CN206014744U - 一种纳米碳涂层散热片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种纳米碳涂层散热片，该纳米碳涂层散热片包括金属层，在金属层下表面贴合导热双胶面，在金属层上表面为载体层，载体层上表面为碳纳米管辐射层，该载体层将碳纳米管辐射层通过高温固化与金属层粘结一起，并将金属层的热量传导到碳纳米管辐射层，碳纳米管辐射层通过红外热辐射和热对流的双重作用将电子器件的热量带走。该纳米碳涂层散热片尤其是针对现有轻薄的电子产品和在密闭环境中使用的电子产品，可以在极小的密闭的空间和真空环境中进行热交换，提高电子产品的散热效率，降低电子产品的CPU及整机工作环境温度。
Description
技术领域
本实用新型涉及散热技术领域，具体涉及一种纳米碳涂层散热片。
背景技术
随着电子器件大功率和微型化的发展趋势，高效散热已经成为制约器件性能和结构设计的关键瓶颈。现有技术采用在电子器件表面通过导热双面胶或者其他粘一层散热片实现散热。
现有技术中普遍的散热片裸材、表面发黑处理；裸材及发黑只能带来外观上的美观效果，而在散热方面带来不了提升效果；并且发黑处理对环境污染极大，在现有技术中，由于散热效率较低及表面涂层附着性能差，针对于工作频率高CUP的电子产品，不能满足该电子产品的散热，电子产品的工作温度较高，影响电子产品及电子元器件使用寿命与工作效率，并且表面发黑的散热效果差，表面涂层工艺不环保，制造成本高的缺点。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种纳米碳涂层散热片，该纳米碳涂层散热片包括金属层，在金属层下表面的导热双胶面层，在金属层上表面为载体层，在载体层上面还有一层碳纳米管辐射层；该载体层将纳米碳纳米管辐射层与金属层粘结一起，并将金属层的热量传导到碳纳米管辐射层，碳纳米管辐射层通过红外热辐射和热对流的双重作用将电子器件的热量带走。该纳米碳涂层散热片尤其是针对现有轻薄的电子产品和在真空环境中使用的电子产品，可以在极小的密闭的空间环境中通过热辐射进行热交换，提高电子产品的散热效率，降低电子产品的CPU及整机的工作环境温度。
为实现上述目的，本实用新型采用如下之技术方案：该纳米碳涂层散热片包括金属层，在金属层下表面的导热双胶面层，在金属层上表面的载体层，在载体层上面还有一层碳纳米管辐射层，其中载体层为超细碳管颗粒、环氧树脂、丙烯酸粘结剂、硅氧烷流平剂、消光剂和稳定剂的混合物层，该载体层将碳纳米管辐射层与金属层粘结一起，并将金属层的热量传导到碳纳米管辐射层；
优选的，金属层为铜箔；
优选的，金属层为铝箔。
优选的，金属层为铜铝合金；
优选的，碳纳米管的D50为4-15nm。
优选的，超细碳球颗粒的D50为0.1~0.3um。
本实用新型有益效果是：该纳米碳涂层散热片采用金属层与碳纳米管辐射层结合的方式散热。利用金属高的热导率，将芯片等器件热量快速传导到金属层，并将热量均匀化，为了更好实现热传递，在金属层下表面设置一层导热双面胶，将金属层与芯片等器件紧密贴合，减小接触热阻。现有技术中散热片能够有效热传导，但是裸材及发黑的金属散热器难以将热量散发出去，尤其是在密闭空间和真空环境中，通过载体层在金属上表面粘结了一层具有高辐射特性的碳纳米管辐射层，该碳纳米管辐射层通过辐射和对流方式将热量散发出去。尤其是针对密闭空间和真空环境中的热对流缺失，通过热辐射的作用更能将电子产品的CPU及整机内部的工作环境温度降低。
附图说明
图1为该纳米碳涂层散热片结构示意图。
图例解释：1——碳纳米管辐射层；2——载体层；3——金属层；4——导热双面胶层。
具体实施方式
下面对本实用新型作进一步详细描述：
以下实施例中所用的碳纳米管、超细碳球颗粒、环氧树脂、丙烯酸粘结剂、硅氧烷流平剂、消光剂和稳定剂均为满足性能要求的市售产品。
实施例1
按D50为4-15nm的碳纳米管、超细碳球颗粒的D50为0.1~0.3um、环氧树脂、丙烯酸粘结剂、硅氧烷流平剂、消光剂和稳定剂的重量比为5:50:30:6:2.5:2:4.5称取1000g原料，倒入搅拌机中混合均匀，用无间隙机将其熔融挤出，随后用高速万能粉碎机将其粉碎，过筛即得到纳米碳粉末涂料。在50um金属铜箔3上，将纳米碳粉末涂料均匀涂覆20-80um，形成混合粉末层，将其移至高温烘箱中在160-220℃固化5-20分钟，在重力的作用下环氧树脂、丙烯酸粘结剂、硅氧烷流平剂和消光剂、稳定剂按等会沉降靠近金属铜箔3一面形成载体层2，在载体层2的上表面会形成一层碳纳米管层1，在固化后的复合结构的金属铜箔一面贴合导热双面胶4，即形成了该纳米碳涂层散热片，如图1所示，在使用过程中导热双面胶4贴合在芯片、CPU等需要散热的表面，通过导热双面胶4将热量传递给金属铜箔3，由于铜箔的高导热率，将热量迅速散开，减小芯片的局部过热，同时通过载体层2中的超细碳球颗粒等高导热物质将热量传递给碳纳米管辐射层1从而通过热辐射和热对流作用将热量散失掉，降低芯片等器件的工作温度。为了进一步说明本实用新型纳米碳涂层的散热效果，选取一种品牌行车记录仪；第一种方案在主板频蔽罩上设置纳米碳涂层散热片，第二种方案分别在主板频蔽罩上和主板设置纳米碳涂层散热片。在环境温度为70℃测得数据如下：
| 测试项目位置 | 未涂覆纳米碳涂层散热片 | 方案一 | 方案二 |
| 环境温度 | 70℃ | 70.2℃ | 70.1℃ |
| 前屏温度T1 | 92.1℃ | 89.2℃ | 85.3℃ |
| 后壳温度T2 | 80.5℃ | 75℃ | 74.8℃ |
| 芯片温度T3 | 93.2℃ | 83.8℃ | 82℃ |
| 前屏降幅温度T1 | 2.9℃ | 6.8℃ | |
| 后壳降幅温度T2 | 5.5℃ | 5.7℃ | |
| 芯片降幅温度T3 | 9.4℃ | 11.2℃ |
从上表中的数据对比可以看出，使用纳米碳涂层能有效降低行车记录仪温度，降低了产品的整体温度。
实施例2
按D50为4-15nm的碳纳米管、超细碳球颗粒的D50为0.1~0.3um、环氧树脂、丙烯酸粘结剂、硅氧烷流平剂、消光剂和稳定剂的重量比为5:50:30:6:2.5:2:4.5称取1000g原料，倒入搅拌机中混合均匀，用无间隙机将其为熔融挤出，随后用高速万能粉碎机将其粉碎，过筛即得到纳米碳粉末涂料。在200um金属铝箔3上，将纳米碳粉末涂料均匀涂覆20-80um，形成混合粉末层，将其移至高温烘箱中在160-220℃固化5-20分钟，在重力的作用下环氧树脂、丙烯酸粘结剂、硅氧烷流平剂、消光剂和稳定剂等会沉降靠近金属铝箔3一面形成载体层2，在载体层2的上表面会形成一层碳纳米管辐射层1，从何形成稳定的从上到下的碳纳米管辐射层1、载体层2和金属铝箔3复合结构，在固化后的复合结构的金属铝箔一面贴合导热双面胶4，即形成了该纳米碳涂层散热片，如图1所示，在使用过程中导热双面胶4贴合在芯片、CPU等需要散热的表面，通过导热双面胶4将热量传递给金属铝箔3，由于铝箔的高导热率，将热量迅速散开，减小芯片的局部过热，同时通过载体层2中的超细碳颗粒等高导热物质将热量传递给碳纳米管辐射层1从而通过热辐射和热对流作用将热量散失掉，降低芯片等器件的工作温度。为了进一步说明本实用新型纳米碳涂层的散热效果，选取一种品牌机顶合；第一种方案在CPU芯片上粘贴纳米碳涂层散热片20*20mm纳米碳铝箔散热片，第二种方案在芯片上粘贴一片为30*30mm 纳米碳铝箔散热片，在环境温度为25℃测得数据如下：
| 测试项目位置 | 未涂覆纳米碳涂层散热片 | 方案一 | 方案二 |
| 环境温度 | 25℃ | 25.2℃ | 24.9℃ |
| 芯片温度T1 | 88.5℃ | 76℃ | 69.9℃ |
| 芯片温度降幅T1 | 12.5℃ | 18.6℃ | |
| 芯片温度降幅比列 T1 | 14.1% | 21% |
从上表中的数据对比可以看出，使用纳米碳涂层能有效降低CPU芯片温度，
而且使用散热片面积越大，辐射散热效果越好。
实施例3
按D50为4-15nm的碳纳米管、超细碳球颗粒的D50为0.1~0.3um、环氧树脂、丙烯酸粘结剂、硅氧烷流平剂、消光剂和稳定剂的重量比为5:50:30:6: 2.5:2:4.5称取1000g原料，倒入搅拌机中混合均匀，用无间隙机将其为熔融挤出，随后用高速万能粉碎机将其粉碎，过筛即得到纳米碳粉末涂料。在1mm金属合金3上，将纳米碳粉末涂料均匀涂覆20-80um，形成混合粉末层，将其移至高温烘箱中在160-220℃固化5-20分钟，在重力的作用下环氧树脂、丙烯酸粘结剂、硅氧烷流平剂和消光剂、稳定剂按等会沉降靠近金属铝箔3一面形成载体层2，在载体层2的上表面会形成一层碳纳米管辐射层1，从而形成稳定的从上到下的碳纳米管辐射层1、载体层2和金属合金层3复合结构，在固化后的复合结构的金属合金一面贴合导热双面胶4，即形成了该纳米碳涂层散热片，如1所示，在使用过程中导热双面胶4贴合在芯片、CPU等需要散热的表面，通过导热双面胶4将热量传递给金属合金层3，由于金属合金的导热率较高，能将芯片的热量迅速散开，减小芯片的局部过温，同时通过载体层2中的超细碳管颗粒等高导热物质将热量传递给碳纳米管辐射层1从而通过热辐射和热对流作用将热量散失掉，降低芯片等器件的工作温度。为了进一步说明本实用新型纳米碳涂层的散热效果，选取一种品牌路由器；第一种方案在CPU芯片上设置25*25mm的纳米碳涂层散热片，第二种方案在芯片上设置一片为40*40mm的纳米碳涂层散热片，在环境温度为25℃测得数据如下：
| 测试项目位置 | 未涂覆纳米碳涂层散热片 | 方案一 | 方案二 |
| 芯片温度T1 | 83.8℃ | 70.2℃ | 65℃ |
| 芯片温度降幅T1 | 13.6℃ | 18.8℃ | |
| 芯片温度降幅比列 T1 | 16.2% | 22.4% |
从上表中的数据对比可以看出，使用纳米碳涂层散热片能有效降低CPU芯片温度，而且使用散热片面积越大，辐射散热效果越好。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种纳米碳涂层散热片，其特征在于：包括金属层，在金属层下面的导热双胶面层，在金属层上表面的载体层，在载体层上面还有一层碳纳米管辐射层，其中载体层为超细碳管颗粒、环氧树脂、丙烯酸粘结剂、硅氧烷流平剂、消光剂和稳定剂的混合物层，该载体层将碳纳米管辐射层与金属层粘结一起，并将金属层的热量传导到碳纳米管辐射层。
2.根据权利要求1所述纳米碳涂层散热片，其特征在于：所述的金属层为铜箔。
3.根据权利要求1所述纳米碳涂层散热片，其特征在于：所述的金属层为铝箔。
4.根据权利要求1所述纳米碳涂层散热片，其特征在于：所述的金属层为金属铝合金。
5.根据权利要求2、3或4所述纳米碳涂层散热片，其特征在于：所述的碳纳米管的D50为4-15nm。
6.根据权利要求5所述纳米碳涂层散热片，其特征在于： 所述的超细碳球颗粒的D50为0.1~0.3um。
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| CN201620886976.8U CN206014744U (zh) | 2016-08-16 | 2016-08-16 | 一种纳米碳涂层散热片 |
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| CN206014744U true CN206014744U (zh) | 2017-03-15 |
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| CN201620886976.8U Expired - Fee Related CN206014744U (zh) | 2016-08-16 | 2016-08-16 | 一种纳米碳涂层散热片 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107053787A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-08-18 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 一种复合材料及其制作方法、电子设备 |
| CN107458062A (zh) * | 2017-08-22 | 2017-12-12 | 江苏泛亚微透科技股份有限公司 | 碳导热片与膨体聚四氟乙烯隔热涂层膜及其制备方法 |
| EP3388870A1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-10-17 | Guangdong OPPO Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Composite structure and method for producing the same and electronic device |
| CN110621135A (zh) * | 2018-06-19 | 2019-12-27 | 青岛海信移动通信技术股份有限公司 | 一种终端设备的壳体及其加工方法 |
-
2016
- 2016-08-16 CN CN201620886976.8U patent/CN206014744U/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| EP3388870A1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-10-17 | Guangdong OPPO Mobile Telecommunications Corp., Ltd. | Composite structure and method for producing the same and electronic device |
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