CN211580515U - 导热垫片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种导热垫片，包括纵向导热层和导热复合层，所述纵向导热层内嵌设有所述导热复合层，所述导热复合层包括横向导热层和相变导热层，所述横向导热层的表面设有所述相变导热层。可以理解的，本实用新型的技术方案能够实现电子元器件的均匀散热。

Description

导热垫片

技术领域

本实用新型涉及导热结构技术领域，特别涉及一种导热垫片。

背景技术

随着电子元器件集成化的提高，电子元器件的功率密度不断增大，电子元器件的发热量也随之急剧增加，其工作环境向高温方向变化。高温会对电子元器件的稳定性、可靠性和寿命产生不利影响，因此，及时有效的将多余热量散发出去是改善电子元器件使用性能的重要因素。通常情况下，电子元器件是通过设置的导热垫片以此实现热量的转移，达到散热效果。目前，广泛使用的导热垫片为硅橡胶导热垫片，硅橡胶导热垫片具有优异的纵向导热性能，然而，其横向导热存在明显不足，导致硅橡胶导热垫片热量集中，无法实现电子元器件的均匀散热。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种导热垫片，旨在实现电子元器件的均匀散热。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种导热垫片，包括纵向导热层和导热复合层，所述纵向导热层内嵌设有所述导热复合层，所述导热复合层包括横向导热层和相变导热层，所述横向导热层的表面设有所述相变导热层。

优选的，所述导热复合层包括两所述相变导热层，两所述相变导热层之间夹设有所述横向导热层。

优选的，所述相变导热层背离所述横向导热层的表面设有插接部，所述纵向导热层设有与所述插接部配合的插接槽，所述插接部插设于所述插接槽。

优选的，所述插接槽的槽底宽度大于所述插接槽的槽口宽度。

优选的，所述横向导热层面向所述相变导热层的表面设有第一锯齿结构，所述相变导热层面向所述横向导热层的表面设有第二锯齿结构，所述第一锯齿结构与所述第二锯齿结构啮合。

优选的，所述导热复合层的表面设有贯穿所述导热复合层的穿孔，所述纵向导热层填充所述穿孔。

优选的，所述相变导热层包括树脂基体和若干导热颗粒，若干所述导热颗粒分散于所述树脂基体。

优选的，所述纵向导热层包括硅胶基体和若干碳纤维，若干所述碳纤维分散于所述硅胶基体。

优选的，所述横向导热层为金属层、石墨层或石墨烯层。

优选的，所述纵向导热层的至少一表面设有粘结层。

在本实用新型的技术方案中，导热垫片包括纵向导热层和导热复合层，所述纵向导热层内嵌设有所述导热复合层，所述导热复合层包括横向导热层和相变导热层，所述横向导热层的表面设有所述相变导热层。这样，相变导热层位于纵向导热层与横向导热层之间，当导热垫片设置于电子元器件的热源与散热元件之间时，热源散发的热量在由纵向导热层经过相变导热层传导至横向导热层的过程中，相变导热层吸收所传导的热量由原来的固态向粘流态转变，使得相变导热层紧密贴合于纵向导热层与横向导热层，以此减小了纵向导热层与横向导热层之间的接触热阻，如此，纵向导热层所传导的热量能够高效传导至横向导热层，横向导热层横向传导热量，以此使得集中传导的热量均匀分散开，这样，均匀分散后的热量再由纵向导热层传导至散热元件，从而解决了导热垫片局部热能过高的问题，达到了均匀散热的效果。可以理解的，本实用新型的技术方案能够实现电子元器件的均匀散热。

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为本实用新型导热垫片一实施例的结构示意图；

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	导热垫片	211	第一锯齿结构
100	纵向导热层	220	相变导热层
				101	插接槽	221	插接部
200	导热复合层	222	第二锯齿结构
				201	穿孔	300	粘结层
210	横向导热层

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导热垫片1，旨在实现电子元器件的均匀散热。

参见图1所示，在本实用新型一实施例中，一种导热垫片1包括纵向导热层100和导热复合层200，所述纵向导热层100内嵌设有所述导热复合层200，所述导热复合层200包括横向导热层210和相变导热层220，所述横向导热层210表面设有所述相变导热层220。

在本实用新型的技术方案中，包括纵向导热层100和导热复合层200，所述纵向导热层100内嵌设有所述导热复合层200，所述导热复合层200包括横向导热层210和相变导热层220，所述横向导热层210表面设有所述相变导热层220。这样，相变导热层220位于纵向导热层100与横向导热层210之间，当导热垫片1设置于电子元器件的热源与散热元件之间时，热源散发的热量在由纵向导热层100经过相变导热层220传导至横向导热层210的过程中，相变导热层220吸收所传导的热量由原来的固态向粘流态转变，使得相变导热层220紧密贴合于纵向导热层100与横向导热层210，以此减小了纵向导热层100与横向导热层210之间的接触热阻，如此，纵向导热层100所传导的热量能够高效传导至横向导热层210，横向导热层210横向传导热量，以此使得集中传导的热量均匀分散开，这样，均匀分散后的热量再由纵向导热层100传导至散热元件，从而解决了导热垫片1局部热能过高的问题，达到了均匀散热的效果。可以理解的，本实用新型的技术方案能够实现电子元器件的均匀散热。另外，所述相变导热层220可以设置于横向导热层210的上表面，也可以设置在横向导热层210的下表面，还可以在横向导热层210的上表面和下表面均设置相变导热层220，用于减少横向导热层210与纵向导热层200之间的接触热阻，本实用新型不受限于此，以上相变导热层220的设置方式均在本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，所述相变导热层220包括树脂基体和导热颗粒，所述相变导热层220采用相变导热材料制备得到，所述相变导热材料属于现有技术，所述相变导热材料的制备原料包括聚合物树脂、导热颗粒和引发剂，所述聚合物树脂在引发剂的诱发下发生交联反应，形成空间网络结构，将导热颗粒紧密连接在一起。在开始热传导时，相变导热层220为固态，此时导热颗粒在相变导热层220中的空间位置相对固定，纵向导热层100和横向导热层210之间没有充分贴合，导热效率低。随着温度升高，达到相变导热层220的相变温度后，相变导热层220中的交联的聚合物树脂发生软化，相变导热层220由固态转变成粘流态，相变导热层220中的导热颗粒也具有了流动性，导热颗粒填充纵向导热层100与横向导热层210之间的间隙，以此减小了导热垫片1的接触热阻，大大提高了导热效率。当然，所述树脂基体可以选自丙烯酸类树脂基体或者环氧树脂基体，所述树脂基体的相变温度为40℃～60℃之间，以此能够保证了相变导热材料的相变导热性能。

参见图1所示，在本实用新型一实施例中，所述导热复合层200包括两所述相变导热层220，两所述相变导热层220之间夹设有所述横向导热层210。当然，为了进一步减少导热垫片1的接触热阻，提高导热效率，本实用新型所述导热垫片1包括两所述相变导热层220，两所述相变导热层220分别设置横向导热层210的两表面，以此进一步提高导热效率，保证了将热源的所散热的热量传导至散热元件，提高了对电子元器件的散热效果。

参见图1所示，在本实用新型一实施例中，所述相变导热层220背离所述横向导热层210的表面设有插接部221，所述纵向导热层100设有与所述插接部221配合的插接槽101，所述插接部221插设于所述插接槽101。需要说明的是，本实用新型实施例在纵向导热层100的表面设置插接槽101，相变导热层220的表面设置插接部221，插接部221插设于插接槽101，以此通过插接槽101和插接部221的设置增加了纵向导热层100与相变导热层220之间的接触面积，提高了导热垫片1的导热效率。

参见图1所示，在本实用新型一实施例中，所述插接槽101的槽底宽度大于所述插接槽101的槽口宽度。本实用新型设置槽底宽度大于槽口宽度的插接槽101，所述相变导热层220可以通过将相变导热层220的粉体涂覆于插接槽101而压制成型得到，这样，所成型的相变导热层220稳定插设于插接槽101，以此提高了相变导热层220与纵向导热层100结合的稳定性，保证了相变导热层220与纵向导热层100之间的有效热量传导。

参见图1所示，在本实用新型一实施例中，所述横向导热层210面向所述相变导热层220的表面设有第一锯齿结构211，所述相变导热层220面向所述横向导热层210的表面设有第二锯齿结构222，所述第一锯齿结构211与所述第二锯齿结构222啮合。需要说明的是，本实用新型实施例在横向导热层210面的表面设置第一锯齿结构211，相变导热层220的表面设置第二锯齿形结构，如此，使得相变导热层220通过第一锯齿形结构和第二锯齿形结构插设于所述横向导热层210，所述第一锯齿结构211和第二锯齿形可以为三角形，也可以为圆弧形，以此增加了横向导热层210与相变导热层220之间的接触面积，再次提高了导热效率。

参见图1所示，在本实用新型一实施例中，所述导热复合层200的表面设有贯穿所述导热复合层200的穿孔201，所述纵向导热层100填充所述穿孔201。需要说明的是，本实用新型实施例穿孔201的设置，一方面增加了纵向导热层100与横向导热层210之间的接触面积，以此保证了纵向导热层100与横向导热层210之间热量的传导效率，另一方面通过横向导热层210的纵向导热层100的设置，保证了导热垫片1的整体性和稳定性，从而在不影响纵向导热的前提下显著提高了导热垫片1横向导热效果，进一步提高了导热垫片1的导热能力。

参见图1所示，在本实用新型一实施例中，所述相变导热层220包括树脂基体和若干导热颗粒，若干所述导热颗粒分散于所述树脂基体。随着温度升高，达到相变导热层220的相变温度后，相变导热层220中的交联的聚合物树脂发生软化，相变导热层220由固态转变成粘流态，相变导热层220中的导热颗粒也具有了流动性，导热颗粒填充纵向导热层100与横向导热层210之间的间隙，以此减小了导热垫片1的接触热阻，大大提高了导热效率。优选的，所述导热颗粒为氧化铝颗粒、碳化硅颗粒、氧化镁颗粒或氮化硼颗粒。氧化铝、碳化硅、氧化镁和氮化硼均为高介电常数的导热绝缘材料，以此通过导热颗粒的加入能够增强相变导热层220的导热性能，从而将热源所散发的热量传导至散热元件，实现了热量的转移，增强了导热垫片1的导热效果。更优的，所述导热颗粒选自球形氧化铝颗粒。球形氧化铝的介电常数高，是最好的导热绝缘材料，能够耐高温，具有良好的表面润滑性。当球形氧化铝颗粒填充于树脂基体时，球形氧化铝颗粒能够高效将热源所散发的热量传导出去，以此增强树脂基体的导热效果，提高了对电子元器件的散热性能。

参见图1所示，在本实用新型一实施例中，所述纵向导热层100包括硅胶基体和若干导热粒子，若干所述导热粒子填充于所述硅胶基体内。所述导热粒子可以为氧化铝颗粒、碳化硅颗粒、氧化镁颗粒、氮化硼颗粒、碳纤维中一种，本实用新型实施例通过填充于硅胶基体的导热粒子纵向取向，这样，增强了纵向导热层100在厚度方向的导热性能。在热量的传导过程中，纵向导热层100能够将热源散发的热量沿厚度方向传导至横向导热层210后再由纵向导热层100传导至散热元件，以此增强了热量在厚度方向的传导，从而将热源的热量转移至散热元件，增强了电子元器件的散热效果。优选的，所述导热粒子为碳纤维，所述碳纤维不仅具有高导热性，而且碳纤维作为填料还可以增强纵向导热层100的强度，以此提高导热垫片1的机械性能。

参见图1所示，在本实用新型一实施例中，所述横向导热层210为金属层、石墨层或石墨烯层。相比于现有导热垫片1，金属层、石墨层或石墨烯层的设置，导热垫片1不仅在热源和散热元件的垂直方向上传导热量，而且还实现了热量的横向传导，以此实现了热量的均匀分散，热量均匀分散后再由纵向导热层100传导至散热元件，这就解决了导热垫片1局部热能过高的问题，从而通过横向导热实现了热量的均匀传导，以此达到了均匀散热的效果。

参见图1所示，在本实用新型一实施例中，所述纵向导热层100的至少一表面设有粘结层300。补充说明，粘结层300采用粘性高分子材料制备而成，其中，粘性高分子可以为有机硅橡胶、丙烯酸树脂或环氧树脂中的一种或几者的混合物。这样，通过粘性高分子材料形成的粘结层300具有粘性，如此，无需使用额外的粘结胶带就可以实现导热垫片1与热源之间的安装定位，减少了安装工序。优选的，粘结层300的厚度为0.2mm至0.4mm之间，以此在保证导热垫片1导热性能的基础上，提高了导热垫片1与热源粘结的稳定性。当然，为了保证导热垫片1与热源和散热元件贴合的紧密性，所述纵向导热层100的两表面均设有所述粘结层300，通过两所述粘结层300以此将导热垫片1粘结固定于热源和散热元件之间，以此保证了导热垫片1与热源和散热元件安装固定的紧密性，减小了热源与散热元件之间热作，从而提高了导热效率。

参见图1所示，在本实用新型一实施例中，所述纵向导热层100的厚度均大于所述横向导热层210的厚度，且大于所述相变导热层220的厚度。本实用新型实施例通过设置较厚的纵向导热层100，纵向导热层100为柔软层，这样，使得形成的导热垫片1不仅具有良好的导热性能，能够有效实现热量传导，而且保证了导热垫片1的柔软性。如此，导热垫片1能够紧密贴合于热源和散热元件之间，有效将热源所散热的热量传导至散热元件，以此进一步提高了热源的导热性能。

参见图1所示，在本实用新型一实施例中，所述导热垫片1的厚度为2.7mm至4.2mm之间。具体来说，所述横向导热层210的厚度为0.4mm至0.6mm之间，所述纵向导热层100的厚度为1.5mm至2.0mm之间，两所述相变导热层220的厚度均为0.2mm至0.4mm之间，两所述粘结层300的厚度均为0.2mm至0.4mm之间。本实用新型实施例通过调节导热垫片1的厚度，不仅保证了所制备导热垫片1的柔软性，而且使得导热垫片1能够有效将热源发出的热量传导至散热元件，保证了热量的高效均匀传导，以此增强了散热效果。

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)

1.一种导热垫片，其特征在于，包括纵向导热层和导热复合层，所述纵向导热层内嵌设有所述导热复合层，所述导热复合层包括横向导热层和相变导热层，所述横向导热层的表面设有所述相变导热层。

2.如权利要求1所述的导热垫片，其特征在于，所述导热复合层包括两所述相变导热层，两所述相变导热层之间夹设有所述横向导热层。

3.如权利要求1所述的导热垫片，其特征在于，所述相变导热层背离所述横向导热层的表面设有插接部，所述纵向导热层设有与所述插接部配合的插接槽，所述插接部插设于所述插接槽。

4.如权利要求3所述的导热垫片，其特征在于，所述插接槽的槽底宽度大于所述插接槽的槽口宽度。

5.如权利要求1所述的导热垫片，其特征在于，所述横向导热层面向所述相变导热层的表面设有第一锯齿结构，所述相变导热层面向所述横向导热层的表面设有第二锯齿结构，所述第一锯齿结构与所述第二锯齿结构啮合。

6.如权利要求1所述的导热垫片，其特征在于，所述导热复合层的表面设有贯穿所述导热复合层的穿孔，所述纵向导热层填充所述穿孔。

7.如权利要求1至6中任一项所述的导热垫片，其特征在于，所述相变导热层包括树脂基体和若干导热颗粒，若干所述导热颗粒分散于所述树脂基体。

8.如权利要求1至6中任一项所述的导热垫片，其特征在于，所述纵向导热层包括硅胶基体和若干碳纤维，若干所述碳纤维分散于所述硅胶基体。

9.如权利要求1至6中任一项所述的导热垫片，其特征在于，所述横向导热层为金属层、石墨层或石墨烯层。

10.如权利要求1至6中任一项所述的导热垫片，其特征在于，所述纵向导热层的至少一表面设有粘结层。

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