CN210671097U - 散热垫片及电子元器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种散热垫片及电子元器件，所述散热垫片包括第一纵向导热层、相变层、横向导热层及第二纵向导热层，所述横向导热层与所述第一纵向导热层相对设置，所述第一纵向导热层与所述横向导热层之间形成有封闭腔体，所述封闭腔体内填充有相变材料，以形成所述相变层，所述第二纵向导热层设于所述横向导热层背离所述相变层的表面。可以理解的，本实用新型的技术方案能够提高电子元器件的散热。

Description

散热垫片及电子元器件

技术领域

本实用新型涉及散热结构技术领域，特别涉及一种散热垫片及应用该散热垫片的电子元器件。

背景技术

随着电子元器件向微型化、多功能化、集成化不断的发展，电子元器件的功率密度不断增大，发热量也迅速增加，其工作环境急剧向高温方向变化。通常电子元器件温度每增加2℃，其可靠性下降10％左右，因此，及时有效的将多余热量传递出去是改善其使用寿命的重要因素。为了加快散热，一般情况下，在热源和散热器之间要设置散热垫片，通过散热垫片将热源产生的热量传导至散热器，以此达到散热的效果。然后，现有散热垫片只是将热源所散发的热量纵向传导至散热器，由于纵向传导的热量比较集中没有发散开，使得散热器无法充分散热，达不到电子元器件的散热要求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种散热垫片，旨在提高电子元器件的散热。

为实现上述目的，本实用新型提出的散热垫片，包括第一纵向导热层、相变层、横向导热层及第二纵向导热层，所述横向导热层与所述第一纵向导热层相对设置，所述第一纵向导热层与所述横向导热层之间形成有封闭腔体，所述封闭腔体内填充有相变材料，以形成所述相变层，所述第二纵向导热层设于所述横向导热层背离所述相变层的表面。

可选地，所述第一纵向导热层和所述横向导热层之间设有粘结层，所述粘结层夹设于所述第一纵向导热层和所述横向导热层之间，所述粘结层、所述第一纵向导热层及所述横向导热层围合形成所述封闭腔体。

可选地，所述第一纵向导热层包括硅胶基体和若干导热颗粒，若干所述导热颗粒分散于所述硅胶基体中；

且/或，所述第二纵向导热层包括硅胶基体和若干导热颗粒，若干所述导热颗粒分散于所述硅胶基体中。

可选地，所述导热颗粒为氮化硼颗粒。

可选地，所述氮化硼颗粒的粒径为30μm到300μm。

可选地，所述横向导热层为石墨层、石墨烯层、碳纤维层或氮化硼层：

且/或，所述相变层为镓铟合金层。

可选地，所述散热垫片为圆形或者方形。

可选地，所述散热垫片的厚度为2.6mm～3.4mm。

本实用新型还提出一种电子元器件，包括热源、散热器及上述的散热垫片，所述散热垫片设置于所述热源与所述散热器之间。

可选地，所述第一纵向导热层背离所述相变层的表面贴合于所述热源，所述第二纵向导热层背离所述横向导热层的表面贴合于所述散热器。

在本实用新型的技术方案中，散热垫片包括第一纵向导热层、相变层、横向导热层及第二纵向导热层，所述横向导热层与所述第一纵向导热层相对设置，所述第一纵向导热层与所述横向导热层之间形成有封闭腔体，所述封闭腔体内填充有相变材料，以形成所述相变层，所述第二纵向导热层设于所述横向导热层背离所述相变层的表面。当散热垫片应用于电子元器件时，散热垫片设置于热源与散热器之间，热源散发出来的热量经过纵向传导至横向导热层，横向导热层横向传导热量，以使热量均匀分散，这样当热量再纵向传导至散热器时，从而增大了散热面积，以此提高了散热器的散热效果。并且，第一纵向导热层与横向导热层之间设有相变层，相变层能有效吸收热量和释放热量，加快了第一纵向导热层与横向导热层之间的热量传导。可以理解的，本实用新型的技术方案能够提高电子元器件的散热。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型散热垫片一实施例的结构示意图；

附图标号说明：

标号	名称	名称	标号
				100	散热垫片	130	横向导热层
110	第一纵向导热层	140	第二纵向导热层
				120	相变层	150	粘结层

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

本实用新型提出一种散热垫片100。

参见图1，在本实用新型实施例中，散热垫片100包括第一纵向导热层110、相变层120、横向导热层130及第二纵向导热层140，所述横向导热层130与所述第一纵向导热层110相对设置，所述第一纵向导热层110与所述横向导热层130之间形成有封闭腔体，所述封闭腔体内填充有相变材料，以形成所述相变层120，所述第二纵向导热层140设于所述横向导热层130背离所述相变层120的表面。

在本实用新型的技术方案中，散热垫片100包括第一纵向导热层110、相变层120、横向导热层130及第二纵向导热层140，所述横向导热层130与所述第一纵向导热层110相对设置，所述第一纵向导热层110与所述横向导热层130之间形成有封闭腔体，所述封闭腔体内填充有相变材料，以形成所述相变层120，所述第二纵向导热层140设于所述横向导热层130背离所述相变层120的表面。当散热垫片100应用于电子元器件时，散热垫片100设置于热源与散热器之间，热源散发出来的热量经过纵向传导至横向导热层130，横向导热层130横向传导热量，以使热量均匀分散，这样当热量再纵向传导至散热器时，从而增大了散热面积，以此提高了散热器的散热效果。并且，第一纵向导热层110与横向导热层130之间设有相变层120，相变层120能有效吸收热量和释放热量，加快了第一纵向导热层110与横向导热层130之间的热量传导。可以理解的，本实用新型的技术方案能够提高电子元器件的散热。

需要说明的是，第一纵向导热层110和第二纵向导热层140能够沿厚度方向纵向传导热量。第一纵向导热层110和第二纵向导热层140内分散有导热颗粒，可以通过磁场力或者挤出成型工艺使第一纵向导热层110和第二纵向导热层140内的导热颗粒纵向取向，以此达到纵向传导热量的效果。横向导热层130能够在水平方向横向传导热量，这样，可以直接采用能够横向传导热量的材料作为横向导热层130，比如，石墨层、石墨烯层、碳纤维层、氮化硼层等等。本实用新型实施例不受限于此，以上不同的横向导热材料均在本实用新型的保护范围之内。

在本实用新型一实施例中，所述第一纵向导热层110和所述横向导热层130之间设有粘结层150，所述粘结层150夹设于所述第一纵向导热层110和所述横向导热层130之间，所述粘结层150、所述第一纵向导热层110及所述横向导热层130围合形成所述封闭腔体。本实用新型实施例通过在第一纵向导热层110和横向导热层130之间设置粘结层150，粘结层150的一表面粘结于第一纵向导热层110，粘结层150的另一表面粘结于横向导热层130，从而形成封闭腔体，这样，相变材料可以填充在封闭腔体内，当相变材料吸收热量发生相变时，有效防止向相变材料外流，从而提高了相变层120的结构稳定性，保证了散热垫片100的导热效果。当然，为了保证热量有效传导，优选的，所述粘结层150可以采用导热粘结层，这样，传导至第一纵向导热层110的热量能够有效从粘结层150传导至横向导热层130，以此进一步增大了热量传导，提高了散热垫片100的导热效果。

在本实用新型一实施例中，所述第一纵向导热层110包括硅胶基体和若干导热颗粒，若干所述导热颗粒分散于所述硅胶基体中；且/或，所述第二纵向导热层140包括硅胶基体和若干导热颗粒，若干所述导热颗粒分散于所述硅胶基体中。本实用新型实施例通过使填充于硅胶基体的导热颗粒纵向取向，这样，增强了第一纵向导热层110和第二纵向导热层140在厚度方向的导热系数。在热量的传导过程中，第一纵向导热层110能够将热源散发的热量沿厚度方向传导至相变材料，使得相变材料充分吸收第一纵向导热层110的传导热量；横向导热层130能够吸收相变材料的热量，并进行横向传导，这样保证了热量的均匀分散，再将均匀分散的热量传导至第二纵向导热层140，从而使热量传导至散热器，以此增强了散热效果。

需要说明的是，第一纵向导热层110和第二纵向导热层140均采用硅胶基体材料，在应用于电子元器件时，第一纵向导热层110可以紧密贴合于热源表面，第二纵向导热层140可以紧密贴合于散热器表面，这样，能够有效地将热源所发生的热量传导至散热器，以此提高了散热垫片100的导热性能，增强了电子元器件的散热。

在本实用新型一实施例中，所述导热颗粒为氮化硼颗粒。氮化硼的介电常数为4，是良好的导热绝缘材料，能够耐高温，导热率为石英的十倍，最高能达到33W(m·K)，具有良好的表面润滑性。这样，当氮化硼颗粒填充于硅胶基体时，氮化硼颗粒能够高效地将热源所散发的热量传导至相变材料，以此增强第一纵向导热层110和第二纵向导热层140的导热效果，提高了散热垫片100的散热性能。

在本实用新型一实施例中，所述氮化硼颗粒的粒径为30μm到300μm。不同粒径氮化硼颗粒的导热系数不同，氮化硼的导热系数与氮化硼的粒径有关。优选的，氮化硼颗粒的粒径为120μm。此时，氮化硼颗粒的表面面积大，产生的热阻小，更容易在硅胶基体中形成导热通路，从而进一步提高导热系数，增强导热硅胶层的导热性能。

在本实用新型一实施例中，所述横向导热层130为石墨层、石墨烯层、碳纤维层或者氮化硼层。本实用新型实施例采用石墨层、石墨烯层、碳纤维层或者氮化硼层作为横向导热层130，石墨层、石墨烯层、碳纤维层和氮化硼层能够横向导热，使得传导至横向导热层的热量均匀分散开，以此解决了散热垫片100局部热能过高的问题，实现了热量的均匀传导，提高了散热效果。

在本实用新型一实施例中，所述相变层120为镓铟合金层。采用镓铟合金层作为相变层120，镓铟合金层具有高导热系数，其中，镓铟合金层中铟的摩尔百分含量为20mol％到60mol％，优选的，所述镓铟合金层中铟的摩尔百分含量为25mol％。当热量传导至相变材料时，镓铟合金层受热发生相变，由原来的固体软化成半液态，以此增强了第一纵向导热层110与横向导热层130之间的热量传导，提高了散热垫片100的导热效果。

在本实用新型一实施例中，所述散热垫片100为圆形或者方形。本实用新型实施例中，散热垫片100既可以为圆形结构，也可以为方形结构，以上不用形状的散热垫片100均在本实用新型实施例的保护范围之内。这样，可根据实际需要成型不用形状的散热垫片100，以此增强散热垫片100的适用性。

需要说明的是，本实用新型一实施例中，散热垫片100为方形，第一纵向导热层110的长×宽为20cm×20cm，厚度为0.9mm～1.1mm；相变层120的长×宽为18cm×18cm，厚度为0.4mm～0.6mm；粘结层150为环形结构，粘结层150的环形宽度为1cm，厚度为0.4mm～0.6mm；横向导热层130的长×宽为20cm×20cm，厚度为0.4mm～0.6mm；第二纵向导热层140的长×宽为20cm×20cm，厚度为0.9mm～1.1mm。当然，也可以根据实际需要调节散热垫片100的尺寸大小，本实用新型实施例不受限以此，以上不同尺寸的散热垫片100均在本实用新型的保护范围之内。

在本实用新型一实施例中，所述散热垫片100的厚度为2.6mm～3.4mm。本实用新型实施例通过调节散热垫片100的厚度，使得散热垫片100能够有效将热源发出的热量传导至散热器，保证了热量的高效传导，以此增强了散热效果。

本实用新型还提出一种电子元器件，包括散热垫片100，散热垫片100参照上述实施例，由于电子元器件具备了散热垫片100上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。一种电子元器件，还包括热源和散热器，所述散热垫片100设置于所述热源与所述散热器之间。当散热垫片100应用于电子元器件时，散热垫片100设置于热源与散热器之间，热源散发出来的热量经过纵向传导至横向导热层130，横向导热层130横向传导热量，以使热量均匀分散，这样当热量再纵向传导至散热器时，从而增大了散热面积，以此提高了散热器的散热效果。并且，第一纵向导热层110与横向导热层130之间设有相变层120，相变层120能有效吸收热量和释放热量，这样，加快了第一纵向导热层110与横向导热层130之间的热量传导。可以理解的，本实用新型的技术方案能够提高电子元器件的散热效果。

在本实用新型一实施例中，所述第一纵向导热层110背离所述相变层120的表面贴合于所述热源，所述第二纵向导热层140背离所述横向导热层130的表面贴合于所述散热器。这样，第一纵向导热层110能够将热源散发的热量传导至相变层120，相变层120吸收第一纵向导热层110所传导的热量，并将热量传导至横向导热层130，以此保证了第一纵向导热层110将热量有效传导至横向导热层130，横向导热层130横向传导热量，使得热量均匀分散开，这样，当热量由第二纵向导热层140传导至散热器时，增大了散热面积，进一步提高了散热器的散热效果。当然，热源上可以设置胶粘层，第一纵向导热层110背离所述相变层120的表面通过胶粘层贴合于所述热源，本实用新型实施例不受限于此，以上方式均在本实用新型的保护范围之内。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种散热垫片，其特征在于，包括第一纵向导热层、相变层、横向导热层及第二纵向导热层，所述横向导热层与所述第一纵向导热层相对设置，所述第一纵向导热层与所述横向导热层之间形成有封闭腔体，所述封闭腔体内填充有相变材料，以形成所述相变层，所述第二纵向导热层设于所述横向导热层背离所述相变层的表面。

2.如权利要求1所述的散热垫片，其特征在于，所述第一纵向导热层和所述横向导热层之间设有粘结层，所述粘结层夹设于所述第一纵向导热层和所述横向导热层之间，所述粘结层、所述第一纵向导热层及所述横向导热层围合形成所述封闭腔体。

3.如权利要求1所述的散热垫片，其特征在于，所述第一纵向导热层包括硅胶基体和若干导热颗粒，若干所述导热颗粒分散于所述硅胶基体中；

且/或，所述第二纵向导热层包括硅胶基体和若干导热颗粒，若干所述导热颗粒分散于所述硅胶基体中。

4.如权利要求3所述的散热垫片，其特征在于，所述导热颗粒为氮化硼颗粒。

5.如权利要求4所述的散热垫片，其特征在于，所述氮化硼颗粒的粒径为30μm到300μm。

6.如权利要求1至5中任一项所述的散热垫片，其特征在于，所述横向导热层为石墨层、石墨烯层、碳纤维层或氮化硼层；

且/或，所述相变层为镓铟合金层。

7.如权利要求1至5中任一项所述的散热垫片，其特征在于，所述散热垫片为圆形或者方形。

8.如权利要求1至5中任一项所述的散热垫片，其特征在于，所述散热垫片的厚度为2.6mm～3.4mm。

9.一种电子元器件，其特征在于，包括热源、散热器及权利要求1至8中任一所述的散热垫片，所述散热垫片设置于所述热源与所述散热器之间。

10.如权利要求9所述的电子元器件，其特征在于，所述第一纵向导热层背离所述相变层的表面贴合于所述热源，所述第二纵向导热层背离所述横向导热层的表面贴合于所述散热器。

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