CN203415567U - 复合散热器 - Google Patents

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Abstract

一种具有大于600W/m*K的平面内导热率和大于50微米的厚度的复合散热器（10），所述复合散热器包括：第一元件（20），其包括具有至少约1.4克/cc的密度的至少一个膨胀石墨压缩颗粒板；以及第二元件（30），其包括具有至少1.8克/cc的密度和至少700W/m*K的平面内导热率的至少一个人造石墨板，其中，第一元件和第二元件在不使用粘合剂的情况下被结合成复合板。

Description

复合散热器
技术领域
本公开的实施例涉及一种具有至少约600 W/m*K的平面内导热率的散热器；在一些实施例中，本公开的散热器在厚度上约至少50微米。更具体地，本公开涉及一种散热器，其包括至少一个膨胀石墨层和至少一个人造石墨层，其中，每个膨胀石墨层包括至少一个膨胀石墨压缩颗粒板，并且每个人造石墨层包括选自热解石墨或石墨化聚酰亚胺膜板的至少一个板。在优选实施例中，本公开的散热器可以被制造成使得其厚度和平面内导热率适合于其意图用于的特定应用。
背景技术
随着越来越精密的电子设备的发展，可能产生相对极端的温度，所述精密的电子设备例如是蜂窝电话、有时也称为“上网本”的小型膝上型计算机、有时称为“智能电话”的电子或数字助理等，包括能够增加处理速度、显示分辨率、设备特征（诸如照相机）和较高频率的那些电子设备。事实上，在希望获得具有更复杂功率要求且显示出其他技术进步的更小设备（诸如电子和电气部件和系统中以及诸如高功率光学设备的其他设备中的微处理器和集成电路）的情况下，热管理更加重要。微处理器、集成电路、显示器、照相机（尤其是具有集成闪光灯的那些照相机）及其他精密电子部件通常仅在某些阈值温度范围下才高效地操作。在这些部件的操作期间产生的过多热量不仅损害其自己的性能，而且降低其他部件尤其是相邻部件以及整个系统的性能和可靠性，并且甚至可能引起系统故障。预期对电子系统进行操作的日益广泛的环境条件（包括温度极限）使这些负面效应加剧。
另外，产热部件的存在可能产生热点，即比周围区域温度更高的区域。在诸如等离子体显示板或LCD的显示器中一定如此，其中，由部件或者甚至正在产生的图像的性质引起的温度差可能引起热应力，该热应力降低设备的期望工作特性和寿命。在其他电子设备中，热点可能对周围部件具有有害影响，并且还可能引起用户的不适，诸如座在用户膝上的膝上型计算机外壳的底部或键盘的触摸点或蜂窝电话或智能电话的背面等上的热点。在这些情况下，可能不需要热耗散，因为由设备产生的总热量不是非常大的，但是可能需要热扩散，其中，来自热点的热量被更均匀地扩散在设备上，以减少或消除热点。
随着由这些条件引起的来自电子设备的热管理和耗散的需要的增加，热管理变成电子产品的设计的越来越重要的元素。如所述，电子设备的性能可靠性和预期寿命与设备的部件温度逆相关。然而，可能使这些问题复杂化的是不同设备具有不同需要的事实。例如，一些设备可能需要具有600 W/m*K的平面内导热率的散热器，而其他许多设备需要具有900 W/m*K的平面内导热率的散热器等。（出于本公开的目的，由Angstrom测试方法或由其他已知技术来确定平面内导热率。一般地，大多数技术具有不超过加减百分之十（±10%）的测量误差）。另外，一些设备、尤其是诸如等离子体显示器或LCD电视的大型显示设备可能产生如此多的热量，使得薄的（即，在厚度上小于50微米）散热器被“压倒淹没”，使得热量通过散热器的厚度，而无论其平面内导热率如何。
可以在不在内聚或集成的膨胀石墨板（例如网、纸张、条、带、箔、垫等（通常在商业上称为“柔性石墨”））中使用粘合剂的情况下形成已经大大地膨胀且更特别地膨胀到具有原始“c”方向尺寸的多达约80或更多倍的最终厚度或“c”方向尺寸的石墨板。由于在庞大膨胀的石墨颗粒之间实现的机械互锁或内聚，认为在不使用任何粘合材料的情况下通过压缩将已经膨胀至具有原始“c”方向尺寸的多达约80倍或更大的最终厚度或“c”尺寸的石墨颗粒形成为集成柔性板是可能的。
除柔性之外，还已发现由于膨胀石墨颗粒和石墨层的取向因高压缩而与板的相对面基本上平行，如上所述的板材料拥有关于导热率的高程度的各向异性，使得其在散热应用中尤其有用。这样产生的板材料具有优良的柔性、良好的强度和高程度的定向性。
膨胀石墨板材料由于石墨颗粒排布成平行于板的主相对、平行表面而表现出可观程度的各向异性，各向异性的程度在板材料压缩时增加以增加定向性。在压缩的各向异性板材料中，厚度（即垂直于相对的平行板表面的方向）包括“c”方向，并且沿着长度和宽度（即沿着或平行于相对的主表面）延伸的平面内方向包括“a”方向，并且对于“c”和“a”方向而言，板的热和电性质是非常不同的，相差若干数量级。
热解石墨是一种显示出各向异性性质的石墨。其各向异性性质 的一个因素是石墨烯层的平面内的共价键合的连续性。石墨烯层之间的主要键合更多地是范德华相互作用的函数而不是共价键合。在这方面，热解石墨与天然石墨之间的差异是热解石墨中的微晶尺寸比天然石墨中的大得多。这允许热量在热解石墨中的X-Y平面中更高效地传输。此外，更大的微晶尺寸意味着热解对比天然石墨的更低接触电阻。一般地，其是通过将碳氢化合物几乎加热至其分解温度并允许石墨结晶（热解）而产生的。一个方法是在真空中将人造纤维加热。另一方法是将籽晶或板放置在非常热的气体中以收集石墨涂层。热解石墨板通常具有单个解理面，类似于云母，因为石墨烯板按照平面顺序结晶，与形成微观随机定向区的石墨相反。因此，热解碳显示出多个不寻常的各向异性性质：然而，出于本公开的目的，其显示出热各向异性，如膨胀石墨板那样。事实上，热解石墨板通常沿着解理面比热膨胀石墨更加导热，使得其成为可用的最好的平面热导体之一。
本文中所使用的石墨化聚酰亚胺指的是具有高结晶度的石墨膜，并且其可以通过芳香族聚酰亚胺膜的固态碳化然后高温热处理而产生。石墨化聚酰亚胺膜还显示出显著的热各向异性。
实用新型内容
本公开涉及一种复合散热器，其具有大于600 W/m*K或者在某些实施例中大于1000 W/m*K的平面内导热率和大于50微米或者在某些实施例中大于80微米的厚度。在特定实施例中，复合散热器具有：第一元件，其包括具有至少约1.4克/cc的密度的至少一个膨胀石墨压缩颗粒板；以及第二元件，其包括具有至少1.8克/cc的密度和至少700 W/m*K的平面内导热率的至少一个人造石墨板，其中，第一元件和第二元件在不使用粘合剂的情况下被结合成复合板。在一些实施例中，第一元件具有至少约30微米的厚度；在其他实施例中，第一元件具有至少45微米的厚度。在另一实施例中，第二元件具有至少2.0克/cc的密度。第二元件可以具有至少1200 W/m*K的平面内导热率。
在某些实施例中，复合散热器包括两层的第一元件，至少一层的第二元件被夹在其之间。在其他实施例中，本公开的复合散热器具有两层的第二元件，至少一层的第一元件被夹在其之间。
本公开包括一种用于形成具有大于600 W/m*K的平面内导热率和大于30微米的厚度的复合散热器的方法，该方法包括：提供第一元件，其包括具有至少约1.4克/cc的密度的至少一个膨胀石墨压缩颗粒板；提供第二元件，其包括具有至少1.8克/cc的密度和至少700 W/m*K的平面内导热率的至少一个人造石墨板；以及在不使用粘合剂的情况下将第一元件和第二元件结合成复合板。可以通过压延和/或抛光来将第一元件和第二元件结合。用以将第一元件和第二元件压缩在一起的其他技术也可能是合适的。
在一些实施例中，第二元件具有至少2.0克/cc的密度和/或第二元件具有至少1200 W/m*K的平面内导热率。
应理解的是前述一般描述和以下详细描述介绍了本实用新型的实施例，并且意图提供用于理解要求保护的本实用新型的性质和特性的概述或框架。包括附图是为了提供对本实用新型的进一步理解，并且其被结合在本说明书中并构成其一部分。附图示出本实用新型的各种实施例并连同描述一起用于解释本实用新型的原理和操作。在阅读结合附图进行的以下公开时，本实用新型的许多其他特征和优点将对于本领域的技术人员而言变得明显。
附图说明
图1是根据本公开的复合散热器的实施例的透视图，出于说明性目的，第一和第二元件被部分地远离彼此剥开。
图2是根据本公开的复合散热器的另一实施例的透视图。
图3a和3b是根据本公开的复合散热器的其他实施例的透视图。
图4是根据本公开的复合散热器的实施例的透视图，其具有附加第二元件。
图5是根据本公开的复合散热器的实施例的透视图，其具有刚化层。
图6a-6d是根据本公开的复合散热器的其他实施例的透视图。
图7a和7b是用于形成本公开的复合散热器的设备的实施例的示意图。
所选定义
膨胀石墨板
膨胀石墨板有时称为膨化或膨胀石墨的压缩颗粒板。石墨是碳的晶体形式，其包括在平面之间用较弱键在扁平分层平面中被共价地键合的原子。通过用例如硫酸或硝酸溶液的插入剂来处理石墨颗粒（诸如天然石墨片），石墨的晶体结构进行反应以形成石墨和插入剂的化合物。已处理的石墨颗粒在后文中称为“嵌入石墨颗粒”。在暴露于高温时，石墨内的插入剂分解并挥发，促使嵌入石墨的颗粒沿着“c”方向（即沿着垂直于石墨的晶体平面的方向）以类似于手风琴的方式以多达其原始体积的约80或更多倍的尺寸膨胀。膨胀石墨颗粒在外观上是蠕虫状的，并且因此一般被称为蠕虫。可以将蠕虫压缩在一起称为柔性板，不同于原始石墨板，柔性板能够被成形和切割成各种形状。
在本公开中用来提供膨胀石墨板的石墨起始材料可以包含非石墨成分，只要起始材料的晶体结构保持所要求的石墨化程度并且其能够膨胀即可。一般地，任何含碳材料（其晶体结构拥有所需要的石墨化程度且能够膨胀）都适合用于本实用新型。此类石墨优选地具有至少约八十重量百分比的纯度。更优选地，被用于本实用新型的散热器的石墨将具有至少约94%的纯度。在最优选实施例中，所采用的石墨将具有至少约98%的纯度。
压缩膨胀石墨材料（诸如石墨板和箔）是内聚性的，具有良好的操作强度并且例如通过滚轧被适当地压缩至约0.05 mm至3.75 mm的厚度和约0.4至2.0 g/cc或更高的典型密度。事实上，为了被认为是“板”，石墨应具有至少约0.6 g/cc的密度，并且为了具有本实用新型所需的柔性，其应具有至少约1.1 g/cc、更优选地至少约1.6 g/cc的密度。虽然在本文中使用术语“板”，但相对于单独的板，其意图还包括连续的材料卷。
如果期望，可以用树脂和吸收树脂来处理膨胀石墨的压缩颗粒板，在固化之后，增强石墨物件的耐湿性和操作强度（即硬度）以及“固定”物件的形态。适当的树脂含量优选地为按重量计至少约5%、更优选地按重量计约10%至35%以及适当地高达按重量计约60%。尤其是被发现在本实用新型的实施中有用的树脂包括基于丙烯酸、环氧树脂和酚醛的树脂系统、基于荧光的聚合物或其混合物。适当的环氧树脂系统包括基于双酚A的二环氧甘油醚（DGEBA）的那些系统以及其他多功能树脂系统；可以采用的酚醛树脂包括resole和novolac酚醛树脂。任选地，除树脂之外或作为树脂的替代，柔性石墨可浸渍有纤维或盐。另外，可以将反应性或非反应性添加剂用于树脂系统以修改性质（诸如粘性、材料流动、疏水性等）。
当用作根据本公开的散热器时，一个膨胀石墨压缩颗粒板应具有至少约0.6 g/cc、更优选地至少约1.1 g/cc、最优选地至少约1.6 g/cc的密度。从实践观点出发，石墨板散热器的密度的上限为约2.0 g/cc。该板在厚度上应不超过约10 mm、更优选地不超过约2mm且最优选地在厚度上不超过约0.5 mm。也就是说，在某些实施例中，在本公开中用来形成第一元件的膨胀石墨板在厚度上为至少30微米，甚至在厚度上为至少45微米。当采用多于一个板来提供第一元件的每个板时，所述板加起来的总厚度应优选地为至少30微米，或者在一些实施例中为至少45微米。膨胀石墨板应具有至少200 W/m*K的平面内导热率；在一些实施例中，膨胀石墨板具有至少400 W/m*K或者甚至500 W/m*K的平面内导热率。适合于在形成第一元件时使用的一个石墨板作为来自俄亥俄州巴尔马市的GrafTech International Holdings公司的eGRAF材料市售。
人造石墨
在本公开中所使用的术语“人造石墨”指的是具有至少约700 W/m*K的平面内导热率的石墨材料，并且其可以高达约1500 W/m*K，或者甚至高达2000 W/m*K或更高。此类材料的示例是称为热解石墨和石墨化聚酰亚胺膜的那些石墨材料。
虽然热解石墨和石墨化聚酰亚胺膜已被证明具有如上所述相对高的导热率，但迄今为止还无法生产具有大于100微米的厚度的此类膜，尤其是在商业规模上。另外，具有约300平方毫米的表面面积的膜似乎是用于热解石墨和石墨化聚酰亚胺膜的商业最大值。虽然可以将板层压在一起以增加厚度以及甚至表面面积，但层压过程（尤其可能需要使用粘合剂）可与热性质相干扰。这样，此类人造石墨材料的实际使用受到限制，尤其是在高热环境中，在那里需要高热容量。
热解石墨
“热解石墨”意指由某些聚合物的热处理形成的石墨材料，如例如在美国专利号3,317,338和4,054,708中所教导的，其公开内容被通过引用结合到本文中。在一些实施例中，热解石墨指的是通过气相碳化过程产生的碳材料。碳的气相沉积可以通过经由碳氢化合物在气相中的热解和在基板表面上的沉积进行的碳氢化合物在基板上的接触而在表面上发生。由碳氢化合物的脱氢和聚合产生的大芳香分子与高温基板表面相撞而形成沉积物。氢常常被用作载气，以丙烷作为潜在原材料，丙烷的浓度取决于所选温度和压力条件。针对煤烟的预防和沉积的产生而选择反应的特定条件，通常将碳氢化合物气体保持在最低可能温度，其中碳化在气体接触基板表面时完成。
可能影响热解石墨的性质的因素可以是基板材料的选择，因为晶体的平面实际上定向成平行于基板的沉积表面。这样，由于热解石墨晶体的直线取向而实现高各向异性的特定性质。在物理性质之中，电阻率、导热率以及热膨胀系数还显著地取决于沉积温度，所有这些性质都在很大程度上由晶体的取向决定。
不同密度可以是沉积温度和沉积速率两者的协同效应的结果。组成热解石墨的晶体在热处理时变得更有规则地定向，微晶的尺寸随着温度成比例地增加。这样，人们可以用后续热处理来接近理想石墨的晶体取向。具体地，在高温下通过热处理来获得接近于单晶石墨的值的值。
石墨化聚酰亚胺膜
石墨化聚酰亚胺膜可以由聚合材料制成，如例如在美国专利号5,091,025中教导的，其公开内容被通过引用结合到本文中。具体地，可以通过芳香族聚酰亚胺膜的固态碳化然后高温热处理来产生具有高结晶度的石墨膜。虽然确实发生了显著的皱缩，但产生石墨膜的这种方法已经由于如下事实而引起注意：膜在没有任何形状变化的情况下被碳化，并且能够通过惰性气氛中的后续热处理将碳膜转换成石墨。
已产生具有不同分子结构的多种聚酰亚胺膜以使膜的性质更好地适于特定应用。这个事实允许所得到的石墨膜具有不同性质，因为聚酰亚胺膜的质量和组成与石墨化技术组合起来控制了所得到的石墨性质。
在石墨化聚酰亚胺的生产中，首先对诸如聚酰亚胺膜的膜进行切割和成形以对碳化步骤期间的后续收缩做好准备。在碳化期间，可能从膜释放出大量的一氧化碳，伴随着膜的显著收缩（常常观察到实质地大于30%的收缩）。
碳化可以作为两步过程发生，第一步骤处于比第二步骤显著更低的温度。在碳化聚酰亚胺膜的第一步骤期间，其通过在至少两个小时和多达约七个小时的过程中使膜达到至少约600℃、高达约1800℃的温度而发生。
石墨化过程包括高温（即，至少2000℃且高达约3200℃）热处理，热处理的温度导致碳原子的不同排布。具体地，取决于所选的膜，在某些温度下的石墨化之后，在碳层堆之间存在孔。例如，在2450℃，石墨化步骤之后的聚酰亚胺膜仍可以是湍层的，因为扁平的孔在碳层之间定向。相反，在2500℃，相同的膜将使孔崩塌，得到具有实际上完美碳层的石墨膜。此类石墨化聚酰亚胺膜的来源是松下的PGS石墨板以及GrafTech International Holdings公司SS1500散热器。
具体实施方式
本公开的复合散热器具有大于600 W/m*K的平面内导热率和大于50微米的厚度。在某些实施例中，复合散热器包括第一元件，第一元件包括具有至少约1.4克/cc的密度的至少一个膨胀石墨压缩颗粒板。第一元件可以包括多个膨胀石墨压缩颗粒板，使得第一元件的总厚度为至少30微米，或者甚至至少45微米。第一元件的厚度的上限取决于复合散热器的终端用途和最终期望厚度，但是一般不超过约125微米。
复合散热器还包括第二元件，第二元件包括具有至少1.8克/cc的密度和至少700 W/m*K的平面内导热率的至少一个人造石墨板。在一些实施例中，人造石墨包括多个层，其中，单独层是相同的或不同的。在某些实施例中，人造石墨是热解石墨或石墨化聚酰亚胺膜，或者两者的组合（其中，第二元件包括多个层）。
在实施例中，第二元件的平面内导热率为至少1200 W/m*K；第二元件的平面内导热率的实际（而不是技术）上限为1800 W/m*K。第二元件的密度高达2.0 g/cc或者甚至高达2.2 g/cc或更高。虽然如上所述可以使得在本文中采用的人造石墨材料具有达到约100微米的厚度，但在实施例中，在本公开的实践中以达到约50微米的厚度采用所述人造石墨材料。此类实施例已经表现出尺寸稳定性和柔性。
第一元件和第二元件被结合在一起以形成本公开的复合散热器，使得第一元件的主表面邻接第二元件的主表面。在某些优选实施例中，在不使用粘合剂的情况下将第一元件和第二元件结合成复合板。这样，使两个元件之间的接头处的热阻最小化；使用粘合剂或其他材料来将两个元件结合常常可能导致两个元件之间的减少的热传递，因为大多数粘合剂具有比第一元件或第二元件更低的导热率，并且因为其产生两个接头（即，第一元件/粘合剂和第二元件/粘合剂）而不是一个（即，第一元件/第二元件）。
在某些实施例中，通过压延或抛光将第一元件和第二元件结合在一起来形成复合散热器。在压延中，提供两个元件并且然后使其穿过压延台，在那里，使其经受一个或多个压辊以形成复合散热器。在抛光中，提供两个元件并随后对其进行抛光，这是用以向元件施加旋转压力而形成两者之间的结合的过程。
可以以“设计”复合散热器的导热率的方式将第一元件和第二元件组合在一起。也就是说，由于使用了两种不同材料，所以可以以多种不同方式将其组合以提供具有在单独材料的平面内导热率之间的任何期望平面内导热率的复合散热器。这允许所提供的复合散热器特定于其意图用于的应用（例如，特定的电子设备和位置）。
可以实现这一点的一个方式是通过针对不同的使用以不同的布置将第一元件和第二元件组合。如所述，与由人造石墨形成的第二元件相比，由膨胀石墨板形成的第一元件可以较厚但具有较低的平面内导热率。与第二元件相比，第一元件的厚度提供较高的热容量，即在材料内传导热量的能力。这样，在高热量环境中，诸如大型显示板，热量不会“压倒淹没”散热器，而是仅仅在没有显著散布的情况下通过该厚度。类似地，第二元件提供较高的平面内导热率，使得实现更有效的散布。
这样，可以以为复合散热器提供期望的特性的方式将第一和第二元件组合，单独地用元件中的任一个是不可能的。例如，在实施例中，可以将第一元件和第二元件结合以提供两层的第一元件，至少一层的第二元件被夹在其之间。在另一实施例中，可以将第一元件和第二元件结合以提供两层的第二元件，至少一层的第一元件被夹在其之间。技术人员将认识到的是在不同实施例中，可以对第一元件和第二元件的不同组合进行组合以提供期望的厚度（并且这样来提供热容量）和平面内导热率。
现在转到附图，其中对相同的元件给予相同的参考标号，图1示出了本公开的复合散热器的实施例。在图1中，示出了复合散热器10，其中，复合散热器10包括由具有第一主表面20a和第二主表面20b的一个膨胀石墨压缩颗粒板形成的第一元件20和由具有第一主表面30a和第二主表面30b的一个人造石墨板形成的第二元件30。如图所示，复合散热器10是柔性的，并且通过将第一元件20的主表面20a和第二元件30的主表面30a结合而形成（虽然图1所示出的散热器10的第一和第二元件20和30的角部被剥开，但技术人员将认识到这是出于说明性目的完成的，并且在大多数实施例中，散热器10将不会具有被剥开的部分）。
在某一个实施例中，第一元件20可以包括一个膨胀石墨颗粒的压缩块的板，诸如可从俄亥俄州巴尔马市的GrafTech International Holdings公司获得的eGraf®材料，其具有不超过600 W/m*K、更优选地从约140 W/m*K至600 W/m*K的导热率。在本实施例中，第二元件130可以由人造石墨构成。此类人造石墨板可以具有从至少约700 W/m*K直至约2000 W/m*K范围的导热率。
图2示出标记为100的复合散热器的一个不同的实施例。复合散热器100包括由一个膨胀石墨压缩颗粒板形成的第一元件20。然而，在本实施例中，考虑到可以以连续板形式形成膨胀石墨的压缩物件但人造石墨材料的表面面积当前在商业上局限于300平方毫米的事实，复合散热器100包括多个第二元件30'、30"、30"'、30""等，因为第一元件20的表面面积可以大于用来形成第二元件30的人造石墨板的表面面积。这样，复合散热器100可以具有比用来形成第二元件30'、30"、30"'、30""等的单独人造石墨板的表面面积更大的表面面积。这对于希望较大散热器（诸如较大的显示板）的应用而言是有用的。
在优选实施例中，第一元件120由膨胀石墨的压缩颗粒形成，如上文所讨论的；此类石墨材料可以是顺应性的，意味着该材料可以用于需要将材料用在非平面布置中的应用中。换言之，第一元件20可以适应要求材料同时沿着x、y和z方向顺应并保持此类构造的布置。
在图3a和3b所示的另一实施例中，第一元件20和第二元件30中的一者或两者可以包括表面不规则性，例如但不限于滚花（即，图3a）、穿孔（即，图3b）或其组合（未示出）。虽然图3a和3b示出了第一元件20上的表面不规则性，但将认识到的是其还可以存在于第二元件30上。在特定实施例中，板20或30中的仅一个包括此类表面不规则性。在某些实施例中，表面不规则性将导致散热器10与没有表面不规则性的相当散热器相比具有增加的透过厚度导热率和/或导电率。
现在参考图4，在某些实施例中，散热器10可以包括两个第二元件30，使得第一元件20被夹在一对第二元件30之间。类似地，在其他实施例中，散热器10可以包括两个第一元件20，使得第二元件30被夹在一对第一元件20之间（未示出）。以这种方式，如上文所讨论的，可以通过改变（一个或两个）第一元件20和（一个或两个）第二元件30的特定布置以及每个元件的特定性质（诸如厚度、密度、导热率等）来改变本公开的散热器的性质和特性。
图5示出一个实施例，其中，可以将第三元件40（诸如金属箔或其他类似的层）定位于散热器10上，邻接第二元件30或第一元件20（未示出）。第三元件40可以是刚化层，以帮助将散热器保持成特定形状，或者其可以向散热器10提供其他期望特性。第三元件40可以是金属（例如铝或铜）、陶瓷或其他期望的材料。
图6a-6d示出本公开的散热器10的其他实施例。在这些实施例中，第一元件20和第二元件30不是同延的。相反，可以将第二元件30定位为如图6a所示与第一元件20的一部分接触，例如如图6b所示的第二元件30a和30b，例如如图6c所示的第二元件30c和30d或者例如如图6d所示的第二元件30e、30f、30g和30h。如技术人员将认识到的，诸如前述布置以及也将变得明显的其他布置能够提供散热器10的性质和特性方面的更多变化性。另外，考虑到第一元件20的柔性，可以产生更柔软和可延展的散热器10。反之，在其他实施例中，第一元件20可以以类似方式与第二元件30的仅一部分接触（未示出）。
图7a和7b示出用于产生本公开的复合散热器10的设备，其中，膨胀石墨的压缩颗粒的连续板22是从膨胀石墨的压缩颗粒卷24提供的；类似地，人造石墨板32'、32"、32"'、32""等是从人造石墨的源34提供的。单独的人造石墨板32'、32"、32"'、32""等被在没有粘合剂的情况下在压延台（图7a中的50）或抛光台（图7b中的52）处被结合到膨胀石墨的压缩颗粒的连续板22以形成散热器10。
可以通过提供单独的人造石墨板来实现连续的一卷复合散热器（诸如图2中的复合散热器100）的产生，每个人造石墨板以非连续方式从诸如图7a和7b中标记为34的源产生，并且被连续地馈送至膨胀石墨的压缩颗粒的连续板22，以在压延台50或抛光台52处被结合并从而提供连续的复合散热器10。
以下示例描述本公开的各种实施例。根据在本文中公开的本实用新型的说明书或实施的考虑，在本文中的权利要求范围内的其他实施例对于本领域的技术人员而言将是明显的。意图在于将本说明书以及附图和示例视为仅示例性的，由在示例之后的权利要求来指示本公开的范围和精神。在本示例中，所有百分比都是基于重量给出的，除非另外指明。
示例
使用在所附表格中表示为EG的膨胀石墨的压缩颗粒的连续板和在所附表格中表示为SG的人造石墨的单独板来制备根据本公开的复合散热器。示出了EG和SG的单独板的特性以及复合散热器的特性。在表1中示出了所产生的单独元件的以及复合散热器的密度（比重计用来测量密度）和厚度（Starret Tester膨胀计用来测量厚度）：
表1
Figure 156368DEST_PATH_IMAGE002
在表2中示出了所产生的复合散热器和单独元件的导热率（K）（Angstrom测试方法用于K）：
表2
因此，如所示，可以使用本公开产生具有不同厚度和平面内导热率的复合散热器。
在本说明书中引用的参考文献、包括但不限于所有论文、公开、专利、专利申请、介绍、原文、报告、手稿、手册、书籍、因特网帖子、日记文章、期刊等被整体地通过引用结合到本说明书中。本文中的参考文献的讨论仅仅意图用于概述由其作者进行的主张，并且不进行任何参考文献组成在先技术的认可。申请人保留挑战所引用参考文献的准确度和相关性的权利。
虽然已使用特定术语、设备和方法描述了本公开的优选实施例，但此类描述仅仅是出于说明性目的。所使用的词语是描述而不是限制的词语。应理解的是在不脱离在以下权利要求中阐述的本公开的精神或范围的情况下可以由本领域的技术人员进行变更和修改。另外，应理解的是各种实施例的方面可以被完全或部分地互换。因此，所附权利要求的精神和范围不应局限于包含在其中的优选型式的描述。

Claims (10)

1.一种具有大于600 W/m*K的平面内导热率和大于50微米的厚度的复合散热器，其特征在于，所述复合散热器包括：
a. 第一元件，所述第一元件包括具有至少约1.4克/cc的密度的至少一个膨胀石墨压缩颗粒板；以及
b. 第二元件，所述第二元件包括具有至少1.8克/cc的密度和至少700 W/m*K的平面内导热率的至少一个人造石墨板，
其中，所述第一元件和所述第二元件在不使用粘合剂的情况下被结合成复合板。
2.如权利要求1所述的复合散热器，其特征在于，所述第一元件具有至少约30微米的厚度。
3.如权利要求1所述的复合散热器，其特征在于，所述第二元件具有至少2.0克/cc的密度。
4.如权利要求3所述的复合散热器，其特征在于，所述第二元件具有至少1200 W/m*K的平面内导热率。
5.如权利要求1所述的复合散热器，其特征在于，所述复合散热器具有大于1000 W/m*K的平面内导热率。
6.如权利要求5所述的复合散热器，其特征在于，所述复合散热器具有至少80微米的厚度。
7.如权利要求6所述的复合散热器，其特征在于，所述第一元件具有至少45微米的厚度。
8.如权利要求7所述的复合散热器，其特征在于，所述第二元件具有不超过50微米的厚度。
9.如权利要求1所述的复合散热器，其特征在于，其包括两层的第一元件，至少一层的第二元件被夹在其之间。
10.如权利要求1所述的复合散热器，其特征在于，其包括两层的第二元件，至少一层的第一元件被夹在其之间。
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