)当步骤14完成后,将样品在湿润的情况下,密封于夹链袋中,即可得到多孔性聚乙烯醇缩醛的石墨烯泡绵(即导热弹性件)。
在一些实施例中,可依据散热、压缩及/或吸震需求制作不同厚度的导热弹性件13或弹性导热结构1;在一些实施例中,导热弹性件13可以很薄而且很轻,其厚度例如可为100微米(μm);在一些实施例中,弹性导热结构1的厚度可大于100微米,且小于200微米。由于导热弹性件13具有弹性和可压缩性,因此,可视电子装置整体厚度的要求以适当力道将弹性导热结构1压合在热源与承载件之间,通过导热弹性件13的不同压缩量来达到更高的导热和取热效益,借此达到吸震、散热与薄型化的要求。此外,在一些实施例中,弹性导热结构1为软性结构而具有可挠性,因此可卷曲或弯折,并包覆在非平面的热源(例如马达),除了可将热源的热量导引并散逸出外,还可吸收工作时所产生的震动或噪音。
在一些实施例中,若基板11为黏着件而具有黏性的话(例如双面胶),则可直接通过双面胶(基板11)将弹性导热结构1贴附在热源上,使弹性导热结构1位于热源与背板之间,进而使基板11位于热源21与图案化导热支撑件12之间,除了可提供吸震的效果外,热源所产生的热能也可通过双面胶(基板11)经由图案化导热支撑件12快速地传导到导热弹性件13,并经由背板散逸至外界;在一些实施例中,也可将导热弹性件13直接与热源接触,使导热弹性件13位于热源21与图案化导热支撑件12之间;在一些实施例中,也可在导热弹性件13与热源之间设置胶材,以透过胶材将导热弹性件13贴附在热源上,除了提供吸震的效果外,热量也可经由导热弹性件13快速地传导到图案化导热支撑件12,再经由基板11与背板散逸出,本申请皆不限制弹性导热结构1与热源连接的态样。
图3为本发明另一实施例的弹性导热结构的示意图。前述实施例的弹性导热结构1之图案化导热支撑件12是以包括井字形状为例,但是在图3的实施例中,弹性导热结构1a的图案化导热支撑件12a是以包括块状为例。于此,图案化导热支撑件12a包括多个二维数组排列的块状体,然并不以此为限,在不同的实施例中,这些块状体的排列方式也可以不规则。再一提的是,上述的图案化导热支撑件12、12a的形状只是举例,不可用以限制本申请。
请参照图4A至图4C所示,以说明本发明一实施例的弹性导热结构的制造方法。其中,图4A至图4C分别为图1A的弹性导热结构1的制造过程示意图。
如图4A所示,先提供基板11,其中,基板11具有第一表面111。接着,形成图案化导热支撑件12于基板11的第一表面111上。于此,是将含有高导热材料(例如石墨烯)的浆料以例如网印或压印方式设置在基板11上,使基板11的第一表面111上具有结构支撑效果的图案化导热支撑件12。接着,如图4B所示,可先进行碾压制程,除了可得到需求的图案化导热支撑件12的高度外,还可提高图案化导热支撑件12本身的结构密度和强度。最后,如图4C所示,再形成导热弹性件13于基板11上,并使导热弹性件13覆盖图案化导热支撑件12。于此,可例如但不限于以涂布或贴附方式在图案化导热支撑件12与基板11上形成导热弹性件13,并使导热弹性件13覆盖在图案化导热支撑件12上,进而得到本实施例的弹性导热结构1。
请分别参照图5至图6C所示,其中,图5为本发明一实施例的弹性导热结构应用于一电子装置的示意图,而图6A至图6C分别为图5的弹性导热结构的不同压缩量示意图。
在图5的应用例中,是将弹性导热结构2应用于电子装置3的散热和吸震上(按压或触控操作时都会产生震动)。其中,弹性导热结构2可包括上述弹性导热结构1、1a的所有技术特征或其变化态样,具体技术内容可参照上述,不再赘述。
本实施例的电子装置3是以液晶显示设备为例,其各部件由上到下的顺序为:前框件31、上偏光板32、显示面板33、下偏光板34、光学膜片35、导光板36、发光单元37(例如LED光条,位于导光板36的一侧边)与背板38。其中,前框件31、上偏光板32、显示面板33、下偏光板34、光学膜片35、导光板36、发光单元37与背板38为公知技术的液晶显示设备的配置,本领域技术人员可由已知文献、资料中得知其相对关系与功能,在些不多作说明。
本实施例的弹性导热结构2设置于导光板36与背板38之间,以通过弹性导热结构2吸收电子装置3运作时所产生的热量及/或震动。由于弹性导热结构2的导热弹性件具有可压缩性,因此,可视电子装置3的厚度设计,控制施力的力道压合导光板36与背板38,以符合整体的厚度需求,借此因应不同的产品领域而达到薄型化的要求。
在本实施例中,如图6A至图6C所示,弹性导热结构2夹置于导光板36与背板38之间,并可包括基板21、图案化导热支撑件(图6A标示为22a,图6B标示为22b,图6C标示为22c)及导热弹性件(图6A标示为23a,图6B标示为23b,图6C标示为23c)。先说明的是,在图6A至图6C的实施例中,是利用基板21(例如双面胶)贴合在导光板36的下表面,并且将其上下反置,因此,背板38位于图示中的上侧,而导光板36位于图示中的下侧。
图案化导热支撑件22a、22b、22c分别包括有多个子导热件221a、221b、221c,各子导热件221a、221b、221c分别具有顶面T,而图案化导热支撑件22a、22b、22c的顶面T与基板21的第一表面211的距离(此距离就是子导热件221a、221b、221c相对于基板21的第一表面211的高度,以下称为图案化导热支撑件的高度)分别为H1、H2、H3,且H1<H2<H3。另外,导热弹性件23a、23b、23c具有远离图案化导热支撑件22a、22b、22c的第三表面231。
在未压缩前,导热弹性件23a、23b、23c的初始高度皆相同(例如100微米),但是在不同高度的子导热件221a、221b、221c(H1<H2<H3)的情况下,为了维持热源(即导光板36)与承载件(背板38)的间距d1、d2、d3皆相等于一定值(也就是使d1=d2=d3),则导热弹性件23a、23b、23c的压缩量可为:导热弹性件23c的压缩量>导热弹性件23b的压缩量>导热弹性件23a的压缩量。同时,导热弹性件的压缩量(以X表示)及导热弹性件的第三表面231(即导热弹性件23a、23b、23c的上表面)与基板21的第二表面212(即基板21的下表面)的温差Y可满足以下关系式:Y=-0.0004X2+0.0973X+19.039,其中,X的单位为百分比,Y的单位为℃,且该关系式中的X和Y都是去掉单位的纯量。于此,上述的温差Y就是经过一段时间(例如10分钟)后,弹性导热结构的上表面与下表面的温度差。当温差值越大,表示弹性导热结构的导热、取热能力越高,散热效益也越好。
为了方便说明,以下6个结构态样中所举的数据都忽略基板的厚度。举例来说,导热弹性件的初始厚度例如为100微米,在热源与承载件的间距固定为100微米的条件下,在不同的图案化导热支撑件的高度下,例如,结构态样一:在图案化导热支撑件的高度为5微米时,压缩后,导热弹性件的厚度剩为95微米(压缩量X为5%),得到的温差Y约为19.5℃。
结构态样二:在图案化导热支撑件的高度为14微米时,压缩后,导热弹性件的厚度剩为86微米(压缩量X为14%),得到的温差Y约为20.5℃。
结构态样三:在图案化导热支撑件的高度为33微米时,压缩后,导热弹性件的厚度剩为67微米(压缩量X为33%),得到的温差Y约为21.1℃。
结构态样四:在图案化导热支撑件的高度为41微米时,压缩后,导热弹性件的厚度剩为59微米(压缩量X为41%),得到的温差Y约为22.9℃。
结构态样五:在图案化导热支撑件的高度为53微米时,压缩后,导热弹性件的厚度剩为47微米(压缩量X为53%),得到的温差Y约为23.2℃。
结构态样六:在图案化导热支撑件的高度为68微米时,压缩后,导热弹性件的厚度剩为32微米(压缩量X为68%),得到的温差Y约为23.7℃。
换句话说,本申请的弹性导热结构具备有可压缩特性,可以在电子装置设计的初期阶段就进行预设计,利用其压缩特性将弹性导热结构设置于热源与承载件之间的可控距离,利用不同的压缩量对应不同的图案化导热支撑件的高度以得到预设的间距(厚度),使弹性导热结构具有不同的导热、取热能力。其中,为了使热源与承载件之间具有相同的间距,当图案化导热支撑件的高度越高时,则导热弹性件的压缩量X也越大,得到的温差Y也越大。
另外,前述的导热弹性件的压缩量X与弹性导热结构的导热能力呈正相关,其原因在于:当图案化导热支撑件的高度越高时,为了达到整体高度皆相同的条件下(因间距为定值),则导热弹性件的压缩量X需要越大(例如图6C),如果压缩量X越大,则图案化导热支撑件中的导热材料与导热弹性件内的导热体接触的机会或接触面积则越大,导热弹性件的导热能力也越好,越可以将热源的热量导引出(即导热、取热能力越好)。
此外,图案化导热支撑件的该些子导热件的密度与弹性导热结构的导热能力也呈正相关,其原因在于:该些子导热件的密度越大,图案化导热支撑件中的导热材料与导热弹性件内的导热体接触的面积也越大,使得导热弹性件的导热能力越好,越可以(容易)将热源的热量导引出(即导热、取热能力越好)。
以下再以一些例子介绍如何利用弹性导热结构进行压缩量的设计。
第一例:当设计要求需要导热弹性件的压缩量X为14%时,假设其可控距离(即前述的导光板(热源)与背板(承载件)的间距)为110μm,而导热弹性件、图案化导热支撑件与基板的厚度分别假设为100μm、14μm与10μm。其中,可利用图案化导热支撑件的疏状微结构(即子导热件)对导热弹性件进行硬压缩,让原本100μm厚的导热弹性件被压缩成86μm(导光板与背板的间距仍为110μm),此硬压缩可以让图案化导热支撑件内的导热材料(例如石墨烯)和导热弹性件内的导热体(例如石墨烯微片)进行直接接触,让导热路径得以延伸,以快速将导光板的热能传递给背板,并散逸到外面。
第二例:当设计要求需要导热弹性件的压缩量X为33%时,其可控距离(间距)假设仍为110μm,而导热弹性件、图案化导热支撑件与基板的厚度分别假设为100μm、33μm与10μm。其中,可利用图案化导热支撑件的疏状微结构(子导热件)对导热弹性件进行硬压缩,让原本100μm厚的导热弹性件被压缩成67μm(导光板与背板的间距仍为110μm),此硬压缩可以让图案化导热支撑件内的导热材料(例如石墨烯)和导热弹性件内的导热体(例如石墨烯微片)进行直接接触,让导热路径得以延伸,以快速将导光板的热能传递给背板,并散逸到外面。
第三例:当设计要求需要导热弹性件的压缩量X为24%时,其可控距离(间距)假设为100μm,而导热弹性件、图案化导热支撑件与基板的厚度分别假设为100μm、14μm、10μm。其中,可利用图案化导热支撑件的疏状微结构(子导热件)对导热弹性件进行硬压缩,让原本100μm厚的热弹性件被压缩成76μm(导光板与背板的间距为100μm),此硬压缩可以让图案化导热支撑件内的导热材料(例如石墨烯)和导热弹性件内的导热体(例如石墨烯微片)进行直接接触,让导热路径得以延伸,以快速将导光板的热能传递给背板,并散逸到外面。
在不同的实施例中,若电子装置为自发光显示器,例如有机发光二极管显示器(OLED)时,则本申请的弹性导热结构可设置在OLED面板(热源)的下表面与背盖(承载件)之间。在一些实施例中,由于弹性导热结构为可挠性结构,因此,可依据热源的形状卷曲或弯折以应用于非平面的热源。举例来说,卷曲成例如圆筒状,并包覆在(无人机)马达的外壳,借此吸收马达运行时所产生的热量、震动和噪音。
此外,本申请利用新的弹性导热结构,并且设计不同压缩量以应用于不同的产品领域,相较于传统的单纯导热泡绵搭配散热膜,可达到比传统单纯导热泡绵搭配散热膜更好的导热、取热的效益和能力。
综上所述,在本发明的弹性导热结构及其制造方法、和电子装置中,基板具有第一表面及与第一表面相反的第二表面,图案化导热支撑件设置于基板的第一表面,而导热弹性件设置基板上,并覆盖图案化导热支撑件,且导热弹性件具有远离图案化导热支撑件的第三表面;在电子装置的热源与承载件的间距为定值的情况下,通过导热弹性件的压缩量X及和导热弹性件的第三表面与基板的第二表面的温差Y满足关系式:Y=-0.0004X2+0.0973X+19.039,其中,X的单位为百分比,Y的单位为℃,且该关系式中的X与Y都是去掉单位的纯量的设计,使得本发明除了可通过不同压缩量来达到更高的导热、取热能力外,还可吸收装置工作时所产生的震动,同时可应用于不同的产品领域而达到薄型化的需求。
此外,本发明利用新型态的弹性导热结构,设计不同压缩量以应用于不同的产品领域,可达到比传统单纯的泡绵搭配散热膜有更佳的导热、取热的效益和能力。
以上所述仅为举例性,而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴,而对其进行的等效修改或变更,均应包含于后附的权利要求书中。
Claims (10)
1.一种弹性导热结构,其特征在于,与电子装置配合应用,所述电子装置包括热源与承载件,所述弹性导热结构设置于所述热源与所述承载件之间,所述弹性导热结构包括:
基板,具有第一表面及与所述第一表面相反的第二表面;
图案化导热支撑件,设置于所述基板的所述第一表面;以及
导热弹性件,设置于所述基板上,并覆盖所述图案化导热支撑件,且所述导热弹性件具有远离所述图案化导热支撑件的第三表面;
其中,在所述热源与所述承载件的间距为定值时,所述导热弹性件的压缩量X和所述导热弹性件的所述第三表面与所述基板的所述第二表面的温差Y满足以下的关系式:Y=-0.0004X2+0.0973X+19.039,其中X的单位为百分比,Y的单位为℃,且所述关系式中的X与Y都是去掉单位的纯量。
2.如权利要求1所述的弹性导热结构,其特征在于,所述基板为黏着件、玻璃基板、塑料基板、或聚酰亚胺基板。
3.如权利要求1所述的弹性导热结构,其特征在于,所述图案化导热支撑件的材料包括石墨、石墨烯、多壁奈米碳管、氧化铝、氧化锌、或氧化钛,或其组合。
4.如权利要求1所述的弹性导热结构,其特征在于,所述导热弹性件包括多孔弹性体与多个导热体,所述多个导热体混合于所述多孔弹性体。
5.如权利要求4所述的弹性导热结构,其特征在于,所述导热体的材料包括石墨、石墨烯、多壁奈米碳管、氧化铝、氧化锌、或氧化钛,或其组合。
6.如权利要求1所述的弹性导热结构,其特征在于,所述导热弹性件的压缩量X与所述弹性导热结构的导热能力呈正相关。
7.如权利要求1所述的弹性导热结构,其特征在于,所述图案化导热支撑件包括多个子导热件,所述子导热件的密度与所述弹性导热结构的导热能力呈正相关。
8.如权利要求1所述的弹性导热结构,其特征在于,所述基板位于所述热源与所述图案化导热支撑件之间,或所述导热弹性件位于所述热源与所述图案化导热支撑件之间。
9.一种电子装置,其特征在于,包括权利要求1至权利要求8其中任一项所述的弹性导热结构,所述电子装置包括热源与承载件,所述弹性导热结构设置于所述热源与所述承载件之间。
10.一种弹性导热结构的制造方法,其特征在于,包括:
提供基板,其中所述基板具有表面;
形成图案化导热支撑件于所述基板的所述表面;以及
形成导热弹性件于所述基板上,并使所述导热弹性件覆盖所述图案化导热支撑件。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910376402.4A CN111918519B (zh) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | 弹性导热结构及其制造方法和电子装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910376402.4A CN111918519B (zh) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | 弹性导热结构及其制造方法和电子装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111918519A true CN111918519A (zh) | 2020-11-10 |
CN111918519B CN111918519B (zh) | 2023-01-17 |
Family
ID=73242440
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910376402.4A Active CN111918519B (zh) | 2019-05-07 | 2019-05-07 | 弹性导热结构及其制造方法和电子装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111918519B (zh) |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005084077A (ja) * | 2003-09-04 | 2005-03-31 | Fuji Xerox Co Ltd | 熱伝導部材および画像形成装置 |
TW200903226A (en) * | 2007-07-06 | 2009-01-16 | Foxconn Tech Co Ltd | Heat dissipation device |
CN102349151A (zh) * | 2009-05-05 | 2012-02-08 | 派克汉尼芬公司 | 导热泡沫产品 |
TWM452595U (zh) * | 2012-09-12 | 2013-05-01 | Cheng-En Cai | 薄型散熱裝置與使用該薄型散熱裝置之裝置結構 |
US20130240261A1 (en) * | 2012-03-19 | 2013-09-19 | Hyundai Motor Company | Composite material for shielding electromagnetic wave |
TW201409628A (zh) * | 2012-08-30 | 2014-03-01 | 矽品精密工業股份有限公司 | 半導體封裝件及其製法 |
CN105101755A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-11-25 | 新纳科技有限公司 | 导热结构及散热装置 |
CN105807361A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-07-27 | 东旭(昆山)显示材料有限公司 | 导光板的制造方法 |
TW201709805A (zh) * | 2015-08-31 | 2017-03-01 | 新納科技有限公司 | 導熱結構及散熱裝置 |
WO2017043831A1 (ko) * | 2015-09-07 | 2017-03-16 | 주학식 | 전자파 흡수소멸과 차폐용 및 전자기기 고방열용 융합시트 및 그 제조방법 |
CN208675287U (zh) * | 2018-08-28 | 2019-03-29 | 深圳市旺鑫精密工业有限公司 | 一种pvd喷涂同体塑壳 |
-
2019
- 2019-05-07 CN CN201910376402.4A patent/CN111918519B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005084077A (ja) * | 2003-09-04 | 2005-03-31 | Fuji Xerox Co Ltd | 熱伝導部材および画像形成装置 |
TW200903226A (en) * | 2007-07-06 | 2009-01-16 | Foxconn Tech Co Ltd | Heat dissipation device |
CN102349151A (zh) * | 2009-05-05 | 2012-02-08 | 派克汉尼芬公司 | 导热泡沫产品 |
US20130240261A1 (en) * | 2012-03-19 | 2013-09-19 | Hyundai Motor Company | Composite material for shielding electromagnetic wave |
TW201409628A (zh) * | 2012-08-30 | 2014-03-01 | 矽品精密工業股份有限公司 | 半導體封裝件及其製法 |
TWM452595U (zh) * | 2012-09-12 | 2013-05-01 | Cheng-En Cai | 薄型散熱裝置與使用該薄型散熱裝置之裝置結構 |
CN105101755A (zh) * | 2015-08-31 | 2015-11-25 | 新纳科技有限公司 | 导热结构及散热装置 |
TW201709805A (zh) * | 2015-08-31 | 2017-03-01 | 新納科技有限公司 | 導熱結構及散熱裝置 |
WO2017043831A1 (ko) * | 2015-09-07 | 2017-03-16 | 주학식 | 전자파 흡수소멸과 차폐용 및 전자기기 고방열용 융합시트 및 그 제조방법 |
CN105807361A (zh) * | 2016-04-26 | 2016-07-27 | 东旭(昆山)显示材料有限公司 | 导光板的制造方法 |
CN208675287U (zh) * | 2018-08-28 | 2019-03-29 | 深圳市旺鑫精密工业有限公司 | 一种pvd喷涂同体塑壳 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
张海燕: "《低浓度高热导率的石墨烯/树脂复合物及其应用》", 《工程热物理学报》 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111918519B (zh) | 2023-01-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101235541B1 (ko) | 열확산, 전자파 차폐 및 충격흡수 기능을 갖는 복합기능 박막시트 및 적용 전자제품 | |
US10945331B2 (en) | Mobile display device | |
JP2015137848A (ja) | 携帯式電子機器の放熱装置 | |
CN107787167B (zh) | 一种移动终端 | |
CN105235307B (zh) | 一种导热膜石墨复合材料 | |
KR101796206B1 (ko) | 그라파이트 점착제층 방열패드 | |
JP2012104713A (ja) | 熱伝導材及びその製造方法 | |
CN112876757B (zh) | 一种具有垂直方向导热功能的超薄双面胶带及应用方法 | |
JP2014187233A (ja) | 放熱シートおよびこれを用いた放熱構造 | |
US10117355B2 (en) | Heat dissipation foil and methods of heat dissipation | |
WO2017185960A1 (zh) | 一种终端设备以及相关方法 | |
CN111918519B (zh) | 弹性导热结构及其制造方法和电子装置 | |
TWI672582B (zh) | 行動電子裝置之散熱緩衝導電複合成型結構(三) | |
WO2018184595A1 (en) | Heat dissipation devices | |
TWI669601B (zh) | Thermal buffered conductive composite forming structure of mobile electronic device (4) | |
CN111465280A (zh) | 壳体组件及电子设备 | |
KR101531630B1 (ko) | 초박막 방열필름 및 이를 포함하는 열확산 시트 | |
CN203697591U (zh) | 一种高导热石墨复合块 | |
CN112188791A (zh) | 弹性散热结构和电子装置 | |
US20220240418A1 (en) | Thermal conductive structure and electronic device | |
CN211090359U (zh) | 电子设备及导热元件 | |
KR102104331B1 (ko) | 전자기파 차폐 기능을 갖는 방열 시트 및 그의 제조 방법 | |
KR102075360B1 (ko) | 열확산 시트 및 그 제조방법 | |
CN215268630U (zh) | 一种提高喇叭灵敏度的装置及具有该装置的电子设备 | |
CN218831105U (zh) | 一种散热结构及移动终端 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |