CN216357888U - 散热层结构及电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种散热层结构及电子设备，散热层结构包括：至少一层人工石墨层及至少一层石墨烯膜层，人工石墨层与石墨烯膜层的至少部分层叠设置，其中，人工石墨层的厚度小于等于40μm，石墨烯膜层的厚度大于40μm。本实用新型提供的散热层结构及电子设备，通过将至少一层厚度小于等于40μm的人工石墨层与至少一层厚度大于40μm的石墨烯膜层相互堆叠，使得散热层结构能充分利用人工石墨层和石墨烯膜层在不同厚度下的优势散热性能及成本区间，进而提升了散热性能降低了成本，且能根据实际结构需要自由堆叠，以满足日渐复杂的散热层结构要求。

Description

散热层结构及电子设备

【技术领域】

本实用新型涉及散热技术领域，尤其涉及一种散热层结构，还涉及一种电子设备。

【背景技术】

在手机、平板等电子设备中常需要设置散热层结构散热，现有技术中常采用单一的人工石墨层或者石墨烯膜层进行散热，但是随着电子设备的轻薄化和架构设计复杂化，现有技术中单一人工石墨层或者石墨烯膜层材料难以满足日渐复杂的散热层结构及越来越高的散热要求。

【实用新型内容】

有鉴于此，本申请提供了一种散热层结构，用以解决现有技术中的散热层结构散热效率低的问题。

本实用新型提供一种散热层结构，所述散热层结构包括：至少一层人工石墨层及至少一层石墨烯膜层，所述人工石墨层与所述石墨烯膜层的至少部分层叠设置，其中，所述人工石墨层的厚度小于等于40μm，所述石墨烯膜层的厚度大于40μm。

在一种可能的设计中，所述散热层结构包括多层所述人工石墨层，各所述人工石墨层的厚度值相同或不同。

在一种可能的设计中，所述散热层结构包括多层所述石墨烯膜层，各所述石墨烯膜层的厚度值相同或不同。

在一种可能的设计中，所述人工石墨层的厚度值为17μm、25μm或40μm。

在一种可能的设计中，所述散热层结构还包括第一粘合层，

所述第一粘合层设置于相邻的两层所述人工石墨层之间；或，

所述第一粘合层设置于相邻的两层所述石墨烯膜层之间；或，

所述第一粘合层设置于相邻的所述人工石墨层与所述石墨烯膜层之间。

在一种可能的设计中，所述第一粘合层为双面胶。

在一种可能的设计中，所述第一粘合层的厚度为0μm～10μm，且不包括0μm。

在一种可能的设计中，所述散热层结构还包括绝缘保护层，所述绝缘保护层设置于所述散热层结构的外表面。

在一种可能的设计中，所述绝缘保护层为PET膜。在一种可能的设计中，所述绝缘保护层的厚度值为0μm～15μm，且不包括0μm。

在一种可能的设计中，所述散热层结构还包括第二粘合层，所述第二粘合层设置于所述散热层结构的外表面。

在一种可能的设计中，所述第二粘合层的厚度为0μm～20μm，且不包括0μm。

在一种可能的设计中，所述多层人工石墨层层叠设置于所述石墨烯膜层的同一侧表面。

在一种可能的设计中，所述多层人工石墨层分别设置于所述石墨烯膜层的两侧表面。

本实用新型还提供一种电子设备，所述电子设备包括上述任一项所述的散热层结构。

采用上述技术方案后，有益效果是：

本实用新型提供的散热层结构及电子设备，通过将至少一层厚度小于等于40μm的人工石墨层与至少一层厚度大于40μm的石墨烯膜层相互堆叠，使得散热层结构能充分利用人工石墨层和石墨烯膜层在不同厚度下的优势散热性能区间，进而提升了散热性能，且能根据实际结构需要自由堆叠，以满足日渐复杂的散热层结构要求。

本申请实施例的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请实施例的目的和其他优点在说明书以及附图所特别指出的结构来实现和获得。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的手机的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的散热层结构的结构示意图(一)；

图3为本申请实施例提供的人工石墨与石墨烯的厚度-导热率曲线图；

图4为本申请实施例提供的散热层结构的结构示意图(二)；

图5为本申请实施例提供的散热层结构的结构示意图(三)；

图6为本申请实施例提供的散热层结构的结构示意图(四)；

图7为本申请实施例提供的散热层结构的结构示意图(五)；

图8为本申请实施例提供的散热层结构的结构示意图(六)；

图9为本申请实施例提供的散热层结构的结构示意图(七)；

图10为本申请实施例提供的散热层结构的结构示意图(八)。

附图标记：

100、散热层结构；

200、主板；

300、中框；

400、后壳；

1、人工石墨层；

2、石墨烯膜层；

3、第一粘合层；

4、绝缘保护层；

5、结构件；

6、第二粘合层。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

【具体实施方式】

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

下面根据本申请实施例提供的散热层结构的结构，对其具体实施例进行说明。

散热层结构100是应用于手机、电脑等电子设备中常见的导热结构，以手机为例，如图1所示为本申请实施例提供的手机的结构示意图。手机包括设置有芯片的主板200及具有一定散热能力的后壳400，散热层结构100可以设置于后壳400与主板200之间以将主板200上的热量传导至后壳400上，在主板200与后壳400之间也可以设置有中框300，散热层结构100可以贴合于中框300上将热量传递至后壳400，进而提高手机的散热能力。

散热层结构100用于将电子设备内部产生的热量传导至外部，其通常由多层散热材料堆叠而成，而人工石墨与石墨烯则是最常用的散热材料，石墨烯具有二维晶体结构，它的晶体是一种由碳原子紧密排列成六边型，呈蜂巢晶格的二维晶体，即石墨的单原子层薄片。人工石墨是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构。可以采用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、原子力显微镜(AFM)、拉曼光谱(RAMAN)、紫外光谱(UV)、X射线光电子能谱(XPS)等成分检测手段区分人工石墨与石墨烯。可以采用扫描电镜(SEM)观察人工石墨层或者石墨烯膜层的断面微观结构来区分人工石墨层与石墨烯膜层。在常规的散热层结构100中一般采用二者中的一种作为散热层结构100的材料。在普遍的认识中，一般认为石墨烯的导热性能要高于人工石墨，但是，申请人经过大量实验和分析发现：在厚度值小于40μm的尺度下，人工石墨的导热性能大于石墨烯的导热性能，在厚度值大于40μm的尺度下，石墨烯的导热性能大于人工石墨的导热性能。

人工石墨与石墨烯的厚度-导热率曲线图如图3所示。综上可知，厚度值小于40μm是人工石墨的导热优势区间，厚度值大于40μm是石墨烯的导热优势区间，如此，选用厚度值小于40μm的人工石墨层1及厚度值大于40μm的石墨烯膜层2进行堆叠以组成散热层结构100即可最大程度上利用两种材料的导热能力，进而得到导热效果好的散热层结构100，以提高电子设备的散热能力。

有鉴于此，本实用新型提供一种散热层结构100，该散热层结构100可以应用于手机、电脑等电子设备中，散热层结构100包括至少一层人工石墨层1及至少一层石墨烯膜层2，人工石墨层1与石墨烯膜层2的至少部分层叠设置，其中，人工石墨层1的厚度小于等于40μm，石墨烯膜层2的厚度大于40μm。

人工石墨层1与石墨烯膜层2均为常见的均热性好的导热材料，人工石墨层1可以由PI膜(Polyimide Film，聚酰亚胺薄膜)制备，人工石墨层1的厚度规格可以为2μm、5μm、8μm、10μm、12μm、15μm、17μm、20μm、22μm、25μm、30μm、35μm或40μm等，也可以根据需要定制其它规格。而石墨烯膜层2同样可以根据需要定制，需要说明的是，石墨烯膜层2由大片石墨烯交错垒叠形成，与石墨烯涂层不同，该石墨烯膜具有更好柔韧性及更强的机械性能。

在其中一个实施例中，石墨烯膜层2的厚度值在40μm到180μm之间，具体可以是45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、120μm、140μm、160μm、180μm等。散热层结构100中人工石墨层1及石墨烯膜层2的具体选用数量及二者之间的具体堆叠方式可以根据实际情况灵活选用，在此不对散热层结构100的具体组合形式进行限定，需要注意的是，当散热层结构100中存在多层人工石墨层1时，各人工石墨层1的厚度值可以相同或不同，同理，当散热层结构100中存在多层石墨烯膜层2时，各石墨烯膜层2的厚度值可以相同或不同，如此，在进行散热层结构100设计时可以根据不同厚度的人工石墨层1及不同厚度的石墨烯膜层2各自的成本价格及导热能力灵活选用，降低了设计难度。

在其中一个实施例中，散热层结构100还包括第一粘合层3，第一粘合层3的厚度可以为0μm～10μm，且不包括0μm，具体可以是1μm、1.5μm、1.8μm、2μm、2.3μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm等，在此不做限定。在其他实施例中，第一粘合层3的厚度也可以大于10μm，第一粘合层3可以是导热性能好的双面胶、胶水或其他可粘接的粘结剂等，双面胶可以是以纸、布、塑料薄膜、弹性体型压敏胶或树脂型压敏胶制成的卷状胶粘带，其两面都有粘贴能力。第一粘合层3可以设置于相邻的两层人工石墨层1之间，第一粘合层3也可以设置于相邻的两层石墨烯膜层2之间，第一粘合层3还可以设置于相邻的人工石墨层1与石墨烯膜层2之间。通过上述设置，第一粘合层3可以将其两面的层结构粘合，在粘合散热层结构100的同时起到了导热的作用，进而提高了散热层结构100的整体性及结构强度。在其中一个实施例中，散热层结构100还包括绝缘保护层4，绝缘保护层4的厚度值可以为0μm～15μm，且不包括0μm，具体可以是1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、12μm、14μm、15μm等，在此不做限定。绝缘保护层4设置于散热层结构100的外表面，该外表面即为散热层结构100各层互相堆叠方向上最外层的表面具体地，绝缘保护层4可以为PET(polyethylene terephthalate)膜，通过在散热层结构100的外表面设置绝缘保护层4可以提高散热层结构100的绝缘性，防止电子设备的内部与散热层结构100接触的部件短路，还能提高了散热层结构100在电子设备内的稳定性。需要说明的是，绝缘保护层4也具有导热性，其不会影响整体散热层结构的散热。

在其中一个实施例中，如图4所示，散热层结构100还包括第二粘合层6，第二粘合层6设置于散热层结构100的外表面，第二粘合层的厚度为0μm～20μm，且不包括0μm，具体可以是1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm、12μm、14μm、15μm、18μm、20μm等，在此不做限定。第二粘合层也可以称为包边双面胶，其可以设置于散热层结构100的任意外表面，第二粘合层可以是双面胶、胶水层等，第二粘合层可以与外部的结构粘合，以使散热层结构100固定于外部结构上。

因为散热层结构100应用于电子设备的内部时，电子设备的内部需要由散热层结构100进行填充的空间可能是规则的长方体空间也可能是不规则的空间，所以散热层结构100中的人工石墨层1与石墨烯膜层2的至少部分层叠设置。

以下给出部分实施例：

实施例一：

如图2所示，为一种散热层结构100，其包括依次从上至下依次堆叠的绝缘保护层4、石墨烯膜层2、第一粘合层3、人工石墨层1、第一粘合层3、人工石墨层1及第一粘合层3，需要注意的是，本散热层结构100与结构件5贴合的第一粘合层3也可以替换成第二粘合层6，以适应不同的需求。散热层结构100中的两层人工石墨层1设置有缺口，该缺口和结构件5的凸起相对应，结构件5可以是手机的中框或者芯片等热量较为集中的部分，如此，该散热层结构100可以相适应地贴合于结构件5上，进而保证散热层结构100与结构件5充分接触以提高散热能力。

从图2中可以看出，两层人工石墨层1的厚度不同，当两层人工石墨层1的厚度之和叠加上两层第一粘合层3的厚度之和与结构件5凸起的高度相同时，即可保证该散热层结构100可以相适应地贴合于结构件5上。在一些表面不平整的结构件5上，本申请的散热层结构能够更好地适应、贴合。

以下给出实施例一种各层结构的厚度示意值，绝缘保护层4厚度10μm、石墨烯膜层2厚度80μm、第一粘合层3厚度10μm、人工石墨层1厚度25μm、第一粘合层3厚度5μm、人工石墨层1厚度17μm及第一粘合层3厚度10μm。而结构件5凸起的高度为57μm，如此，散热层结构100可以平整地贴附于结构件5上。

实施例二：

如图4所示，为一种散热层结构100，其包括依次从上至下依次堆叠的第二粘合层6、人工石墨层1、第一粘合层3、石墨烯膜层2及绝缘保护层4，从本实施例中可以看出，第一粘合层3可以将人工石墨层1与石墨烯膜层2粘合在一起，而外侧的绝缘保护层4可以提高散热层结构100的绝缘性能。

在本实施例中，人工石墨层1的厚度小于40μm，石墨烯膜层2的厚度大于40μm，在同样总厚度的前提条件下与双层人工石墨层1及双层石墨烯膜层2的散热层结构100相比，本实施例中的散热层结构100的导热能力更强，且成本更低。

实施例三：

如图5所示，与实施例二相比，实施例三的区别在于其人工石墨层1及第二粘合层6部分缺失以配合结构件5的凸起结构，结构件5包括相连接的第一厚度区域及第二厚度区域，第二厚度区域的厚度大于第一厚度区域的厚度，则第二厚度区域相对于第一厚度区域凸起的部分即为前述凸起结构，使得散热层结构100可以平整地贴附于结构件5上，进而提高散热层结构100的散热效果。

实施例四：

如图6所示，与实施例二相比，实施例四的区别在于其石墨烯膜层2及第二粘合层6部分缺失以配合结构件5的凸起结构，使得散热层结构100可以平整地贴附于结构件5上，进而提高散热层结构100的散热效果。

实施例五：

如图7所示的一种散热层结构100，其包括依次从上至下依次堆叠的第二粘合层6、人工石墨层1、第一粘合层3、人工石墨层1、第一粘合层3、石墨烯膜层2及绝缘保护层4。在本实施例中采用了两层人工石墨层1，此两层人工石墨层1的厚度可以相同或者不同，设置两层人工石墨层1的目的是为了在人工石墨层1厚度可选值数量少的前提下，通过组合多种相同或者不同厚度的人工石墨层1以满足不同的散热层结构100厚度需求，进而提高散热层结构100的适用范围。

实施例六：

如图8所示的一种散热层结构100，其包括依次从上至下依次堆叠的第二粘合层6、人工石墨层1、第一粘合层3、石墨烯膜层2、第一粘合层3、人工石墨层1及绝缘保护层4。与实施例五相比，本实施例中的散热层结构100其两层人工石墨层1分别设置于石墨烯膜层2的两侧表面。

实施例七：

如图9所示的一种散热层结构100，其包括依次从上至下依次堆叠的第二粘合层6、石墨烯膜层2、第一粘合层3、人工石墨层1、第一粘合层3、石墨烯膜层2及绝缘保护层4。与实施例五的目的类似，在本实施例中采用了两层石墨烯膜层2，此两层石墨烯膜层2的厚度可以相同或者不同，设置两层石墨烯膜层2的目的是为了在石墨烯膜层2可选值数量少的前提下，通过组合多种相同或者不同厚度的石墨烯膜层2以满足不同的散热层结构100厚度需求，进而提高散热层结构100的适用范围。

实施例八：

如图10所示的一种散热层结构100，其包括依次从上至下依次堆叠的第二粘合层6、人工石墨层1、第一粘合层3、人工石墨层1、第一粘合层3、石墨烯膜层2、第一粘合层3、石墨烯膜层2及绝缘保护层4。

可以理解，与实施例五及实施例七的目的相同，本实施例中采用了两层石墨烯膜层2及两层人工石墨层1，此两层人工石墨层1的厚度可以相同或者不同，此两层石墨烯膜层2的厚度可以相同或者不同，通过组合多种相同或者不同厚度的石墨烯膜层2或人工石墨层1以满足不同的散热层结构100厚度需求，进而提高散热层结构100的适用范围。

本实用新型还提供一种电子设备，电子设备包括上述任一项的散热层结构100，其显然具有上述散热层结构100的优点。

本实用新型中的散热层结构100及电子设备的优点是：

本实用新型提供的散热层结构100及电子设备，通过将至少一层厚度小于等于40μm的人工石墨层1与至少一层厚度大于40μm的石墨烯膜层2相互堆叠，使得散热层结构100能充分利用人工石墨层1和石墨烯膜层2在不同厚度下的优势散热性能区间，进而提升了散热性能，且能根据实际结构需要自由堆叠，以满足日渐复杂的散热层结构100要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (15)

1.一种散热层结构，其特征在于，所述散热层结构包括：

至少一层人工石墨层及至少一层石墨烯膜层，所述人工石墨层与所述石墨烯膜层的至少部分层叠设置，其中，所述人工石墨层的厚度小于等于40μm，所述石墨烯膜层的厚度大于40μm。

2.根据权利要求1所述的散热层结构，其特征在于，所述散热层结构包括多层所述人工石墨层，各所述人工石墨层的厚度值相同或不同。

3.根据权利要求1所述的散热层结构，其特征在于，所述散热层结构包括多层所述石墨烯膜层，各所述石墨烯膜层的厚度值相同或不同。

4.根据权利要求1～3任一项所述的散热层结构，其特征在于，所述人工石墨层的厚度值为17μm、25μm或40μm。

5.根据权利要求1～3任一项所述的散热层结构，其特征在于，所述散热层结构还包括第一粘合层，

所述第一粘合层设置于相邻的两层所述人工石墨层之间；或，

所述第一粘合层设置于相邻的两层所述石墨烯膜层之间；或，

所述第一粘合层设置于相邻的所述人工石墨层与所述石墨烯膜层之间。

6.根据权利要求5所述的散热层结构，其特征在于，所述第一粘合层为双面胶。

7.根据权利要求5所述的散热层结构，其特征在于，所述第一粘合层的厚度为0μm～10μm，且不包括0μm。

8.根据权利要求1所述的散热层结构，其特征在于，所述散热层结构还包括绝缘保护层，所述绝缘保护层设置于所述散热层结构的外表面。

9.根据权利要求8所述的散热层结构，其特征在于，所述绝缘保护层为PET膜。

10.根据权利要求8或9所述的散热层结构，其特征在于，所述绝缘保护层的厚度值为0μm～15μm，且不包括0μm。

11.根据权利要求5所述的散热层结构，其特征在于，所述散热层结构还包括第二粘合层，所述第二粘合层设置于所述散热层结构的外表面。

12.根据权利要求11所述的散热层结构，其特征在于，所述第二粘合层的厚度为0μm～20μm，且不包括0μm。

13.根据权利要求2或3所述的散热层结构，其特征在于，多层所述人工石墨层层叠设置于所述石墨烯膜层的同一侧表面。

14.根据权利要求2或3所述的散热层结构，其特征在于，多层所述人工石墨层分别设置于所述石墨烯膜层的两侧表面。

15.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括如权利要求1-14中任一项所述的散热层结构。

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