CN2445431Y - 热传导接触接口 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种热传导接触接口,特别是指一种可降低散热基体与热源间接触热阻的结构。它主要是在一散热基体的表面接附有一层第二种热传导材层,并且该第二种热传导材层的热传导系数大于散热基体。可提高散热基体接触表面光度,降低散热基体表面的孔隙,减少软质填充材料的填充量及减少软质填充材料的填充厚度,同时增加热扩散性,进而降低接触热阻。
Description
本实用新型涉及一种热传导接触接口，特别是指一种可降低散热基体与热源间接触热阻的结构。
已有许多种不同的结构被使用于对电子组件散热的结构上，目前最主要运用的方式，为利用铝挤型所形成的散热体的结构，也就是运用铝抽制的技术，直接形成散热歧片形状的一种装置，其表面形状也是依最需要散热的电子发热组件(如：中央处理器)进行设计，如图1所示，在散热体1上设有略等于电子发热组件顶面长宽的散热板10，该散热板10底面有一导热板面12，然后，于该导热板面12的相反侧向外延伸设有数条状，如矩阵，排列的突起的歧片11，以导热板面12的表面将电子发热组件5所产生的热导出，再以各歧片11处将受到的热量导引排放出，也就是运用数倍于电子发热组件5表面积的歧片11的表面积进行散热的工作，这种散热方式，在结构上最经济，制造最方便，故广受欢迎，因为以铝制成，其质轻，不会对电子发热组件结构造成损害，但是，随着电子发热组件(中央处理器)的等级升高，所需要的散热效果，越来越高，所需要的散热量，越来越多，对执行的速度，要求也越来越快，也就是要以较低热阻的散热器，能于最短的时间内将电子发热组件的芯片处所产生的热量排除，方能维持电子发热组件(中央处理器)5的正常运作；发明人已发觉，习知单是运用与电子发热组件接触的一般散热体，并无法达到低热阻散热的要求。
这是因为习知的电子组件散热装置(如Heat sink或CPU cooler)为减少于热传接触接口(interface of heat transfer)的接触热阻(contact thermal resistance)，常用的做法为以机械加工将两接触面尽量加工平滑，同时在其间接触接口处置入软质的填充材料，如散热膏3(thermalgrease)或传热片4(thermal pad)，以填补因加工机械的加工所造成的材料表面孔隙，但上述的做法，在高密度热传(high heai flux)时热阻仍高，但因尚无适当方法与结构，仍广泛被使用。而常用的散热基体为铜与铝，因为较易取得，价格较大众化，且于自然界的存量较多，但因于铜或铝的表面欲平整光滑加工不易(以微观的显微镜下状态看)，且极易于加工后形成氧化膜，而增加热阻。
另外，习知作为软材质接口填充材料多为氧化金属粉末或非金属所组成，其本身的热传导系数(conductivitv)即不佳，一般皆比散热基体还差，仅能借软质填充材料其柔软性填充接口处的空气孔洞，借以减少热阻。其微观的状态如图2所示，即为显示习知利用软质填充材料(散热膏3或热传片)填于散热体、的散热板10的导热板片12处，而与电子组件5的平滑表面相接触的情形；又如图3为散热体1与另一散热体10相接组合的情形；中间夹着一层散热膏3，因运用散热膏能促进热传的进行，一般都会采用，但由于散热体10本身的加工后的表面粗糙度相当大，即接触热阻大，需使用散热膏降低热阻，但此组合模式接触热阻仍大。由此可知习知技术的缺点即在于热阻太大。
本实用新型的目的在于提供一种热传导接触接口，在电子发热组件表面与散热结构的相接合处，或是电子散热组件与散热组件间的相接触热传导接口，可于散热结构的散热基体的热源进入处，加入一层第二种热传导材层，使散热基体的表面粗糙度变小，平滑度增加，可以有效减少软质接口材料的填充量与厚度；也以第二种热传导材层，让发热组件的热扩散良好，亦可弥补因局部不平整而造成的接触不良，成为另一降低接触热阻的因素；若采用抗氧化性较高者，则表面加工后不易生成氧化层皮膜，亦可降低接口的接触热阻。
本实用新型的目的是这样实现的：一种热传导接触接口，其特征在于：在一散热基体的表面接附有一层第二种热传导材层，并且该第二种热传导材层的热传导系数大于散热基体。
所述散热基体以第二种热传导材层的表面与热源相接触。
所述散热基体以第二种热传导材层的表面与另一散热基体主体的表面相接触。
所述第二种热传导材层以电镀、蒸镀、热压合、超音波、硬焊、软焊方式与散热基体相接。
所述第二种热传导材层其厚度介于0.001-0.030mm之间。
由于采用上述方案：可提高散热基体接触表面光度，降低散热基体表面的孔隙，减少软质填充材料的填充量及减少软质填充材料的填充厚度，同时增加热扩散性，进而降低接触热阻。
为使贵审查委员能更进一步了解本实用新型为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，兹举一较佳可行的实施例并配合图式详细说明如后，相信本实用新型的目的、特征与优点，当可由此得一深入且具体的了解。
图1为习知的立体分解图。
图2为习知图1的部份显微放大剖视图。
图3为习知另一实施显微放大剖视图。
图4本实用新型的立体分解图。
图5为本实用新型的组合剖视图。
图6为本实用新型图4的部份显微放大剖视图。
图7为本实用新型的另一实施显微放大剖视图。
参阅图4至图5所示，为本实用新型一种热传导接触接口，在散热基体2所形成的散热体20的导热板面21的表面于加工后，附有一层的第二种热传导材层22，并以散热基体2的表面与热源的发热组件5相接触，通常该散热体20指为一散热板基座，该热源为一种发热组件5(指电子发热组件的中央处理器或芯片或其它)，也可以是指另一散热基体2所形成的电子散热组件，其中该第二种热传导材层22的热传导系数大于散热基体2，且第二种热传导材层22能以电镀、蒸镀(physical vapor deposition)、热压合(hot forging)、超音波(ultrasonic welding)、硬焊(brazing)、软焊(soldering)其中任一种与散热基体2相接，第二种热传导材层22为薄的一层，一般厚度在0.001-0.030mm之间，借以提高散热基体2接触表面光度，降低散热基体2表面的孔隙，减少软质填充材料的填充量及减少软质填充材料的填充厚度，同时增加热扩散性，进而降低接触热阻。
其中，图6显示有局部的显微状态图，在散热基体2的导热板面21为具有相当粗糙不规则的表面，这些表面加工磨平不易，加工后保持平滑与防氧化亦不容易，于是在这些凹凹凸凸的表面间会被空气填充，当加上一层第二种热传导材层22时，便会将其大部份的凹凸表面填补，但第二种热传导材层22本身的凹凸表面更小，所以能与电子发热组件5的芯片封包层表面相接触时，在第二种热传导材层22与发热组件5表面间夹持的空气厚度与总数都会降低，便能降低热传接触接口的接触热阻。另外，此贴附第二种热传导材层22材质的热传导系数亦可仅大于软质的填充接口材料，而以其硬度与光滑度减少软质填充材料，填充介面孔隙填补量与软质接口材料填充的厚度，进而降低接触接口的热阻，其的软质填充材料为一散热膏3，由于散热膏3的厚度降低，故，所涂上的散热膏3的厚度远低于习知的使用状态，就算是两层的总和，亦比习知为低，所以，能大幅降低接触面间的热阻。又再以图7表示出另一种使用情形，为两种散热基体2相接触使用的状态，这时会看到于散热基体2上，经第二种热传导材层22后，以软质填充材料的散热膏3结合的状态。故，以图6、7对比于图2、3，便能知道本实用新型的功用，另外，本实用新型能不包含有软质填充材料，亦能因此产生直接接触降低热阻的使用情形。
综上所述的结构，本实用新型运用设置在习知的散热基体底面的接合结构为以一接合物质处理过，让原本是热阻大的材料被一热阻较小的材料层取代，便能以降低热阻的产生，简单而言，就是增加一层热传导材层，以该层达到由发热组件或另一散热组件低热阻导热的功用，再借散热体将热排放出。本实用新型为一直接型的热传接口，与习知所提及的间接型的热传结构，有很大的不同，因为本实用新型仅是薄的一层，与习知的加上二至三层的结构完全不同，因习知仅能增加热扩散性，却增加了接触接口热阻与结构高度，但本实用新型为双管齐下，同时去解决热阻与热扩散性两种要素的结构，所以本实用新型即能提供优于习知的传热性，便能导引产生很好的排热性与使用性，可以让发热组件等的热量以低热阻(小的温差)传导出，故为一完全与习知不同的机构。
以上所述为本实用新型的较佳实施例的详细说明与图式，并非用来限制本实用新型，本实用新型的所有范围应以下述的专利范围为准，凡专利范围的精神与其类似变化的实施例与近似结构，皆应包含于本实用新型的中。
Claims (5)
1、一种热传导接触接口，其特征在于：在一散热基体的表面接附有一层第二种热传导材层，并且该第二种热传导材层的热传导系数大于散热基体。
2、如权利要求1所述的的热传导接触接口，其特征在于：所述散热基体以第二种热传导材层的表面与热源相接触。
3、如权利要求1所述的的热传导接触接口，其特征在于：所述散热基体以第二种热传导材层的表面与另一散热基体主体的表面相接触。
4、如权利要求1所述的的热传导接触接口，其特征在于：所述第二种热传导材层以电镀、蒸镀、热压合、超音波、硬焊、软焊方式与散热基体相接。
5、如权利要求1所述的的热传导接触接口，其特征在于：所述第二种热传导材层其厚度介于0.001-0.030mm之间。
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