CN210075901U - 散热结构与电子装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种散热结构与具有该散热结构的电子装置。散热结构包括散热组件、相变化吸热层以及密封层。散热组件包括散热层及与散热层重迭设置的金属离子沉积层；相变化吸热层设置于散热组件上；密封层设置于散热组件上，且密封层完全覆盖相变化吸热层。本实用新型的散热结构特别适用于超高温的热源。

Description

散热结构与电子装置
技术领域
本实用新型关于一种散热结构与具有该散热结构的电子装置。
背景技术
近年来，平面显示元件或装置(例如手机、平板电脑、笔记型电脑、或伺服器)制程技术的发展，使得其元件集成化的程度也越来越高，因此，“散热”已经是这些元件或装置不可或缺的需求功能。特别是对高功率元件来说，由于工作时产生的热能大幅增加，使得电子装置的温度会急速上升，有时甚至会超过摄氏100度，很容易造成元件或装置的永久性损坏。
为了避免电子装置过热，前案技术一般都会装设散热装置，以通过传导、对流与辐射等方式将电子装置所产生的热能散逸出。当见的散热装置包括有风冷(散热鳍片加上风扇)、液冷(液体加上泵浦)、热管、半导体制冷、压缩机制冷与散热层等。然而，公知技术的散热结构大都无法变更其形状，无法因应不同热源作弯折设计以达到全面性的散热需求。
实用新型内容
本实用新型的目的为提供一种散热结构与电子装置，除了可因应电子装置的热源形状弯折以达到散热需求外，还可避免因弯折造成散热结构的损伤所导致的热能传递中断，降低散热效果。另外，本实用新型的散热结构特别适用于超高温的热源，可使超高温热源具有良好的散热效果。
为达上述目的，依据本实用新型的一种散热结构，包括散热组件、相变化吸热层以及密封层。散热组件包括散热层及与散热层重迭设置的金属离子沉积层；相变化吸热层设置于散热组件上；密封层设置于散热组件上，且密封层完全覆盖相变化吸热层。
为达上述目的，依据本实用新型的一种电子装置，包括热源以及散热结构。散热结构与热源连接，并包括散热组件、相变化吸热层以及密封层。散热组件包括散热层及与散热层重迭设置的金属离子沉积层；相变化吸热层设置于散热组件上；密封层设置于散热组件上，且密封层完全覆盖相变化吸热层。
承上所述，在本实用新型的散热结构与具有该散热结构的电子装置中，通过散热组件包括散热层及与散热层重迭设置的金属离子沉积层，相变化吸热层设置于散热组件上，以及密封层设置于散热组件上，且密封层完全覆盖相变化吸热层的结构设计，除了可保护散热层与相变化吸热层能够免于不同角度弯折下的损伤，而导致热能的传递中断外，还可通过相变化吸热层的高热容及散热膜的快速导热特性而具有良好的吸热与散热效果；另外，本实用新型的散热结构特别适用于超高温的热源，可使超高温热源具有良好的散热效果；此外，通过本实用新型的散热结构，除了可以对目标热源进行散热外，还可通过层别的摆放，以适切地运用在不同产品上，达到大面积、多工效益的散热需求。
附图说明
图1A为本实用新型一实施例的一种散热结构的立体示意图。
图1B为图1A的散热结构的剖视示意图。
图2A至图2C分别为本实用新型不同实施方式的散热结构的示意图。
图3为本实用新型的一种电子装置的示意图。
具体实施方式
以下将参照相关附图，说明依本实用新型一些实施例的散热结构与具有该散热结构的电子装置，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
本实用新型的散热结构可运用于例如但不限于笔记型电脑、手机、平板电脑、监视器以及伺服器内相关的电脑设备或显示装置，或其他电子设备。前述的笔记型电脑、手机、平板电脑、监视器可统称为显示装置，其可例如但不限于液晶显示装置或有机发光二极体显示装置。
本实用新型的散热结构除了可因应电子装置的热源形状弯折以达到散热需求外，还可避免因弯折造成散热结构的损伤所导致的热能传递中断，降低散热效果。另外，本实用新型的散热结构特别适用于超高温的热源。其中，散热结构可贴附或包覆电子装置的热源而与热源连接，以将热源所产生的热量导引并散逸出。热源可为电子装置的驱动芯片、控制芯片、主机板、中央控制单元(CPU)、记忆体、显示卡、电池、或显示面板，或其他会产生热量的元件或单元，本申请不限制。
图1A为本实用新型一实施例的一种散热结构的立体示意图，而图1B为图1A的散热结构的剖视示意图。请参照图1A与图1B所示，散热结构1包括散热组件11、相变化吸热层12以及密封层13。
散热组件11包括散热层111及与散热层111重迭设置的金属离子沉积层112。于此，散热层111与金属离子沉积层112为堆迭结构。在一些实施例中，可利用电沉积(electrodeposition)方式在散热层111的表面形成金属离子沉积层112，使金属离子沉积层112可覆盖在散热层111的表面；在一些实施例中，金属离子沉积层112可覆盖在散热层111的部分表面或所有表面；在一些实施例中，金属离子沉积层112可以利用例如电镀、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)、或物理气相沉积(Physical VaporDeposition,PVD)，或其他适当方式等形成在散热层111的部分表面或所有表面上。本实施例的金属离子沉积层112是以覆盖在散热层111面向相变化吸热层12的表面为例，使得金属离子沉积层112夹置于相变化吸热层12与散热层111之间。
散热层111的材料可例如但不限于包括石墨烯(graphene)、碳、人造石墨、天然石墨、奈米碳管(carbon nanotube)、或氮化硼(BN)等有机或无机材料，或导热金属，或其组合，而金属离子沉积层112的材料可例如但不限于包括铜、铝、铁、银、金等高导热金属材料。在本实施例中，散热层111的材料是例如以石墨烯，而金属离子沉积层112的材料是例如以铜，而且是利用电镀方式在材料为石墨烯的散热层111的表面上形成一层材料为铜的金属离子沉积层112为例。在电镀制程中，阳极可为铜金属，阴极可为石墨烯膜层，以通过电镀制程在石墨烯膜层的表面上形成铜离子涂层(金属离子沉积层112)，以成为具有良好接着与散热能力的石墨烯/铜的复合膜层(即散热组件11)。其中，石墨烯材料的散热层111与铜材料的金属离子沉积层112的键结，主要是靠两者界面处的电子密度的增加所形成强接着力，而键结形态主要是离子键与凡得瓦力(Van der Waals force)。此外，还可利用石墨烯膜层的抗腐蚀特性，保护铜离子层在高温时的氧化现象不致于发生，借此保护金属离子沉积层112。利用电镀制程形成铜金属的金属离子沉积层112在石墨烯的散热层111上具有以下的优点：第一、两者的结合力相当好，强度高；第二、铜沉积层的韧性好，延展性佳，弯折不易断裂；第三、深镀性能好，整平性也佳。
相变化吸热层12设置于散热组件11上。相变化吸热层12为具有高热容(specificheat)的膜层，其可包括相变材料(phase change material,PCM)及导热材料。其中，导热材料可例如但不限于包括石墨烯、碳、人造石墨、天然石墨、奈米碳管、或氮化硼等有机或无机材料，或导热金属，或其组合。而相变材料例如但不限于为石蜡(paraffin wax)，其具有无毒性、化学安定性佳、价格低廉等优点。石蜡具有大量的潜热(latent heat)，但其导热性差，使其本身蕴含的大量潜热不易运用。为了改进此缺点，本申请利用不同重量比的石墨烯悬浮液(suspension of graphene)与石蜡，合成奈米相变化复合材料(grapheme-paraffinwax nanocomposite phase change materials,G/P PCM)而形成相变化吸热层12。由试验中得知：添加石墨烯悬浮液于石蜡相可有效降低其潜热值，也就是说，加入石墨烯可提高石蜡基材的导热性。因此，只需添加极少量的石墨稀悬浮液于石蜡基材中，所合成的相变化吸热层12就可具有高热容和良好的导热性，而且也具有重量轻、可任意改变形状等优点。
密封层13设置于散热组件11上，且密封层13完全覆盖相变化吸热层12。在本实施例中，密封层13可包括框胶131及保护层132，框胶131设置散热组件11上，并位于散热组件11的外侧周围，而保护层132设置于框胶131和覆盖相变化吸热层12上，并且覆盖相变化吸热层12。其中，保护层132与框胶131形成容置空间S，使相变化吸热层12可容置于该容置空间S中。在一些实施例中，框胶131可例如但不限于为光固化胶(例如UV胶)，以封闭散热组件11上表面的外围。而保护层132例如但不限于为黑色、白色或其他颜色，其材料可例如但不限于包括聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚氨酯(PU)、等有机材质、或无机材质，本申请并不限制。在实施上，例如可先将相变化吸热层12设置于散热组件11的表面上，并在相变化吸热层12的外围形成封闭的框胶131后，再于相变化吸热层12与框胶131上形成保护层132，以将相变化吸热层12围设于框胶131与保护层132所形成的容置空间S中，借此保护相变化吸热层12免于被水气或异物破坏其特性。
在一些实施例中，散热结构1可通过粘着层连接热源。粘着层可为热连结的粘着材料所构成，并可包括粘着剂与混合剂的组合，黏着剂例如但不限于包括硅氧树脂、聚氨酯、丙烯酸酯聚合物、热熔胶、或压感类的粘着剂，而混合剂可为氧化铝、氮化硼或氧化锌，或其组合。在一些实施例中，粘着层例如但不限于为单面胶或双面胶。在一些实施例中，粘着层可位于散热组件11远离密封层13的表面(例如图1B的散热结构1的散热层111的下表面)，或位于密封层13远离散热组件11的表面(例如图1B的散热结构1的密封层13的上表面)，并不限制。因此，热源所产生的热量可以通过粘着层传导至散热组件11及相变化吸热层12，或通过粘着层传导至相变化吸热层12及散热组件11。本实施例借由散热组件11的散热层111具有良好的xy平面导热性，以及相变化吸热层12具有高热容的特性，可快速地吸收热源所产生的大量热能，并且将热能快速地散逸至外界，借此降低热源本身的温度。
另外，在相变化吸热层12吸收热能的过程中，如果热源的操作温度高于相变化吸热层12(本实施例为石蜡加上石墨烯的相变复合材料)的熔滴点温度时，相变化吸热层12会有熔化现象，则可通过密封层13(框胶131及保护层132)进行封止，避免熔化的相变化吸热层12产生泄露。另外，本实施例的散热结构1还可通过金属离子沉积层112易弯折且不易折断的特性，使得散热结构1可依据热源形状弯折，其弯折角度可以小于90度，甚至等于90度或超过90度，借此保护散热组件11及相变化吸热层12免于弯折下的损伤所导致的热能传递中断，降低散热效果。此外，本实施例的散热结构1因具有相变化吸热层12，因此特别适用于超高温的热源，使超高温热源具有良好的散热效果。
图2A至图2C分别为本实用新型不同实施方式的散热结构的示意图。
如图2A所示，本实施方式的散热结构1a与前述实施方式的散热结构1其元件组成及各元件的连接关系大致相同。不同之处在于，在图1B的散热结构1中，金属离子沉积层112是位于散热层111与相变化吸热层12之间，但本实施例的散热结构1a的散热层111是位于金属离子沉积层112与相变化吸热层12之间。
另外，如图2B所示，本实施方式的散热结构1b与前述实施方式的散热结构1其元件组成及各元件的连接关系大致相同。不同之处在于，在本实施方式的散热结构1b中，密封层13只包括一种材料，其可为前述的框胶或保护层的材料。
另外，如图2C所示，本实施方式的散热结构1c与前述实施方式的散热结构其元件组成及各元件的连接关系大致相同。不同之处在于，在前述的散热结构1、1a、1b中，由垂直散热组件11的方向来看，散热层111为平面状，但本实施例的散热结构1c的散热组件11的散热层111为图案化的散热膜层，其由垂直散热组件11的方向来看，散热结构1c的散热层111包括井字状并有多个凹槽1111，使得相变化吸热层12可填入这些凹槽1111中。于此，井字状的图案化的散热层111可提供结构上的高支撑性。
此外，散热结构1a、1b、1c的其他技术内容可参照散热结构1的相同元件，在此不再赘述。
图3为本实用新型的一种电子装置的示意图。如图3所示，电子装置2包括热源21以及散热结构1，散热结构1与热源21连接。散热结构1可包括散热组件11、相变化吸热层12以及密封层13。散热组件11包括散热层111及与散热层111重迭设置的金属离子沉积层112；相变化吸热层12设置于散热组件11上；而密封层13设置于散热组件11上，且密封层13完全覆盖相变化吸热层12。
本实施例的热源21可例如但不限于为液晶显示装置的驱动芯片211(例如扫描驱动芯片或数据驱动芯片)为例。其中，驱动芯片211可例如以覆晶方式(或其他方式)与基材22上的导电层23电性连接，借此形成覆晶薄膜(COF)。本实施例的粘着层h例如为双面胶，而散热结构1可通过粘着层h连接基材22远离驱动芯片211的下表面，以吸收驱动芯片211工作时所发出的热能。在一些实施例中，驱动芯片211的工作温度甚至会超过摄氏100度，而散热结构1特别适用于吸收高温的驱动芯片211所产生的热能且将该热能快速地散逸至外界。
图3的实施例是以散热结构1应用于电子装置2的热源21的吸热与散热为例，本领域的技术人员可根据前述的说明，将前述的散热结构1a、1b或1c应用于电子装置2中，或者应用于不用形状的热源的吸热与散热，以快速地将热量散逸至外界，在此不再多作说明。
承上，本实用新型的有益效果在于：在将散热结构连接于热源时，利用金属离子沈积层抗弯折的特性，除了可保护散热层与相变化吸热层能够免于不同角度弯折的损伤，而导致热能的传递中断外，还可通过相变化吸热层的高热容及散热膜的快速散热特性而具有良好的吸热与散热效果；此外，通过前述实施例的散热结构，本实用新型除了可以对目标物进行散热外，还可通过层别的摆放，以适切地运用在不同产品上，达到大面积、多工效益的散热需求。
综上所述，在本实用新型的散热结构与具有该散热结构的电子装置中，通过散热组件包括散热层及与散热层重迭设置的金属离子沉积层，相变化吸热层设置于散热组件上，以及密封层设置于散热组件上，且密封层完全覆盖相变化吸热层的结构设计，除了可保护散热层与相变化吸热层能够免于不同角度弯折下的损伤，而导致热能的传递中断外，还可通过相变化吸热层的高热容及散热膜的快速导热特性而具有良好的吸热与散热效果；另外，本实用新型的散热结构特别适用于超高温的热源，可使超高温热源具有良好的散热效果；此外，通过本实用新型的散热结构，除了可以对目标热源进行散热外，还可通过层别的摆放，以适切地运用在不同产品上，达到大面积、多工效益的散热需求。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本实用新型的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的权利要求书中。

Claims (10)

1.一种散热结构，其特征在于，包括：
散热组件，包括散热层及与所述散热层重迭设置的金属离子沉积层；
相变化吸热层，设置于所述散热组件上；以及
密封层，设置于所述散热组件上，且所述密封层完全覆盖所述相变化吸热层。
2.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述金属离子沉积层位于所述散热层与所述相变化吸热层之间，或所述散热层位于所述金属离子沉积层与所述相变化吸热层之间。
3.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述密封层包括框胶及保护层，所述框胶设置所述散热组件的外围，所述保护层设置于所述框胶上，并与所述框胶形成容置空间，所述相变化吸热层容置于所述容置空间。
4.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，由垂直所述散热组件的方向来看，所述散热层为平面状或井字状。
5.如权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热结构通过粘着层连接热源，所述粘着层位于所述散热组件远离所述密封层的表面，或位于所述密封层远离所述散热组件的表面。
6.一种电子装置，其特征在于，包括：
热源；以及
散热结构，与所述热源连接，所述散热结构包括：
散热组件，包括散热层及与所述散热层重迭设置的金属离子沉积层；
相变化吸热层，设置于所述散热组件上；以及
密封层，设置于所述散热组件上，且所述密封层完全覆盖所述相变化吸热层；
其中，所述散热结构通过粘着层连接所述热源。
7.如权利要求6所述的电子装置，其特征在于，所述金属离子沉积层位于所述散热层与所述相变化吸热层之间，或所述散热层位于所述金属离子沉积层与所述相变化吸热层之间。
8.如权利要求6所述的电子装置，其特征在于，所述密封层包括框胶及保护层，所述框胶设置所述散热组件的外围，所述保护层设置于所述框胶上，并与所述框胶形成容置空间，所述相变化吸热层容置于所述容置空间。
9.如权利要求6所述的电子装置，其特征在于，由垂直所述散热组件的方向来看，所述散热层为平面状或井字状。
10.如权利要求6所述的电子装置，其特征在于，所述粘着层位于所述散热组件远离所述密封层的表面，或位于所述密封层远离所述散热组件的表面。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023051301A1 (zh) * 2021-09-28 2023-04-06 Tcl科技集团股份有限公司 封装结构、封装方法及显示装置

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