CN202915308U - 石墨散热器及灯杯组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种石墨散热器及灯杯组件，其中该石墨散热器包括：壳体及多个锁固孔，其中，该壳体具有相对的内表面及外表面，且该壳体主要由石墨颗粒叠接而成；此外，该多个锁固孔形成于该壳体中并连通至该壳体的外表面。本实用新型还公开了一种灯杯组件。

Description

石墨散热器及灯杯组件

技术领域

本实用新型涉及一种石墨散热器，尤指一种具有锁固孔的散热器。

背景技术

在节能减碳趋势下，各国渐渐趋向禁用高耗能的白帜灯泡进而全面使用低耗能、省电、寿命长、耐用的LED照明器具。然而，目前LED照明器具受限于传统的铝质散热材料导热佳但散热速度较慢的问题，迟迟无法推出可以取代传统照明灯具的产品。

此外，随着科技发展电子产品日益轻薄短小、功率消耗与日俱增，而运作时芯片的微热流所产生热点，若没有及时将热导出，则使芯片无法发挥较佳的效能、或增加其耗损使用寿命下降进而影响整体品质表现。传统上在电路板的散热，通常使用铜质散热材料，而铜质散热材料虽然具有较高的导热系数，但其散热系数较低而导致无法有良好散热效果进而产生热瓶颈。

目前，为了研发一种适用的散热材料，第I307145号中国台湾专利揭露一种含有钻石颗粒51、铝金属基质52及石墨层53的碳复合物制成的散热器，如图1所示，其可传导热源54所生成的热并达到良好的散热效果，然而钻石层55仍需借由石墨层53才能与铝金属基质52产生良好的密合效果，且钻石成本较高、硬度高加工困难，基于成本考量电子工业大量生产无法合乎经济成本。

因此，仍需研发一种具高散热能力的散热件以解决发热物产生的热点散热的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种石墨散热器及灯杯组件，可解决发光及发热组件在高功率化所衍生的散热问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供一种石墨散热器，包括：壳体，其具有内表面及外表面，其中，该壳体主要由石墨颗粒叠接而成；以及多个锁固孔，其形成于该壳体中，且各该锁固孔连通至该壳体的外表面。

前述的石墨散热器，其中，部分该锁固孔还连通至该壳体的内表面。

又在一实施例中，该锁固孔的横截面为圆形且具有螺纹，以供锁固螺丝于该锁固孔内。

前述的石墨散热器，其中，该壳体包括：中空环状侧壁，其具有相对的第一开口和第二开口；以及顶盖部，其遮盖该第一开口，其中，该第二开口直径小于该顶盖部的面积。

在一具体实施例中，该中空环状侧壁的外壁具有多个凸肋。

本实用新型还提供一种灯杯组件，其包括：本实用新型的石墨散热器；以及螺丝，其具有固定部，其用以固定于多个锁固孔中。

在一具体实施例中，该固定部的直径大于该多个锁固孔的直径。

前述的灯杯组件，还包括基板，其置于该壳体的外表面且该基板还具有对应该锁固孔的通孔。

前述的石墨散热器由粉末冶金方式压制含有飞灰的含碳原料并经石墨化处理而得。用于制造人造石墨构件的粉末材料包括粒径大小介于100至1000微米的多个颗粒，且各该颗粒包含含碳原料及粘着剂的混合物。前述的石墨散热器经压制粉末材料和石墨化处理而得该壳体。

本实用新型的有益效果：前述的石墨散热器具备多孔性，因此，除了可解决发光及发热组件在高功率化所衍生的散热问题外，极佳的平整度无须透过二次加工即可直接接置基板，应用上极为便利，并具有相当的刚性，可供形成锁固孔。

附图说明

图1为现有的散热器示意图；以及

图2A为本实用新型的石墨散热器的立体图；

图2B为本实用新型的石墨散热器的剖示图；

图2C为本实用新型的灯杯组件局部放大剖示图；以及

图2D为本实用新型另一灯杯组件局部放大剖示图。

主要组件符号说明

1       壳体

1’     石墨散热器

1a      外表面

1b      内表面

2a﹑2b  锁固孔

3       基板

4       螺丝

4a      固定部

10      中空环状侧壁

10a     第一开口

10b     第二开口

11      顶盖部

101     凸肋

51      钻石颗粒

52      铝金属基质

53      石墨层

54      热源

55      钻石层。

具体实施方式

以下借由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，任何本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其它优点及功效。

须知，本说明书所附附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供本领域技术人员的了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“第一”、“第二”及“一”等用语，也仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

为得到本实用新型的石墨散热器，需准备一种制备人造石墨构件的组成物，包括：含碳原料、粘着剂以及分散剂。在较佳实施例中，所述含碳原料以该组成物重量计，含量为50至60%，更佳为54至56%；粘着剂以该组成物重量计，含量为15至45%，更佳为35至40%；以及分散剂以该组成物重量计，含量为5至25%，更佳为5至10%。

该分散剂为了在制备人造石墨构件时有效分散粘着剂并避免单一成分团聚，故该组成物中含有分散剂，分散剂的存在是为了均匀地结合粉体颗粒，借以提高人造石墨构件的比表面积。

组成物中所述含碳原料包括飞灰。在较佳实施例中，该含碳原料包括飞灰及石墨粉体，其中，以该含碳原料重量计，飞灰的含量为85至95%，石墨粉体的含量为5至15%。在更佳实施例中，该含碳原料中飞灰的含量为90至95%，石墨粉体的含量为5至10%。在具体实例中，该石墨粉体可扮演脱模剂角色。

所使用的粘着剂包括，但不限制于：沥青、聚合物或其组成。在较佳实施例中，所使用的沥青包括，但不限制于：煤焦沥青、石油沥青、天然沥青，所使用的聚合物包括，但不限制于：合成树脂、天然树脂、水性树脂或其组成，例如聚胺酯、环氧树脂、酚醛树脂、聚甲基丙烯酸甲酯、聚胺基甲酸酯树脂或其组成，并以酚醛树脂类的聚合物为佳。

所使用的分散剂包括，但不限制于：水、醇类化合物或其组成。在较佳实施例中，所使用的分散剂包括，但不限制于：饱和醇、不饱和醇、脂环醇及其混合。在更佳实施例中，是使用沸点低于水的醇类化合物，以利于后续的移除，故可使用乙醇。

制备本实用新型石墨散热器的方法，其包括在混合槽中混合上述组成物，并烘烤去除经混合的组成物中的分散剂，甚至是可能存在的溶剂，以得到具有多个颗粒的粉末，再自该粉末中筛选出粒径大小介于100至1000微米的颗粒，并将该经筛选的多个颗粒塑形为对象，之后加热该对象以去除粘着剂，最后将去除粘着剂的对象石墨化得到石墨散热器。

在一实施例中，将该组成物混合均匀后，是以80至200℃烘烤该经混合的组成物1至3小时，得到具有多个颗粒的粉末后；自该粉末中筛选出粒径大小介于100至1000微米的颗粒，以适合塑形使颗粒堆积较为紧密，若粒径大于1000微米时，颗粒间的空隙使得热量无法有效传递，粒径小于100微米时，会造成成型的对象部分卡住在成型模具间隙，甚至导致成型的对象龟裂。所以，较佳地，粒径大小介于150至500微米，更佳为250至500微米。

在成型时，将该经筛选的多个颗粒以热压或粉末冶金的方式成型，较佳为在20吨至150吨压力以粉末冶金成型方式塑形为对象；并于500至1000℃加热该对象1至3小时以去除粘着剂，较佳为600至800℃；最后在1900至2500℃将已去除粘着剂的对象石墨化1至5小时以得到石墨散热器。

图2A至图2C为本实用新型的石墨散热器示意图，其中，该石墨散热器的壳体1，是由粉末冶金方式压制含有飞灰的含碳原料，并经石墨化处理而得。

如图2A所示的立体图，本实用新型提供一种石墨散热器，壳体1，其中，该壳体主要由石墨颗粒叠接而成；以及多个锁固孔2a﹑2b，其形成于该壳体1中，且各该锁固孔2a﹑2b连通至该壳体1的外表面1a。

如图2B所示的石墨散热器剖示图，其显示本实用新型石墨散热器的一非限制性实例，该壳体1包括中空环状侧壁10，其具有相对的第一开口10a和第二开口10b；以及顶盖部11，其遮盖该第一开口10a，其中，该第二开口10b直径小于该顶盖部11的面积。

前述的石墨散热器，其中，部分该锁固孔还连通至该壳体1的内表面1b。具体而言，形成于该中空环状侧壁10上方的锁固孔2a仅连通至外表面1a；而形成于未连接中空环状侧壁10的顶盖部11上的锁固孔2b还连通至该壳体1的内表面1b。

还参阅图2A，该中空环状侧壁10的外壁具有多个凸肋101，其可为竖状。

如图2C所示，本实用新型还提供一种灯杯组件，其包括：本实用新型的石墨散热器1’；以及螺丝4，具有固定部4a，其用以固定于多个锁固孔2a﹑2b中。

根据本实用新型用于制造人造石墨构件的粉末材料，该固定部的直径可大于该多个锁固孔的直径可供固定部直接钻入锁固孔强化固定效果。

经实测，本实用新型的石墨散热器的密度可大于1.3g/cm³，以顶盖部厚度约为0.3cm，锁固孔2.2mm的石墨散热器样品，搭配固定部直径2.6mm的螺丝测试本实用新型石墨散热器强度，其耐受压力达12kg/cm²仍未发生崩牙的情况，故本实用新型的石墨散热器确实具有优异的刚性。

如图2D所示，该灯杯组件还包括基板3，该基板3可不为石墨材质。

上述实施例仅用以例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何本领域技术人员均可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修改。因此本实用新型的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (10)

1.一种石墨散热器，其特征在于:该石墨散热器包括：

壳体，具有内表面及外表面，其中，该壳体主要由石墨颗粒重叠连接而成；以及

多个锁固孔，其形成于该壳体中，且各该锁固孔连通至该壳体的外表面。

2.根据权利要求1所述的石墨散热器，其特征在于，部分该锁固孔还连通至该壳体的内表面。

3.根据权利要求1所述的石墨散热器，其特征在于，该锁固孔具有螺纹，以供锁固螺丝于该锁固孔内。

4.根据权利要求1所述的石墨散热器，其特征在于，该锁固孔的横截面为圆形。

5.根据权利要求1所述的石墨散热器，其特征在于，该壳体包括：

中空环状侧壁，其具有相对的第一开口和第二开口；以及

顶盖部，其遮盖该第一开口，其中，该第二开口直径小于该顶盖部的面积。

6.根据权利要求5所述的石墨散热器，其特征在于，该中空环状侧壁的外壁具有多个凸肋。

7.一种灯杯组件，其特征在于:该灯杯组件包括：

根据权利要求1所述的石墨散热器；以及

螺丝，其具有固定部，用以固定于多个锁固孔中。

8.根据权利要求7所述的灯杯组件，其特征在于，该固定部的直径大于该多个锁固孔的直径。

9.根据权利要求7所述的灯杯组件，其特征在于，该灯杯组件还包括基板，其置于该壳体的外表面。

10.根据权利要求9所述的灯杯组件，其特征在于，该基板还具有对应该锁固孔的通孔。

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