CN113451240A - 嵌入含碳黑导热胶的系统及含碳黑导热胶的导热片 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种嵌入含碳黑导热胶的系统，该系统包括：发热组件；以及含碳黑导热胶构成的散热路径图案，形成在前述发热组件上。本发明还公开了一种含碳黑导热胶的导热片，该导热片包括：基材，具有相对的第一表面以及第二表面；以及含碳黑导热胶构成的散热路径图案，形成在基材的第一表面及/或第二表面上。本发明还公开了一种嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统，该嵌入导热片的系统中，发热组件与在含碳黑导热胶的导热片中形成有含碳黑导热胶构成的散热路径图案的第一表面及/或第二表面接触，由此使发热组件通过含碳黑导热胶的导热片中第一表面及/或第二表面所形成的含碳黑导热胶构成的散热路径图案将热散除。
Description
技术领域
本申请是关于一种嵌入含导热胶的系统、含导热胶的导热片以及嵌入含导热胶的导热片的系统，特别地，是关于一种嵌入含碳黑导热胶的系统、含碳黑导热胶的导热片以及嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统。
背景技术
微型化制造已经是目前电子业、半导体业以及许多科技产业的主要趋势，惟将将许多功能性、能源性集成电路整合在一微型组件上将导致过热的缺点。为了解决微型组件散热的问题，目前有许多解决过热问题的方案，例如包括导入散热系统或者通过导热层来促进微型组件的散热。但是导入散热系统的方案，必须视微型组件而选择特定的散热系统，无法协同设计，且往往受到许多限制；通过导热层来促进微型组件的散热的解决方案，由于现有的导热层往往通过在胶内混入具高导热性的金属粒子，由此使这些导入的金属粒子将微型组件产生的热加以排除。但是这些具高导热性的金属粒子的粒径较大，所以无法均匀的在胶内混合，再者这些具高导热性的金属粒子化学性质不一定稳定可靠，有些副作用可能会造成电子组件、半导体组件且特别是通讯组件(例如RF、5G通讯组件)的电磁干扰(EMI)。
鉴于此，一种可配合微型组件协同设计且不会造成电磁干扰的一种嵌入含碳黑导热胶的系统、含化学性质稳定且便宜的碳黑导热胶的导热片以及嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统，是本领域所殷切期盼的。
发明内容
本发明提供了一种嵌入含碳黑导热胶的系统，前述嵌入含碳黑导热胶的系统包括：发热组件；以及含碳黑导热胶构成的散热路径图案，形成在前述发热组件上。
根据本发明的一种实施方式，前述嵌入含碳黑导热胶的系统中，还包括一绝缘涂层，形成在前述发热组件表面上，使得前述含碳黑导热胶构成的散热路径图案被前述绝缘涂层所围绕。
根据本发明的一种实施方式，前述嵌入含碳黑导热胶的系统中，前述发热组件为半导体组件、半导体组件封装体、发光二极管组件、发光二极管封装体、灯具、电池或电池模块。
根据本发明的一种实施方式，前述嵌入含碳黑导热胶的系统中，前述散热路径上还包括至少一个热传感器，使得前述发热组件的散热情况可通过该热传感器获得监控。
根据本发明的一种实施方式，前述嵌入含碳黑导热胶的系统中，还包括至少一个冷却装置，前述冷却装置可在前述发热组件的散热情况异常时启动冷却处理，使前述发热组件降温。
本发明还提供一种嵌入含碳黑导热胶的导热片，前述嵌入含碳黑导热胶的导热片包括：基材，具有相对的第一表面以及第二表面；以及含碳黑导热胶构成的散热路径图案，形成在前述基材的第一表面及/或第二表面上。
本发明又提供一种嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统，前述嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统包括：一个或一个以上的发热组件；以及前述含碳黑导热胶的导热片，且前述发热组件与前述嵌入含碳黑导热胶的导热片中形成有前述含碳黑导热胶构成的散热路径图案的第一表面及/或第二表面接触，由此使前述发热组件可通过前述嵌入含碳黑导热胶的导热片中的第一表面及/或第二表面所形成的前述含碳黑导热胶构成的散热路径图案将热散除。
根据本发明的一种实施方式，前述嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统中，前述发热组件为半导体组件、半导体组件封装体、发光二极管组件、发光二极管封装体、灯具、电池或电池模块。
根据本发明的一种实施方式，前述嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统中，更包括至少一个热传感器，使得前述发热组件的散热情况可通过前述热传感器获得监控。
根据本发明的一种实施方式，前述嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统中，还包括至少一个冷却装置，前述冷却装置可在前述发热组件的散热情况异常时启动冷却处理，使前述发热组件降温。
附图说明
图1A是根据本申请实施例一所绘示的一种嵌入含碳黑导热胶的系统1000的立体图。
图1B～1C是沿图1A的剖面线I-I’所绘示的剖面图，用以显示制造如图1A所示的一种嵌入含碳黑导热胶的系统1000的制程。
图1B’～1D’是沿图1A的剖面线I-I’所绘示的剖面图，用以显示制造如图1A所示的一种嵌入含碳黑导热胶的系统1000的另一种制程。
图2A是根据本申请的实施例二所绘示的一种嵌入含碳黑导热胶的系统2000的立体图。
图2B～2D是沿图2A的剖面线II-II’所绘视的剖面图，用以显示制造如图2A所示的一种嵌入含碳黑导热胶的系统2000的制程。
图2B’～2D’是沿图2A的剖面线II-II’所绘视的剖面图，用以显示制造如图2A所示的一种嵌入含碳黑导热胶的系统2000的另一种制程。
图3A是根据申请实施例三所绘示的一种含碳黑导热胶的导热片3000的剖面图。
图3B是根据本申请实施例三所绘示的另一种含碳黑导热胶的导热片3000’剖面图。
图4A是根据本申请实施例四所绘示的一种嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统4000的剖面图。
图4B为根据本申请实施例四所绘示的另一种嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统4000’的剖面图。
图4C为根据本申请实施例四所绘示的又一种嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统4000”的剖面图。
图4D为根据本申请实施例四所绘示的再一种嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统4000’”的剖面图。
其中，附图中符号的简单说明如下：
100、400：发热组件
100A：发热组件的表面
20：含碳黑导热胶的薄膜
200：含碳黑导热胶的散热路径图案
250：绝缘涂层
255：沟填区
300、450：热传感器
350：基材
350A：第一表面
350B：第二表面
380：含碳黑导热胶构成的散热路径图案
1000、2000：嵌入含碳黑导热胶的系统
3000、3000’：含碳黑导热胶的导热片
4000、4000’：嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统
4000”、4000”’：嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统
具体实施方式
为了使本发明公开内容的叙述更加详细与完备，下文针对本发明的实施方案与具体实施例进行了说明性的描述；但这并非是实施或运用本发明具体实施例的唯一形式。以下所公开的各种实施例，在有益的情形下可相互组合或取代，也可在一种实施例中附加其他的实施例，而无须进一步的记载或说明。
实施例
实施例一
首先，请参照图1A，图1A为根据本申请实施例一所绘示的一种嵌入含碳黑导热胶的系统1000的立体图。如图1A所示，此嵌入含碳黑导热胶的系统1000包括发热组件100以及散热路径图案200，形成在该发热组件100的表面100A上，该散热路径图案200是嵌入含碳黑导热胶。如上所述的含碳黑导热胶，包含：胶，以及碳黑粉末，均匀掺混于该胶内，该种碳黑粉末在该含碳黑导热胶中的含量为大于或等于30重量百分比。上述胶为一种高分子树脂，可选自例如但不限于环氧系树脂、醇酸系树脂、丙稀酸系树脂、氰基丙烯酸酯系树脂、聚氨酯系树脂、酚醛系树脂、聚二甲基硅氧烷系(Polydimethylsiloxane，PDMS)树脂以及氯乙烯-醋酸乙烯共聚物系树脂所构成的族群其中之一或其组合。上述该种碳黑粉末的粒径为微米或纳米等级。此外，上述含碳黑导热胶的导热系数是大于或等于0.25瓦·公尺-1克尔文-1(Wm-1K-1)。
上述该多个发热组件100可为例如但不限于半导体组件、半导体组件封装体、发光二极管组件、发光二极管封装体、灯具、电池或电池模块。
此外，如上所述嵌入含碳黑导热胶的系统1000，该散热路径200上还包括至少一个热传感器300，使得该发热组件100的散热情况可通过该热传感器300获得监控。
根据本申请实施例一所绘示的一种嵌入含碳黑导热胶的系统1000可通过如图1B～1C所绘示的剖面制程制备，或者通过如图1B’～1D’所绘示的剖面制程制备。
图1B～1C剖面图绘示一种制造如图1A所示的一种嵌入含碳黑导热胶的系统1000的制程。首先，如图1B所示，提供发热组件100，然后提供含碳黑导热胶，选择性地将该含碳黑导热胶喷涂或涂布在该发热组件100的表面100A上，并且照光或加热固化，使该含碳黑导热胶的散热路径图案被固化，以在该发热组件100的表面100A上形成该含碳黑导热胶的散热路径图案200，使该发热组件100可通过该含碳黑导热胶的散热路径图案200将热散除。如上所述含碳黑导热胶，包含：一胶，以及复数碳黑粉末，均匀掺混于该胶内，该种碳黑粉末在该含碳黑导热胶中的含量为大于或等于30重量百分比。上述胶为一种高分子树脂，可选自例如但不限于环氧系树脂、醇酸系树脂、丙稀酸系树脂、氰基丙烯酸酯系树脂、聚氨酯系树脂、酚醛系树脂、聚二甲基硅氧烷系(Polydimethylsiloxane，PDMS)树脂以及氯乙烯-醋酸乙烯共聚物系树脂所构成的族群其中之一或其组合。此外，上述该等碳黑粉末的粒径为微米或纳米等级。
然后，如图1C所示，在该含碳黑导热胶的散热路径图案200上形成至少一个热传感器300，使得该发热组件100的散热情况可通过该热传感器300获得监控。
图1B’～1D’的剖面图所绘示者为另一种制造如图1A所示的一种嵌入含碳黑导热胶的系统1000的制程。首先，如图1B’所示，提供发热组件100，然后提供一含碳黑导热胶，全面性地将该含碳黑导热胶喷涂或涂布在该发热组件100的表面100A上，形成含碳黑导热胶的薄膜20。如上所述的含碳黑导热胶，包含：一胶，以及复数碳黑粉末，均匀掺混在该胶内，该种碳黑粉末在该含碳黑导热胶中的含量为大于或等于30重量百分比。上述胶为一种高分子树脂，可选自例如但不限于环氧系树脂、醇酸系树脂、丙稀酸系树脂、氰基丙烯酸酯系树脂、聚氨酯系树脂、酚醛系树脂、聚二甲基硅氧烷系(Polydimethylsiloxane，PDMS)树脂以及氯乙烯-醋酸乙烯共聚物系树脂所构成的族群其中之一或其组合。此外，上述该种碳黑粉末的粒径为微米或纳米等级。此外，上述含碳黑导热胶的导热系数是大于或等于0.25瓦·公尺-1克尔文-1(Wm-1K-1)。
其次，如图1C’所示，利用微影、蚀刻制程图案化该含碳黑导热胶的薄膜20，以在该发热组件100的表面100A上形成该含碳黑导热胶的散热路径图案200，使该发热组件1000可通过该含碳黑导热胶的散热路径图案200将热散除。
然后，如图1D’所示，在该含碳黑导热胶的散热路径图案200上形成至少一个热传感器300，使得该发热组件100的散热情况可通过该热传感器300获得监控。
此外，本实施例一所公开的一种嵌入含碳黑导热胶的系统1000，还可导入至少一个冷却装置(未绘示)，该冷却装置可在该发热组件100的散热情况异常时启动冷却处理，使该发热组件降温。
实施例二
首先，请参照图2A，图2A的立体图为根据本申请实施例二所绘示的一种嵌入含碳黑导热胶的系统2000。如图2A所示，此嵌入含碳黑导热胶的系统2000包括发热组件100、一个散热路径图案200，形成在该发热组件100的表面100A上，该散热路径图案200嵌入一含碳黑导热胶以及绝缘涂层25-，形成在该发热组件100的表面100A上，使得该散热路径图案200被该绝缘涂层250所围绕。
根据本申请实施例二所绘示的一种嵌入含碳黑导热胶的系统2000可通过如图2B～2D所绘示的剖面制程制备，或者通过如图2B’～2D’所绘示的剖面制程制备。
图2B～2D的剖面图所绘示者为一种制造如图2A所示的一种嵌入含碳黑导热胶的系统2000的制程。首先，如图2B所示，提供发热组件100，形成绝缘涂层250于该发热组件100的表面100A，且该绝缘涂层250具有一露出该发热组件100的表面100A的沟填区255。
其次，如图2C所示，然后提供一含碳黑导热胶，选择性地将含碳黑导热胶嵌入该绝缘涂层250的该沟填区255内，然后照光或加热固化以在该发热组件100的表面100A上形成含碳黑导热胶的散热路径图案200，使该发热组件100可通过该含碳黑导热胶的散热路径图案200将热散除，提供一种嵌入含碳黑导热胶的系统。如上所述的含碳黑导热胶，包含：胶，以及复数碳黑粉末，均匀掺混在该胶内，该等碳黑粉末在该含碳黑导热胶中的含量为大于或等于30重量百分比。上述胶为一种高分子树脂，可选自例如但不限于环氧系树脂、醇酸系树脂、丙稀酸系树脂、氰基丙烯酸酯系树脂、聚氨酯系树脂、酚醛系树脂、聚二甲基硅氧烷系(Polydimethylsiloxane，PDMS)树脂以及氯乙烯-醋酸乙烯共聚物系树脂所构成的族群其中之一或其组合。此外，上述该等碳黑粉末的粒径为微米或纳米等级。此外，上述含碳黑导热胶的导热系数是大于或等于0.25瓦·公尺-1克尔文-1(Wm-1K-1)。
然后，如图2D所示，在该含碳黑导热胶的散热路径图案200上形成至少一个热传感器300，使得该发热组件100的散热情况可通过该热传感器300获得监控。
图2B’～2D’的剖面图所绘示者为另一种制造如图2A所示的一种嵌入含碳黑导热胶的系统2000的制程。首先，如图2B’所示，提供发热组件100，其次选择性地将含碳黑导热胶嵌入该发热组件100的表面100A上，以形成含碳黑导热胶的散热路径图案200，使该发热组件可通过该含碳黑导热胶的散热路径图案将热散除。如上所述的含碳黑导热胶，包含：胶，以及复数碳黑粉末，均匀掺混在该胶内，该等碳黑粉末在该含碳黑导热胶中的含量为大于或等于30重量百分比。上述胶为一种高分子树脂，可选自例如但不限于环氧系树脂、醇酸系树脂、丙稀酸系树脂、氰基丙烯酸酯系树脂、聚氨酯系树脂、酚醛系树脂、聚二甲基硅氧烷系(Polydimethylsiloxane，PDMS)树脂以及氯乙烯-醋酸乙烯共聚物系树脂所构成的族群其中之一或其组合。此外，上述该等碳黑粉末的粒径为微米或纳米等级。此外，上述含碳黑导热胶的导热系数是大于或等于0.25瓦·公尺-1克尔文-1(Wm-1K-1)。
然后，如图2C’所示，形成绝缘涂层250于该发热组件100的表面100A，且该绝缘涂层250围绕该该含碳黑导热胶的散热路径图案200，提供一种嵌入含碳黑导热胶的系统。
最后，如图2D’所示，在该含碳黑导热胶的散热路径图案200上形成至少一个热传感器300，使得该发热组件100的散热情况可通过该热传感器300获得监控。
此外，本实施例二所公开的一种嵌入含碳黑导热胶的系统2000，还可导入至少一个冷却装置(未绘示)，该冷却装置可在该发热组件100的散热情况异常时启动冷却处理，使该发热组件降温。
实施例三
图3A的剖面图为根据本申请实施例三所绘示的一种含碳黑导热胶的导热片3000。图3B的剖面图为根据本申请实施例三所绘示的另一种含碳黑导热胶的导热片3000’。
如图3A所示，根据本申请实施例三所绘示的一种含碳黑导热胶的导热片3000，包括：基材350，具有相对的第一表面350A以及第二表面350B，以及含碳黑导热胶构成的散热路径图案380，通过例如但不限于涂布制程或喷墨制程，形成在该基材的该第一表面350A上。如上所述的含碳黑导热胶，包含：胶，以及碳黑粉末，均匀掺混在该胶内，该种碳黑粉末在该含碳黑导热胶中的含量为大于或等于30重量百分比。上述胶为一种高分子树脂，可选自例如但不限于环氧系树脂、醇酸系树脂、丙稀酸系树脂、氰基丙烯酸酯系树脂、聚氨酯系树脂、酚醛系树脂、聚二甲基硅氧烷系(Polydimethylsiloxane，PDMS)树脂以及氯乙烯-醋酸乙烯共聚物系树脂所构成的族群其中之一或其组合。此外，上述该种碳黑粉末的粒径为微米或纳米等级。此外，上述该含碳黑导热胶的导热系数是大于或等于0.25瓦·公尺-1克尔文-1(Wm-1K-1)。
如图3B所示，根据本申请实施例三所绘示的另一种嵌入含碳黑导热胶的导热片3000’，包括：基材350，具有相对的第一表面350A以及第二表面350B，以及含碳黑导热胶构成的散热路径图案380，涂布在该基材的该第一表面350A、第二表面350B。如上所述的含碳黑导热胶，包含：胶，以及碳黑粉末，均匀掺混在该胶内，该种碳黑粉末在该含碳黑导热胶中的含量为大于或等于30重量百分比。上述胶为一种高分子树脂，可选自例如但不限于环氧系树脂、醇酸系树脂、丙稀酸系树脂、氰基丙烯酸酯系树脂、聚氨酯系树脂、酚醛系树脂、聚二甲基硅氧烷系(Polydimethylsiloxane，PDMS)树脂以及氯乙烯-醋酸乙烯共聚物系树脂所构成的族群其中之一或其组合。此外，上述该种碳黑粉末的粒径为微米或纳米等级。此外，上述含碳黑导热胶的导热系数是大于或等于0.25瓦·公尺-1克尔文-1(Wm-1K-1)。
实施例四
图4A的剖面图为根据本申请实施例四所绘示的一种嵌入含碳黑导热胶的导热片3000的系统4000。图4B的剖面图为根据本申请实施例四所绘示的另一种嵌入含碳黑导热胶的导热片3000’的系统4000’。图4C的剖面图为根据本申请实施例四所绘示的又一种嵌入含碳黑导热胶的导热片3000的系统4000”。图4D的剖面图为根据本申请实施例四所绘示的再一种嵌入含碳黑导热胶的导热片3000’的系统4000’”。
如图4A所示的一种嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统4000，包括：多个发热组件400，以及如实施例三所述的含碳黑导热胶的导热片3000，且该等发热组件400与该导热片3000中涂布有该含碳黑导热胶的该第一表面350A接触，由此该等发热组件400可通过该导热片3000中的该第一表面350A所形成的该含碳黑导热胶构成的散热路径图案380将热散除。
如图4B所示的另一种嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统4000’，包括：多个发热组件400，以及如实施例三所述的含碳黑导热胶的导热片3000’，且该等发热组件400与该导热片3000’中涂布有该含碳黑导热胶的该第一表面350A及该第二表面350B接触，由此该等发热组件400可通过该导热片3000’中的该第一表面350A及该第二表面350B所形成的该含碳黑导热胶构成的散热路径图案380将热散除。
实施例四所述的该多个发热组件400可为例如但不限于半导体组件、半导体组件封装体、发光二极管组件、发光二极管封装体、灯具、电池或电池模块。
此外，如图4A所示的一种嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统4000，还包括至少一个热传感器450，形成如图4C所示的又一种嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统4000”，使得该或该等发热组件400的散热情况可通过该热传感器450获得监控。再者，如图4C所示的又一种嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统4000”还可包括至少一个冷却装置(未绘示)，该冷却装置可在该或该等发热组件400的散热情况异常时启动冷却处理，使该或该等发热组件降温。
此外，如图4B所示的又一种嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统4000’，还包括至少一个热传感器450，形成如图4D所示的再一种嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统4000’”，使得该或该等发热组件400的散热情况可通过该热传感器450获得监控。再者，如图4D所示的再一种嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统4000’”还可包括至少一个冷却装置(未绘示)，该冷却装置可在该或该等发热组件400的散热情况异常时启动冷却处理，使该或该等发热组件降温。
以上所述仅为本发明较佳实施例，并非用以限定本发明的范围，本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种嵌入含碳黑导热胶的系统，其特征在于，前述嵌入含碳黑导热胶的系统包括：
发热组件；以及
含碳黑导热胶构成的散热路径图案，形成在前述发热组件上。
2.如权利要求1所述的嵌入含碳黑导热胶的系统，其特征在于，还包括一绝缘涂层，形成在前述发热组件表面上，使得前述含碳黑导热胶构成的散热路径图案被前述绝缘涂层所围绕。
3.如权利要求1或2所述的嵌入含碳黑导热胶的系统，其特征在于，前述发热组件为半导体组件、半导体组件封装体、发光二极管组件、发光二极管封装体、灯具、电池或电池模块。
4.如权利要求3所述的嵌入含碳黑导热胶的系统，其特征在于，前述散热路径还包括至少一个热传感器，使得前述发热组件的散热情况可通过前述热传感器获得监控。
5.如权利要求4所述的嵌入含碳黑导热胶的系统，其特征在于，前述散热路径还包括至少一个冷却装置，前述冷却装置在前述发热组件的散热情况异常时启动冷却处理，使前述发热组件降温。
6.一种含碳黑导热胶的导热片，其特征在于，前述含碳黑导热胶的导热片包括：
基材，具有相对的第一表面以及第二表面；以及
含碳黑导热胶构成的散热路径图案，形成在前述基材的第一表面及/或第二表面上。
7.一种嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统，其特征在于，前述嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统包括：
一个或一个以上的发热组件；以及
如权利要求6所述的含碳黑导热胶的导热片，
其中，前述发热组件与前述含碳黑导热胶的导热片中形成有前述含碳黑导热胶构成的散热路径图案的第一表面及/或第二表面接触，由此使前述发热组件可通过前述含碳黑导热胶的导热片中的第一表面及/或第二表面所形成的前述含碳黑导热胶构成的散热路径图案将热散除。
8.如权利要求7所述的嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统，其特征在于，前述发热组件为半导体组件、半导体组件封装体、发光二极管组件、发光二极管封装体、灯具、电池或电池模块。
9.如权利要求7或8所述的嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统，其特征在于，前述嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统还包括至少一个热传感器，使得前述发热的组件的散热情况可通过前述热传感器获得监控。
10.如权利要求9所述的嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统，其特征在于，前述嵌入含碳黑导热胶的导热片的系统还包括至少一个冷却装置，前述冷却装置可在前述发热组件的散热情况异常时启动冷却处理，使前述发热组件降温。
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