CN205488100U - 固化型导热介面元件及其散热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固化型导热介面元件及其散热装置。其中，固化型导热介面元件包括导热性材料和高分子聚合材料，并通过导热性材料和高分子聚合材料混合而成。固化型导热介面元件设置于散热件上，以适当地将热源的热传导至散热件上进行散热。

Description

固化型导热介面元件及其散热装置

技术领域

本实用新型涉及导热与散热的技术领域，特别是关于一种固化型导热介面元件及其散热装置。

背景技术

随着科技发展，电子产品的开发越来越轻薄短小，随之而来的是产品的稳定性越益重要，因此更显得热管理方面的重要性；而无论是何种型态的电子装置，例如笔记型电脑、桌上型电脑、智能手机或其它仪器装置，若不在适当时间内将热移往散热件以降低其温度，则电子元件会有损坏的可能，导致电子产品寿命减少或是运作的不稳定等问题。然而，将热由热源移往散热件，其有三个途径，分别为辐射、对流及传导，而以传导最为有效。现有技术中，为了将热由热源适当地移往散热件，大多会在热源与散热件之间设置导热膏（thermal grease）或导热片（thermal pad）。

然而，导热膏与导热片在使用上存有一些缺点。其中，导热膏在配置时人力花费高，且导热膏由于其为非固化型的导热介面材料，因此其会受重力的影响而往重力方向流动，而产生垂流的问题。另外，也有组装时的溢出问题以及长时间后的干涸的问题。

其中，导热片在良好的导热效果的考量下，导热片优选为愈薄、愈软为愈好。然后，愈薄、愈软的导热片，其在设置于散热件的程序上并不易。且，导热片为易于固定的设置于散热件上往往会再添加粘胶片（例如双面胶），然而此粘胶片会阻隔或防碍导热性。另外，导热片的对位、粘贴等花费许多的人力。

综上所述，本实用新型设计了一种固化型导热介面元件及其散热装置，以针对现有技术的缺失加以改善，进而增进产业上的实施利用。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种固化型导热介面元件及其散热装置，以改善上述现有技术所产生的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

根据本实用新型的目的，提供一种固化型导热介面元件，包括高分子聚合材料和总重量占40％至95％的导热性材料的至少一片所述固化型导热介面元件设置于散热件与至少一热源之间。

优选地，还包括人造石墨片，其设置于多片所述固化型导热介面元件之间。

优选地，包括氧化铝、氮化铝、氧化锌、碳化硅、氮化硼、石墨烯、人造石墨片、氧化镁或铝合成物的导热性材料与包括硅胶、环氧胶、丙烯酸、聚氨酯或橡胶的高分子聚合材料混合而成所述的固化型导热介面元件设置于所述散热件与所述热源相对的设置面。

优选地，固化型导热介面元件设置于散热件的厚度为0.01至5mm。

优选地，固化型导热介面元件的硬度为萧氏硬度Shore 000的10度至Shore 00 的90度。

优选地，固化型导热介面元件为热固型，或为于42℃至75℃的温度范围转化为液态的相变型。

根据本实用新型的另一目的，在于提供一种散热装置，用于对至少一热源进行散热。散热装置包括：

散热件，具有与所述至少一热源相对的设置面；

至少一片包括高分子聚合材料和总重量占40％至95％的导热性材料的固化型导热介面元件，键结地粘着于所述散热件的设置面。

优选地，包括氧化铝、氮化铝、氧化锌、碳化硅、氮化硼、石墨烯、人造石墨片、氧化镁或铝合成物的所述导热性材料与包括硅胶、环氧胶、丙烯酸、聚氨酯或橡胶的所述高分子聚合材料混合而成所述的固化型导热介面元件介于所述散热件与所述至少一热源之间，并与所述热源接触。

优选地，所述固化型导热介面元件设置于散热模组的厚度为0.01至5mm。

优选地，所述固化型导热介面元件的硬度为萧氏硬度Shore 000的10度至Shore 00的90度。

优选地，多片固化型导热介面元件与人造石墨片结合，所述人造石墨片介于多个所述固化型导热之间。

优选地，散热件的部分或全部的表面上设置有热辐射涂漆层。

相较于现有技术，本实用新型提供的固化型导热介面元件及其散热装置，其可具有一或多个下述的优点：

（1）本实用新型的固化型导热介面元件及其散热装置，其通过固化时键结于散热件，从而可稳定固定于散热件上，以便于后续将散热件与热源结合时的作业，且可避免粘胶片的设置而阻隔或防碍热传导。

（2）本实用新型的固化型导热介面元件及其散热装置，其通过在涂布时为液态而可良好的填补散热件的表面，以达到良好的导热效果，而在环境温度或加热后成为固态而可避免垂流、溢出或干固的问题，以进一步避免电子装置在长时间使用后因导热效率不佳所造成的性能不佳的问题。

（3）本实用新型的固化型导热介面元件及其散热装置，其通过预定厚度的设置，可在同一个固化型导热介面元件的设置下对应于不同高度的热源，从而增加实用性。

（4）本实用新型的固化型导热介面元件及其散热装置，其通过网印制程、钢印制程、板印制程或压印制程涂布固化型导热介面元件于散热件上，其可同时地将固化型导热介面元件涂布于若干个散热件，从而可节省人力与时间。

（5）本实用新型的固化型导热介面元件及其散热装置，其通过预定的涂布制程（如网印制程）而可涂布较薄的固化型导热介面元件于散热件上，并可通过导热性材料与高分子聚合材料的比例，以调配固化型导热介面元件的硬度，从而可达到良好的导热性。

（6）本实用新型的固化型导热介面元件及其散热装置，其通过人造石墨片材料与固化型导热介面元件的设置结合，因此可利用人造石墨片可做均温扩散作用，以更进一步达到良好的导热性。

（7）本实用新型的固化型导热介面元件及其散热装置，其通过热辐射涂漆层设置于散热件上，从而可增加散热件的散热效能。

附图说明

图1为本实用新型提供的散热装置的一实施例的示意图。

图2为本实用新型提供的散热装置的导热介面元件的某一实施例的示意图。

图3为本实用新型提供的散热装置的制作流程图。

图4为本实用新型提供的固化型导热介面元件涂布示意图。

图5为本实用新型提供的散热装置的第一应用示意图。

图6为本实用新型提供的散热装置的第二应用示意图。

图7为本实用新型提供的散热装置的另一实施例的示意图。

附图标记说明：

100：散热装置

10：散热件

20：固化型导热介面元件

21：导热性材料

22：高分子聚合材料

23：人造石墨片

30：热辐射涂漆层

S31～S33:步骤。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，其为本实用新型的散热装置的示意图。如图所示，本实用新型的散热装置100主要用于对至少一个热源进行散热，而热源可为CPU、晶片或主机板上的电子元件，但并不以此为限，热基于元件运行而产生的，该元件即可称为热源。其中，散热装置100包含散热件10和一或多片的固化型导热介件20。其中，散热件10可为铝挤、压铸制成的散热件，也可为铜或铝鳍片堆迭而成并选择性设置导热管（heat pipe）的散热件，甚至是，电子装置的壳体。固化型导热介面元件20包含导热性材料21和高分子聚合材料22。也就是说，固化型导热介面元件20至少由导热性材料21和高分子聚合材料22混合而成。其中，导热性材料21可包含氧化铝、氮化铝、氧化锌、碳化硅、氮化硼、石墨烯、人造石墨片、氧化镁或铝合成物，而高分子聚合材料22可包含硅胶、环氧胶、丙烯酸、聚氨酯或橡胶，且导热性材料21占固化型导热介面元件20总重量的40％至95％，而高分子聚合材料可占总重量的5％至60％。

也就是说，本实用新型的散热装置100可通过固化型导热介面元件20将热由热源传导至散热件10上，再经由散热件10以热对流等方式进行散热。由于固化型导热介面元件20具有良好的热传导效能，因此本实用新型的散热装置100可具有良好的散热效能。

请一并参阅图2，其为本实用新型的散热装置的导热介面元件的某一实施例的示意图。如图所示，在另一种优选地实施态样下，固化型导热介面元件20可至少由导热性材料2和及高分子聚合材料22混合后，再与人造石墨片23设置而成。举例来说，导热性材料21与高分子聚合材料22的混合物而设置于人造石墨片23的两侧。即，人造石墨片23设置于两片固化型导热介面元件20之间。藉此可利用人造石墨片23可做均温扩散作用，以更进一步达到良好的导热性。然而，图2仅为示范态样，固化型导热介面元件20也可如图1所示一般独立设置于散热件10，以本实施例对此不作限制。

请参阅图3，其为本实用新型的散热装置的制作流程图。如图所示，本实用新型的散热装置100可利用下列步骤而制成，步骤如下：S31提供散热件；S32混合导热性材料和高分子聚合材料，以形成液态的固化型导热介面元件；以及S33利用网印制程、钢印制程、板印制程或压印制程，将固化型导热介面元件涂布于散热件的设置面，固化型导热介面元件在固化时键结散热件的设置面。

应当说明的是，固化型导热介面元件20可为热固型或相变型固化型导热介面元件。其中，固化型指固化型导热介面元件20利用导热性材料21和高分子聚合材料22混合后，其先为液态状态而在环境温度下放置，或经由烘烤后固化为固态状态。例如，散热件10在涂布完固化型导热介面元件20后，放置在塑胶托盘（tray盘）于环境温度下放置即可固化为固态状态；或者是，以90至120度的温度烘烤5~30分钟后，即可固化为固态状态。当然地，固化型导热介面元件20在经由烘烤固化的时间应比环境温度放置下固化来的短，因此可视实际需求，选择使用环境温度放置或烘烤。其中，相变型则指固化型导热介面元件20利用导热性材料21和高分子聚合材料22混合后，其先为液态状态而在环境温度下放置下固化为固态状态，而且当固化型导热介面元件20被加热至预定的温度，如42℃至75℃时，则转化为液体状态。

由于固化型导热介面元件20利用导热性材料21和高分子聚合材料22混合后，其先为液态状态，因此固化型导热介面元件20可适当地填补在散热件10的承置面的表面缝隙。而且，在固化时，固化型导热介面元件20可与散热件10的承置面产生化学键结，从而固化型导热介面元件20可有稳定、稳固的设置于散热件10。另外，虽然固化型导热介面元件20固化为固体，然而其仍可有具有萧氏硬度Shore 000的10度至Shore 00 的90度的弹性，尤如橡胶一般的弹性，从而利于间隙填充，甚至是作为缓冲之用。

请参阅图4，其为本实用新型的固化型导热介面元件涂布示意图。如图所示，网印制程、钢印制程、板印制程或压印制程涂布固化型导热介面元件于散热件，其可同时地将固化型导热介面元件20涂布于若干个散热件10上，因此可大量的节省人力与时间。

此外，固化型导热介面元件20利用网印制程、钢印制程、板印制程或压印制程涂布于散热件10上，其方式可视实际需求而加以选择，举例来说，当固化型导热介面元件20需要以较薄的方式设置于散热件10上时，可依薄至厚选择性使用网印制程或钢印制程。当固化型导热介面元件20需要以较厚的方式设置于散热件10上时，可选择性使用板印制程或压印制程。也就是说，固化型导热介面元件20设置于散热件10的厚度可在0.01至5mm之间。

请一并配合参阅图5、图6，其为本实用新型的散热装置的第一应用示意图及第二应用示意图。其中，图5、图6为分别说明在应用的热源数量的不同时，可选择不同的厚度的示意图。

如图5所示，当本实用新型的散热装置100，其仅应用于一个热源时，例如CPU，此时，固化型导热介面元件20需要以较薄的方式设置于散热件10上，以适当地利用固化型导热介面元件20成为散热件10与热源之间的热传输连接，且由于固化型导热介面元件20的厚度适当，从而可作为良好的热传导介面元件。

如图6所示，当本实用新型的散热装置100，其仅应用于若干个热源时，例如主机板上的若干个电子元件，由于各热源的高度并不一定为等高，其电子元件应为高高低低等情形，此时，固化型导热介面元件20需要以较厚的方式设置于散热件10上，从而固化型导热介面元件20可与每一个电子元件（即热源）有所接触，从而可适当地利用固化型导热介面元件20成为散热件10与每一个热源之间的热传输连接，以将每个热源的热皆传导至散热件10。

请参阅图7，春为本实用新型的散热装置的另一实施例的示意图。本实施例中，相同元件符号的元件，其配置与作用类似于前一实施例，并不再对其将以赘述。如图所示，本实施例的散热装置100与前一实施例最大的不同在于，散热件10在具有固化型导热介面元件20的表面以外的部分或全部表面更设置有一热辐射涂漆层30。其中，热辐射涂漆层30以喷涂一热辐射涂漆于散热件10在具有固化型导热介面元件20的表面以外的部分或全部表面而形成。

热辐射涂漆可包含导热性材料与高分子聚合材料。而热辐射涂漆的喷涂制程，例如使用一般传统的喷涂设备，使用一般的喷嘴大小可为1.0~1.3mm，及一般喷枪出气压力可为0.207M Pa~0.276 M Pa（30～40psi），而喷涂距离可相距15~30cm，即可进行喷涂，并可在环境温度下放置，就可以加以碰触而不留纹印，如要加速干燥，也可送进烤箱进行烘烤，优选地可以45℃~90℃烘烤10~60分钟，即可达到快速干燥，并提升涂料物性的效果。

本实施例的散热装置100的散热件10，其通过热辐射涂漆层30的设置，而可更进一步的使散热件10可同时利用热对流与热辐射的方式进行散热。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种固化型导热介面元件，其特征在于，包括高分子聚合材料和占总重量40％至95％的导热性材料的至少一片所述固化型导热介面元件设置于散热件与至少一热源之间。

2.根据权利要求1所述的固化型导热介面元件，其特征在于，还包括人造石墨片，其设置于多片所述固化型导热介面元件之间。

3.根据权利要求1所述的固化型导热介面元件，其特征在于，包括氧化铝、氮化铝、氧化锌、碳化硅、氮化硼、石墨烯、人造石墨片、氧化镁或铝合成物的所述导热性材料与包括硅胶、环氧胶、丙烯酸、聚氨酯或橡胶的所述高分子聚合材料混合而成所述的固化型导热介面元件设置于所述散热件与所述热源相对的设置面。

4.根据权利要求1所述的固化型导热介面元件，其特征在于，所述固化型导热介面元件设置于所述散热件的厚度为0.01至5mm。

5.根据权利要求1所述的固化型导热介面元件，其特征在于，所述固化型导热介面元件的硬度为萧氏硬度Shore 000的10度至Shore 00的90度。

6.根据权利要求1所述的固化型导热介面元件，其特征在于，所述固化型导热介面元件为热固型，或为于42℃至75℃的温度范围转化为液态的相变型。

7.一种散热装置，用于对至少一热源进行散热，其特征在于，包括：

散热件，具有与所述至少一热源相对的设置面；

至少一片包括高分子聚合材料和占总重量40％至95％的导热性材料的固化型导热介面元件，键结地粘着于所述散热件的设置面。

8.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，包括氧化铝、氮化铝、氧化锌、碳化硅、氮化硼、石墨烯、人造石墨片、氧化镁或铝合成物的所述导热性材料与包括硅胶、环氧胶、丙烯酸、聚氨酯或橡胶的所述高分子聚合材料混合而成所述的固化型导热介面元件介于所述散热件与所述至少一热源之间，并与所述热源接触。

9.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，所述固化型导热介面元件设置于散热模组的厚度为0.01至5mm。

10.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，所述固化型导热介面元件的硬度为萧氏硬度Shore 000的10度至Shore 00的90度。

11.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，多片所述固化型导热介面元件与人造石墨片结合，所述人造石墨片介于多个所述固化型导热之间。

12.根据权利要求7所述的散热装置，其特征在于，所述散热件的部分或全部的表面上设置有热辐射涂漆层。