ES2401576T5 - Sistema de gestión térmica - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de gestión térmica

La presente invención se refiere a un sistema para gestionar el calor de una fuente de calor, como un componente electrónico. Más particularmente, la presente invención se refiere a un sistema eficaz para disipar el calor generado por un componente electrónico.

Antecedentes de la técnica

Con el desarrollo de componentes electrónicos cada vez más sofisticados, incluidos aquellos capaces de aumentar las velocidades de procesamiento y las frecuencias más altas, que tienen un tamaño más pequeño y requisitos de potencia más complicados y exhiben otros avances tecnológicos, como microprocesadores y circuitos integrados en componentes y sistemas electrónicos y eléctricos, así como en otros dispositivos, como dispositivos ópticos de alta potencia, se pueden generar temperaturas relativamente extremas. Sin embargo, los microprocesadores, los circuitos integrados y otros componentes electrónicos sofisticados generalmente funcionan de manera eficiente solo dentro de un cierto intervalo de temperaturas umbral. El calor excesivo generado durante el funcionamiento de estos componentes no solo puede dañar su propio rendimiento, sino que también puede degradar el rendimiento y la fiabilidad del sistema en general e incluso causar fallas en el sistema. La variedad cada vez más amplia de condiciones ambientales, incluidas las temperaturas extremas, en las que se espera que funcionen los sistemas electrónicos exacerba estos efectos negativos.

Ante la creciente necesidad de disipación de calor de los dispositivos microelectrónicos causada por estas condiciones, la gestión térmica se convierte en un elemento cada vez más importante del diseño de productos electrónicos. Como se señaló, tanto la confiabilidad del rendimiento como la expectativa de vida de los equipos electrónicos están inversamente relacionadas con la temperatura de los componentes del equipo.

Por ejemplo, una reducción en la temperatura de funcionamiento de un dispositivo, como un semiconductor de silicio típico, puede derivar en un aumento exponencial en la fiabilidad y la expectativa de vida del dispositivo.

Por lo tanto, para maximizar la vida útil y la fiabilidad de un componente, es de suma importancia controlar la temperatura de funcionamiento del dispositivo dentro de los límites establecidos por los diseñadores.

Los disipadores de calor son componentes que facilitan la disipación de calor desde la superficie de una fuente de calor, como un componente electrónico generador de calor, a un ambiente más frío, generalmente aire. En muchas situaciones típicas, la transferencia de calor entre la superficie sólida del componente y el aire es la menos eficiente dentro del sistema y, por lo tanto, la interfaz sólido-aire representa la mayor barrera para la disipación del calor. Un disipador de calor busca aumentar la eficiencia de transferencia de calor entre los componentes y el aire del ambiente, principalmente al aumentar el área de superficie que está en contacto directo con el aire. Esto permite que se disipe más calor y, en consecuencia, disminuya la temperatura de funcionamiento del dispositivo. El propósito principal de un disipador de calor es ayudar a mantener la temperatura del dispositivo por debajo de la temperatura máxima permitida especificada por su diseñador/fabricante.

Por lo general, los disipadores de calor están formados por un metal, principalmente cobre o aluminio, debido a la capacidad del cobre para absorber fácilmente el calor y transferirlo a toda su estructura. En muchas aplicaciones, los disipadores de calor de cobre se forman con aletas u otras estructuras para aumentar el área de superficie del disipador de calor, donde el aire se hace pasar a través de las aletas de cobre (por ejemplo, un ventilador) para efectuar la disipación de calor del componente electrónico a través del disipador de calor de cobre y luego al aire.

Sin embargo, existen limitaciones respecto del uso de disipadores de calor de cobre. Una limitación se relaciona con la isotropía relativa del cobre, es decir, la tendencia de una estructura de cobre a distribuir el calor de manera relativamente uniforme en la estructura. La isotropía del cobre significa que el calor transmitido a un disipador de calor de cobre se distribuye en la estructura en lugar de dirigirse a las aletas donde se produce la transferencia más eficiente al aire. Esto puede disminuir la eficiencia de la disipación de calor utilizando un disipador de calor de cobre. Además, el uso de disipadores de calor de cobre o aluminio puede presentar un problema debido al peso del metal, particularmente cuando el área de calentamiento es significativamente menor que la del disipador de calor. Por ejemplo, el cobre puro pesa 8,96 gramos por centímetro cúbico (g/cc) y el aluminio puro pesa 2,70 g/cc (comparado con el grafito puro, que pesa entre 1,4 y 1,8 g/cc). En muchas aplicaciones, varios disipadores de calor deben estar dispuestos, por ejemplo, en una placa de circuito para disipar el calor de una variedad de componentes en la placa.

Si se emplean disipadores térmicos de cobre, el peso del cobre en la placa puede aumentar las posibilidades de que la placa se agriete u ocasionar otros efectos igualmente indeseables y aumenta el peso del propio componente. Además, dado que el cobre es un metal y, por lo tanto, tiene irregularidades y deformaciones en la superficie comunes a los metales y es probable que la superficie del componente electrónico al que se une un disipador de calor de cobre sea también metal u otro material relativamente rígido, como alúmina o un material cerámico, lo que deriva en una conexión completa entre el disipador de calor de cobre y el componente, a fin de maximizar la transferencia de calor del componente al disipador de calor de cobre puede ser difícil sin un montaje de presión relativamente alta, lo que es indeseable ya que el componente electrónico podría resultar dañado.

Por lo tanto, se desea un sistema de gestión térmica eficaz para disipar el calor de una fuente de calor, como un componente electrónico. El sistema de gestión térmica debería ser ventajosamente anisotrópico en comparación con el cobre, exhibir una conductividad térmica relativamente alta en relación con el peso y ser capaz de acoplarse a la superficie de la fuente de calor.

La patente de los EE.UU. número US5991155 describe un sistema de gestión térmica que comprende una lámina de grafito exfoliado recomprimido cubierto por capas externas de plástico y metal como en la publicación de patente japonesa abierta a inspección pública n° Hei 6-134917.

Compendio de la invención

Uno de los objetivos de la presente invención es proporcionar un sistema de gestión térmica para una fuente de calor, que sea eficaz y capaz de aumentar el área útil de la superficie de la fuente de calor desde la que se disipa el calor.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de gestión térmica que exhiba un grado relativamente alto de anisotropía.

Otro de los objetivos de la presente invención es proporcionar un sistema de gestión térmica capaz de formar una conexión térmica deseablemente completa con la superficie de la fuente de calor sin la necesidad de un montaje de alta presión.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de gestión térmica que exhiba una conductividad térmica relativamente alta en relación con el peso.

Otro de los objetivos de la presente invención es proporcionar un sistema de gestión térmica que se pueda fabricar de modo tal que las superficies de disipación de calor puedan maximizar la disipación de calor de dicha fuente de calor.

Estos objetivos y otros que serán evidentes para el entendido en la técnica luego de la revisión de la siguiente descripción se pueden lograr proporcionando una fuente de calor, como un componente electrónico, con una superficie externa. También se proporciona una interfaz térmica montada a la superficie externa de la fuente de calor, donde la interfaz térmica comprende una lámina de grafito anisotrópico flexible, que tiene un área plana mayor que el área de la superficie externa de la fuente de calor. En otra realización de la invención, el sistema de gestión térmica incluye un disipador de calor que comprende un artículo de grafito conformado de modo de proporcionar una superficie de recolección de calor y al menos una superficie de disipación de calor, donde disponer la superficie de recolección de calor del artículo de grafito en conexión operativa con una fuente de calor provoca la disipación de calor de la fuente de calor a través de la o las superficies de disipación de calor del artículo de grafito. El artículo de grafito útil como disipador térmico de esta realización de la invención comprende partículas comprimidas de grafito exfoliado, como láminas anisotrópicas flexibles de partículas comprimidas de grafito exfoliado laminado en un artículo unitario o partículas de grafito exfoliado comprimidas en una forma deseada. Además, el artículo de grafito puede estar formado por grafito de alta densidad, fabricado a partir de partículas carbonosas finamente divididas.

Los grafitos están formados por planos de capas de matrices hexagonales o redes de átomos de carbono. Estos planos de capa de átomos de carbono dispuestos hexagonalmente son sustancialmente planos y están orientados u ordenados de manera que sean sustancialmente paralelos y equidistantes entre sí. Las láminas o capas de átomos de carbono equidistantes, paralelas, sustancialmente planas, generalmente denominadas planos basales, están conectadas o unidas entre sí y sus grupos están dispuestos en cristalitos. Los grafitos altamente ordenados consisten en cristalitos de tamaño considerable; que están bien alineados u orientados unos con otros y tienen capas de carbono bien ordenadas. En otras palabras, los grafitos bien ordenados tienen un alto grado de orientación de cristalitos preferida. Los grafitos poseen estructuras anisotrópicas y, por lo tanto, exhiben o poseen muchas propiedades, como la conductividad térmica, que son altamente direccionales. Brevemente, los grafitos pueden ser caracterizados como estructuras laminadas de carbono, es decir, estructuras que consisten en capas superpuestas o láminas de átomos de carbono unidas por fuerzas débiles de van der Waals. Al considerar la estructura del grafito, generalmente se observan dos conjuntos de ejes o direcciones: el eje o dirección "e" y los ejes o direcciones "a". De manera simplificada, el eje o dirección "c" puede considerarse como la dirección perpendicular a las capas de carbono. Los ejes o direcciones "a" pueden considerarse como las direcciones paralelas a las capas de carbono (paralelas a la dirección plana de la estructura cristalina del grafito) o las direcciones perpendiculares a la dirección "e".

Como se señaló anteriormente, las fuerzas de unión que mantienen juntas las capas paralelas de átomos de carbono son solo fuerzas débiles de van der Waals. Los grafitos pueden tratarse de modo que el espacio entre las capas de carbono superpuestas o las láminas se pueda abrir de manera apreciable para proporcionar una expansión marcada en dirección perpendicular a las capas, es decir, en la dirección "c", y así formar una estructura de grafito expandido (también conocida como grafito exfoliado o intumescente) en donde se retiene sustancialmente el carácter laminar de las capas de carbono.

Se puede formar una lámina de grafito que se ha expandido mucho, más particularmente, para alcanzar un espesor final o una dimensión de dirección "c" que es de aproximadamente 80 o más veces la dimensión de la dirección "e" original, sin el uso de un aglutinante en artículos cohesivos o integrados y láminas de grafito flexibles de grafito expandido, por ejemplo, redes, papeles, tiras, cintas o similares. Se cree que la formación de partículas de grafito que se han expandido para alcanzar un grosor final o una dimensión "e" que es hasta aproximadamente 80 o más veces la dimensión original de la dirección "e" en artículos integrados y láminas flexibles por compresión sin el uso de ningún material de unión es posible debido al excelente enclavamiento mecánico o la cohesión que se logra entre las partículas de grafito voluminosamente expandidas.

Además de la flexibilidad, se ha encontrado que el material de grafito, como se señaló anteriormente, también posee un alto grado de anisotropía con respecto a la conductividad térmica comparable al material de partida de grafito, debido a la orientación de las partículas de grafito expandido sustancialmente paralelas a las caras opuestas de la lámina resultante de una alta compresión, por ejemplo, prensado en rodillo.El material laminar así producido tiene una excelente flexibilidad, buena resistencia y un muy alto grado de orientación.

Generalmente, el proceso de producción de material de lámina de grafito anisotrópico flexible y sin aglomerante, por ejemplo, red, papel, tira, cinta, papel de aluminio, estera o similar, comprende comprimir o compactar bajo una carga predeterminada, y en ausencia de un aglutinante, partículas de grafito expandido, que tienen una dimensión de dirección "c" que es de aproximadamente 80 o más veces la dimensión de las partículas originales para formar una lámina de grafito integrada sustancialmente plana y flexible. Las partículas de grafito expandido que generalmente tienen un aspecto de gusano o vermiforme, una vez comprimidas, mantendrán el conjunto de compresión y la alineación con las superficies principales opuestas de la lámina. La densidad y el grosor del material laminar se pueden modificar controlando el grado de compresión. La densidad del material laminar puede estar dentro del intervalo de aproximadamente 0,05 gramos por centímetro cúbico a aproximadamente 1,8 gramos por centímetro cúbico. El material laminar de grafito flexible exhibe un grado apreciable de anisotropía debido a la alineación de las partículas de grafito paralelas a las superficies paralelas principales opuestas de la lámina, y el grado de anisotropía aumenta con el prensado del material laminar para aumentar la densidad. En el material laminar anisotrópico prensado en rollo, el grosor, es decir, la dirección perpendicular a las superficies de lámina paralelas opuestas, comprende la dirección "c" y las direcciones que varían a lo largo y ancho, es decir, a lo largo o en paralelo a las superficies principales opuestas que comprenden las direcciones "a” y las propiedades térmicas de la lámina son muy diferentes, en más de un orden de magnitud, para las direcciones "c" y "a" (es decir, aproximadamente 7 vatios por metro-°C (v/m°C) frente a aproximadamente 150-200 v/m°C).

Con respecto a las propiedades térmicas, la conductividad térmica de una lámina de grafito flexible en una dirección paralela a las superficies superior e inferior de la lámina de grafito flexible es relativamente alta, mientras que es relativamente muy baja en la dirección "c" transversal a las superficies superior e inferior, en una proporción que puede acercarse a 20 a una o más.

Del mismo modo, se puede producir un artículo de grafito expandido comprimido al comprimir o compactar, con una carga predeterminada (y, nuevamente, sin la necesidad de un aglutinante), partículas de grafito expandido. Las partículas se pueden comprimir en un molde bajo presiones de al menos aproximadamente 100 libras por pulgada cuadrada (psi), y conservarán su forma final y exhibirán una anisotropía significativa y medible.

Breve descripción de las figuras

La presente invención se entenderá mejor y sus ventajas serán más evidentes a la vista de la siguiente descripción detallada, especialmente cuando se lee con referencia a los dibujos adjuntos, donde:

Las FIG. 1 es una vista en perspectiva superior de una realización de un sistema de gestión térmica de conformidad con la presente invención, que muestra una fuente de calor fantasma;

Las FIG. 2 es una vista en perspectiva inferior del sistema de gestión térmica de la Fig. 1;

Las FIG. 3 es una vista plana lateral del sistema de gestión de la Fig. 1;

Las FIG. 4 es una vista superior en perspectiva de otra realización de un sistema de gestión térmica de conformidad con la presente invención;

Las FIG. 5 es una vista plana superior del sistema de gestión térmica de la Fig. 4;

Las FIG. 6 es una vista en perspectiva lateral de otra realización de un sistema de gestión térmica de conformidad con la presente invención, y

Las FIG. 7 es una vista en perspectiva inferior del sistema de gestión térmica de la Fig. 6.

Descripción detallada de la realización preferida

Con referencia a los dibujos, se muestra un sistema de gestión térmica preparado de conformidad con la presente invención, generalmente designado con el número de referencia 10. Debe observarse que, en mérito a la claridad, es posible que no todos los componentes y elementos del sistema 10 se muestren y/o indiquen en todos los dibujos. Además, como se usan en esta descripción, los términos "arriba", "abajo", "superior", "inferior", etc. se refieren al sistema de gestión térmica 10 cuando se encuentra en la orientación mostrada en las Figs. 3, 4 y 6. Sin embargo, el entendido en la técnica comprenderá que el sistema de gestión térmica 10 puede adoptar cualquier orientación particular cuando esté en uso.

El sistema de gestión térmica 10 está destinado a facilitar la disipación de calor de una fuente de calor, más específicamente de un componente electrónico 100. El componente electrónico 100 puede comprender cualquier dispositivo electrónico o componente que produzca suficiente calor para interferir con el funcionamiento del componente electrónico 100 o el sistema del cual el componente electrónico 100 es parte, si no se disipa. El componente electrónico 100 puede comprender un microprocesador o chip de computadora, un circuito integrado, electrónica de control para un dispositivo óptico, como un láser o un transistor de efecto de campo (FET), o componentes de estos u otro elemento electrónico similar. El componente electrónico 100 incluye al menos una superficie 100a (indicada como una "superficie externa") desde la cual irradia calor y que puede usarse como fuente de calor para ser disipada del componente electrónico 100.

Con referencia ahora a las Figs. 1, 2 y 3, en una realización, el sistema de gestión térmica 10 incluye una interfaz térmica 20. Una función principal de la interfaz térmica 20 es formar una conexión operativa suficiente con la superficie externa 100a del componente electrónico 100 sin la necesidad de ejercer cantidades indeseablemente altas de presión. En función de la naturaleza de los otros componentes del sistema de gestión térmica 10, una segunda función de la interfaz térmica 20 puede ser aumentar el área superficial efectiva de la superficie 100a del componente electrónico 100 para facilitar la disipación de calor del componente electrónico 100.

Para ese fin, la interfaz térmica 20 comprende preferiblemente una lámina de grafito anisotrópico flexible. Por hoja de grafito anisotrópico flexible se entiende una hoja de grafito exfoliado comprimido, especialmente grafito natural. Como se discutió anteriormente, el grafito es una forma cristalina de carbono que comprende átomos unidos covalentemente en planos estratificados con enlaces más débiles entre los planos. Al tratar partículas de grafito, como láminas de grafito natural, con un agente intercalante de, por ejemplo, una solución de ácido sulfúrico y nítrico, la estructura cristalina del grafito reacciona para formar un compuesto de grafito y el agente intercalante. Las partículas de grafito tratadas se denominan "partículas de grafito intercalado". Luego de la exposición a altas temperaturas, las partículas de grafito intercalado se expanden en dimensiones de hasta 80 o más veces su volumen original en forma de acordeón en la dirección "c", es decir, en dirección perpendicular a los planos cristalinos del grafito.

Las partículas de grafito exfoliadas tienen un aspecto vermiforme y, por lo tanto, se conocen comúnmente como gusanos. Los gusanos se pueden comprimir en láminas flexibles que, a diferencia de las láminas de grafito originales, se pueden moldear y cortar en varias formas.

En Shane y otros, patente de los EE.UU. No. 3,404,061, se describe un método común para fabricar láminas de grafito, cuya divulgación se incorpora aquí a modo de referencia. En la práctica típica del método descrito en Shane y otros, las láminas de grafito natural se intercalan y dispersan en una solución que contiene, por ejemplo, una mezcla de ácido nítrico y sulfúrico, ventajosamente a un nivel de aproximadamente 50 a aproximadamente 300 partes en peso de solución intercalante por 100 partes en peso de láminas de grafito (pph). La solución intercalante contiene oxidantes y otros agentes intercalantes conocidos en la técnica. Entre los ejemplos se incluyen aquellas que contienen agentes oxidantes y mezclas oxidantes, como soluciones que contienen ácido nítrico, clorato de potasio, ácido crómico, permanganato de potasio, cromato de potasio, dicromato de potasio, ácido perclórico y similares, o mezclas, como por ejemplo, ácido nítrico concentrado y clorato, ácido crómico y ácido fosfórico, ácido sulfúrico y ácido nítrico, o mezclas de un ácido orgánico fuerte, por ejemplo, ácido trifluoroacético y un agente oxidante fuerte, soluble en el ácido orgánico.

En una realización preferida, el agente intercalante es una solución de una mezcla de ácido sulfúrico, o ácido sulfúrico y ácido fosfórico, y un agente oxidante, como ácido nítrico, ácido perclórico, ácido crómico, permanganato de potasio, peróxido de hidrógeno, ácidos yódicos o periódicos o similares. Aunque es menos preferida, la solución de intercalación puede contener haluros metálicos, como cloruro férrico, y cloruro férrico mezclado con ácido sulfúrico, o un haluro, como bromo, como una solución de bromo y ácido sulfúrico o bromo en un disolvente orgánico.

Después de que las láminas se intercalan, se drena cualquier exceso de solución de las láminas, que se lavan con agua. La cantidad de solución ácida (intercalante) retenida dentro de las láminas después del drenaje y el lavado puede variar de 5 a 150 partes de solución en peso por 100 partes en peso de láminas de grafito (pph) y, más típicamente, alrededor de 10 a 110 pph. Alternativamente, la cantidad del intercalante puede estar limitada entre 10 y 50 partes de solución por cien partes de grafito en peso, lo que permite eliminar la etapa de lavado como se enseña y describe en la patente de los EE.UU. No. 4,895,713, cuya descripción también se incorpora aquí a modo de referencia. Luego de la exposición a altas temperaturas, por ejemplo, temperaturas de 300°C y, especialmente, de 700°C a 1000°C y superiores, las partículas de grafito intercalado se expanden hasta 80 a 1000 o más veces su volumen original en forma de acordeón en la dirección c (en dirección perpendicular a los planos cristalinos de las partículas de grafito constituyentes) para formar partículas de grafito expandidas o gusanos. Los gusanos resultantes pueden comprimirse entre sí para formar láminas flexibles.

La lámina de grafito flexible es coherente, con buena resistencia de manejo y está adecuadamente comprimida, por ejemplo, mediante prensado en rodillo, hasta un espesor de entre 0,0075 y 0,38 centímetros y una densidad de entre 0,05 y 1,8 gramos por centímetro cúbico. Se puede mezclar una cantidad de aproximadamente 1,5 a 50% en peso de aditivos cerámicos con las láminas de grafito intercaladas, como se describe en la patente de los EE.UU. No. 5,902,762 (que se incorpora aquí a modo de referencia) para proporcionar una impregnación de resina mejorada (para mayor resistencia) en el producto final de grafito flexible. Los aditivos incluyen partículas de fibra cerámica que tienen una longitud de 0,15 a 1,5 milímetros. El ancho de las partículas es adecuadamente de 0,04 a 0,004 mm. Las partículas de fibra cerámica no son reactivas ni se adhieren al grafito y son estables a temperaturas de hasta 1000°C, preferiblemente 1300°C o más. Las partículas de fibra cerámica adecuadas están formadas por fibras de vidrio de cuarzo macerado, fibras de carbono y grafito, óxido de zirconio, nitruro de boro, carburo de silicio y fibras de magnesia, fibras minerales naturales, como fibras de metasilicato de calcio, fibras de silicato de aluminio y calcio, fibras de óxido de aluminio y similares.

Una vez que la lámina de grafito flexible se prepara como se describe, se puede cortar a medida para formar la interfaz térmica 20. Según la aplicación, una serie de láminas de grafito flexibles de las dimensiones deseadas se pueden laminar juntas para formar un sándwich mediante un adhesivo sensible a la presión, como un adhesivo acrílico, para formar la interfaz térmica 20, pero se reconocerá que a mayor cantidad de capas aplicadas (con adhesivo intermedio), las propiedades térmicas deseables se degradarán. Preferiblemente, entonces, la interfaz térmica 20 comprende una única lámina de grafito flexible.

Una ventaja del uso de la interfaz térmica 20 es su adaptabilidad. Dado que la superficie externa 100a del componente electrónico 100 generalmente no tiene material metálico u otro material similar, la superficie de la superficie externa 100a no es perfectamente lisa (aunque pueda parecerlo a simple vista o al tacto), sin que está cubierta por deformaciones e irregularidades de la superficie o desniveles. Debido a estas deformaciones, es difícil lograr una conexión térmica firme con un disipador de calor metálico (como el cobre) o de otro tipo que también tenga deformaciones superficiales sin ejercer una gran presión para hacer la conexión térmica. De hecho, a menudo se necesitan presiones superiores a 50 libras por pulgada cuadrada (psi) para dichas conexiones de metal a metal. Estas presiones tienen el potencial de dañar el componente electrónico 100. Dado que la interfaz térmica 20 es adaptable a la topografía de la superficie externa 100a del componente electrónico 100, así como a un disipador de calor metálico, se puede lograr una buena conexión térmica entre el componente electrónico 100 y un disipador de calor que tiene deformaciones superficiales sin ejercer una presión posiblemente perjudicial. Las presiones de menos de 50 psi suelen ser todo lo que se necesita; de hecho, presiones tan bajas como 15 psi e incluso más bajas son a menudo suficientes para crear una conexión térmica efectiva entre el componente electrónico 100, la interfaz térmica 20 y un disipador de calor. Por supuesto, la necesidad de una interfaz térmica 20 para lograr una buena conexión térmica se reduce si el disipador de calor está formado por un material flexible, como el grafito, como se discute más adelante.

La interfaz térmica 20 también puede funcionar para ampliar el área efectiva de la superficie externa 100a del componente electrónico 100. Como se señaló, la lámina de grafito flexible con la que se construye la interfaz térmica 20 es anisotrópica; es decir, la conductividad térmica de la interfaz térmica 20 es significativamente mayor en la dirección "a" (la dirección paralela a los planos cristalinos del grafito o a lo largo de la superficie de la lámina de grafito flexible) que en la dirección "c" (la dirección perpendicular a los planos cristalinos del grafito o transversal a la lámina de grafito flexible), generalmente por un factor de 20 veces o más. Por lo tanto, cuando la interfaz 20 externa está dispuesta o montada en la superficie externa 100a del componente electrónico 100 de manera que una de sus superficies planas 20a se asienta contra la superficie externa 100a, como se muestra en las Figs. 1 y 2, el calor generado por el componente electrónico 100 o desde él se extiende sobre las superficies planas 20a y 20b de la interfaz térmica 20, no solo directamente a través de la interfaz térmica 20 en la dirección "c". Cuando la interfaz térmica 20 tiene un área de superficie mayor que la de la superficie externa 100a del componente electrónico 100, por lo tanto, el calor del componente electrónico 100 se extiende sobre el área superficial de la interfaz térmica 20, lo que proporciona una mayor área superficial desde la cual se puede disipar el calor.

De esta manera, por ejemplo, se puede usar un área de superficie más grande de un disipador de calor, lo que da como resultado propiedades de disipación de calor mejoradas en comparación con los materiales convencionales de interfaz térmica, como materiales de silicona, poliésteres, acrílicos y grasas térmicamente conductoras, que tienden a "canalizar" el calor en lugar de propagarlo. Deseablemente, el área de superficie de la interfaz térmica 20 es al menos dos veces y, más preferiblemente, al menos cuatro veces el área de superficie de la superficie externa 100a del componente electrónico 100, según el grosor de la interfaz térmica 20 y el flujo de calor del componente electrónico 100.

La interfaz térmica 20 puede adherirse o montarse en la superficie externa 100a del componente electrónico 100 mediante el uso de varios métodos. Por ejemplo, se puede usar una capa delgada de un adhesivo sensible a la presión activado térmicamente para montar la interfaz térmica 20 en el componente electrónico 100. Alternativamente, cuando se está empleando un disipador de calor, la interfaz térmica 20 se puede intercalar entre el disipador de calor y el componente electrónico 100. El entendido en la técnica reconocerá otras formas igualmente eficaces de adherir o montar la interfaz térmica 20 al componente electrónico 100.

Con referencia ahora a las Figs. 4-7, el sistema de gestión térmica 10 de la presente invención también comprende preferiblemente un disipador de calor 30 que comprende un artículo de grafito conformado para proporcionar una superficie de recolección de calor 30a y al menos una superficie de disipación de calor 32. Cuando la superficie de recolección de calor 30a del disipador de calor 30 está en conexión operativa con una fuente de calor, es decir, la superficie externa 100a del componente electrónico 100, el calor se disipa desde la superficie externa 100a a través de al menos una superficie de disipación de calor 32 del disipador de calor 30.

La superficie de disipación de calor, como se usa en la presente, se refiere a un área del disipador de calor 30 desde la cual el calor transmitido al disipador de calor 30 desde la superficie externa 100a (a través de la interfaz térmica 20 cuando está presente) se disipa en el medio ambiente. Más comúnmente, la o las superficies de disipación de calor 32 del disipador de calor 30 son aquellas superficies del disipador de calor 30 donde el aire u otro fluido refrigerante pasa a través del disipador de calor 30, por ejemplo, por la acción de un ventilador (no mostrado). Para maximizar la transferencia de calor del disipador de calor 30 al líquido refrigerante, la o las superficies

de disipación de calor 32 del disipador de calor 30 deben estar diseñadas y/o formados de modo de contar con una superficie lo más grande posible.

Por ejemplo, como se ilustra en las Figuras 4 y 5, la o las superficies de disipación de calor 32 del disipador de calor 30 comprenden aletas 32a, formadas en una superficie del disipador de calor 30 opuesta a la superficie de recolección de calor 30a, de modo que el calor viaje desde la superficie de recolección de calor 30a hasta las aletas 32a, donde el aire u otro refrigerante que pasan a través de las aletas 32a pueden absorber el calor de las aletas 32a y transportarlo (y, por extensión, enviarlo fuera de componente electrónico 100). El profesional puede elegir la cantidad, el tamaño y la forma de las aletas 32a para lograr un equilibrio entre el flujo de refrigerante y el área de superficie. Por ejemplo, más aletas 32a más delgadas y con menos espacio entre ellas, proporcionará un área superficial aumentada, pero puede interferir con el flujo de refrigerante; asimismo, menos aletas más grandes 32a, con mayor espacio entre ellas dará como resultado una mayor eficiencia de convección térmica, pero menos área superficial. En una realización preferida, donde el disipador de calor 30 tiene forma de bloque (en otras palabras, un cubo) cuyas paredes tienen cada una aproximadamente 0,1 pulgadas de largo (y generalmente no más que aproximadamente 2,0 pulgadas de largo, aunque esto variará en función del tamaño de componente electrónico 100), como se muestra en las Figs. 4 y 5, una pared "superior" 30f tendrá una pluralidad y, más comúnmente, alrededor de 2 a 15 de aletas 32a que se extienden desde allí; cada aleta 32a tiene una altura de aproximadamente 0,5 a 1,5 pulgadas ("h") y aproximadamente 0,01 a 0,35 pulgadas de espesor ("t"), y la distancia entre ellas depende de las dimensiones del disipador de calor 30 y la cantidad de aletas 32a y su tamaño. Por supuesto, como se señaló anteriormente, las dimensiones particulares del disipador de calor 30 y las aletas 32a variarán en función de la aplicación particular y los deseos del profesional.

En otra realización, ilustrada en las Figs. 6 y 7, el disipador de calor 30 tiene características estructurales que comprenden cavidades 32b, conductos 32c o combinaciones de cavidades 32b y conductos 32c, donde la o las superficies de disipación de calor 32 del disipador de calor 30 comprenden superficies de las cavidades 32b y/o los conductos 32c. Las cavidades 32b son útiles para aumentar el área de superficie del disipador de calor 30, extendiéndose hacia abajo a través de la parte superior 30f del disipador de calor 30 (en la orientación que se muestra en la Figura 6) pero no a través de la superficie de recolección de calor 30a sino hacia ella (claramente, si las cavidades 32b se extienden a través de la superficie de recolección de calor 30a, la efectividad del disipador de calor 30 puede reducirse ya que se reduciría el área de conexión operativa entre la superficie externa 100a del componente electrónico 100 y la superficie de recolección de calor 30a del disipador de calor 30).

Las cavidades 32b pueden ser de cualquier tamaño y forma particular, según lo desee el entendido en la técnica, para producir la cantidad deseada de disipación de calor. Las paredes (es decir, las superficies) de las cavidades 32b funcionan como parte de la o las superficies de disipación de calor 32 del disipador de calor 30.

Asimismo, los conductos 32c atraviesan el disipador de calor 30 para no reducir el área superficial de la superficie de recolección de calor 30a. Los conductos 32c pueden asumir cualquier forma o tamaño particular, siempre que permitan que el flujo de refrigerante pase a través de ellos. Preferiblemente, los conductos 32c interactúan e intersectan con las cavidades 32b y entre sí para permitir y maximizar el flujo de refrigerante también a través de las cavidades 32b. Nuevamente, las superficies de los conductos 32c funcionan como parte de la o las superficies de disipación de calor 32 del disipador de calor 30. El profesional puede elegir la cantidad, el tamaño y la forma de las cavidades 32b y los conductos 32c para lograr un equilibrio entre el flujo de refrigerante y el área de superficie. Por ejemplo, las cavidades 32b y los conductos 32c más pequeños (en diámetro), pero más en número, darán como resultado un área de superficie mayor pero un flujo de refrigerante reducido (debido a la dinámica del fluido que debe lograr el flujo del fluido a través de una abertura de diámetro pequeño); más grandes, pero menos numerosas, las cavidades 32b y los conductos 32c llevarán a una superficie reducida, pero a un mayor flujo de refrigerante.

En una realización preferida, donde el disipador de calor 30 tiene forma de bloque (en otras palabras, un cubo) cuyas paredes tienen cada una aproximadamente 0,1 pulgadas de largo (y generalmente no más que aproximadamente 2,0 pulgadas de largo), como se muestra en las Figs. 6 y 7, las paredes "laterales" 30b, 30c, 30d y 30e tendrán cada una al menos uno y preferiblemente alrededor de 3 a 6 conductos 32c que se extienden a través de ellas (claramente, las paredes laterales opuestas "compartirán" los conductos 32c, con una abertura de conducto en una pared lateral, como 30b, y la otra abertura de conducto correspondiente que aparece en la pared lateral opuesta, como 30d). Del mismo modo, la pared "superior" 30f del disipador de calor 30 tendrá al menos una y preferiblemente alrededor de 3 a 6 cavidades 32b que se extienden dentro, y a través del disipador de calor 30, pero no se abren en la superficie de recolección de calor 30a opuesta a la pared superior 32f, como se discutió anteriormente. Las cavidades 32b y los conductos 32c deberían tener un diámetro de aproximadamente 0,03 a aproximadamente 0,5 pulgadas o más (dependiendo de las dimensiones del disipador de calor 30). Por supuesto, como se señaló anteriormente, las dimensiones particulares del disipador de calor 30 y las cavidades 32b y los conductos 32c variarán en función de la aplicación particular y los deseos del profesional.

Como se indicó anteriormente, el disipador de calor 30 comprende un artículo de grafito. Ventajosamente, el disipador de calor 30 se forma a partir de partículas comprimidas de grafito exfoliado. Como se discutió con respecto a la interfaz térmica 20, al preparar una lámina de grafito flexible, las partículas de grafito intercalado se expanden para formar partículas de grafito exfoliado, que luego se comprimen en una lámina. En lugar de formar las partículas de grafito exfoliado en una lámina, las partículas se pueden comprimir en bloques u otras formas adecuadas para su uso como disipador de calor 30. Los bloques formados a partir de partículas de grafito exfoliado se pueden comprimir en las formas deseadas, con aletas 32a, etc. Alternativamente, el disipador de calor 30 formado a partir de partículas de grafito exfoliado se comprime en un bloque u otra forma y luego mecaniza y/o trata de otra manera (como perforado) para tener aletas 32a, cavidades 32b y/o conductos 32c, según se desee.

En una realización particularmente ventajosa, el disipador de calor 30 puede formarse a partir de láminas flexibles anisotrópicas de partículas comprimidas de grafito exfoliado (preparado como se discutió anteriormente) laminado en un artículo unitario, como un bloque u otra forma deseable. Las láminas anisotrópicas flexibles de partículas comprimidas de grafito exfoliado se pueden laminar con un adhesivo adecuado, como un adhesivo sensible a la presión o activado térmicamente entre ellas. El adhesivo elegido debe equilibrar la resistencia de la unión minimizando el espesor y ser capaz de mantener una unión adecuada a la temperatura de servicio del componente electrónico 100. Los adhesivos adecuados serían conocidos por el entendido en la materia. Más preferiblemente, la dirección "a" que se extiende paralela a la dirección plana de la estructura cristalina del grafito de las láminas anisotrópicas flexibles de partículas comprimidas de grafito exfoliado que forman esta realización del disipador de calor 30 se extiende entre la superficie de recolección de calor 30a y al menos una superficie de disipación de calor 32 del disipador de calor 30. De esta manera, la naturaleza anisotrópica de la lámina de grafito dirige el calor desde la superficie externa 100a del componente electrónico 100 hacia la o las superficies de disipación de calor 32 (es decir, en la dirección "a" a lo largo de la lámina de grafito), y no depende por la presencia del adhesivo.

En otra realización del sistema de gestión térmica 10, el disipador de calor 30 se fabrica a partir de grafito de alta densidad formado a partir de partículas carbonosas finamente divididas, especialmente las partículas carbonosas tienen un tamaño de partícula menor que 100 mallas. Dichos cuerpos de grafito de alta densidad se pueden fabricar mediante una carga carbonosa en forma de fibra o partículas, por ejemplo, un coque de petróleo finamente dividido, harina de grafito, coque crudo, negro de humo, carbón activado, carbón vítreo o similares se tritura hasta obtener un tamaño de partícula fino y luego se mezcla con un aglutinante.

Para preparar artículos de carbono densos que tengan una estructura interna y una porosidad excelentes, la carga debe tener preferiblemente un tamaño de partícula menor que aproximadamente 100 mallas (0,149 mm). Una carga preferida es la harina de grafito con un tamaño de partícula menor que 200 mallas (0,074 mm).

El aglutinante debe tener un valor de coque de al menos aproximadamente 70 por ciento o más. "Valor de coque" significa el porcentaje de coque que está presente en el residuo de una muestra dada de material carbonoso después de que la muestra se haya calentado a una temperatura de horneado predeterminada a una velocidad determinada de aumento de temperatura, de acuerdo con el procedimiento de ASTM-D2146. Un aglutinante de brea adecuado es una brea molida que tiene un alto valor de coque de al menos aproximadamente 70 por ciento y un punto de reblandecimiento mayor que aproximadamente 300°C. Un aglutinante de brea preferido para usar en la mezcla es una brea de mesofase que tiene un valor de coque en el intervalo de entre aproximadamente 75 y aproximadamente 90 por ciento y un punto de reblandecimiento de aproximadamente 330°C.

La proporción de relleno carbonoso a aglutinante de brea en la mezcla para formar el cuerpo puede variar dentro de un intervalo de aproximadamente 4:1 a aproximadamente 0,5:1. Una mezcla adecuada para usar en la formación de los cuerpos puede comprender, por ejemplo, de aproximadamente 70 a aproximadamente 85 por ciento en peso de carga carbonosa, p. ej. coque de petróleo o harina de grafito, y de aproximadamente 15 a 30 por ciento en peso de aglutinante, p. ej. brea de mesofase.

La carga carbonosa y el aglutinante se mezclan completamente durante un período de tiempo suficientemente largo para asegurar una mezcla uniforme de todos los componentes. Posteriormente, la mezcla toma forma en un cuerpo preferiblemente por moldeo. Durante el moldeo del cuerpo, la mezcla de relleno carbonoso y brea puede comprimirse a una presión de hasta aproximadamente 200 psi mientras se calienta a temperaturas elevadas hasta el punto de reblandecimiento del aglomerante como máximo, p. ej. aproximadamente 330°C en el caso de la brea de mesofase. Alternativamente, la mezcla se puede prensar en frío a una presión más alta, por ejemplo, entre aproximadamente 400 psi y aproximadamente 800 psi a temperatura ambiente.

El cuerpo conformado se incrusta en partículas no reactivas finamente divididas hechas de cualquier material que no reaccionará ni se descompondrá cuando se caliente a una temperatura elevada de aproximadamente 750°C o más. Los materiales adecuados para las partículas no reactivas son, por ejemplo, grafito, coque y nitruro de boro. Las partículas deben estar hechas de un material que sea altamente refractario y capaz de resistir los efectos de las temperaturas de grafitización. Los polvos de grafito se usan preferiblemente como partículas no reactivas en este caso.

En términos generales, el tamaño particular de las partículas no reactivas no es estrictamente crítico. Sin embargo, las partículas no deben ser tan pequeñas como para impedir el escape o la salida de gases volátiles a través de la envoltura porosa durante la operación de horneado. Se descubrió que los polvos de grafito que tienen un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 10 mallas (1,68 mm) son ideales para usar en la práctica de la presente invención. Sin embargo, también se pueden emplear polvos de grafito que tienen un tamaño de partícula tan pequeño como una malla 400 (0,037 mm), sin afectar negativamente a la ventilación de gas a través de la envoltura porosa.

El cuerpo está rodeado por las partículas no reactivas para incrustar completamente el cuerpo dentro de la envoltura. Las partículas se empacan alrededor del cuerpo en una capa relativamente gruesa, p. ej. aproximadamente 2-4 pulgadas en el caso de un cuerpo que tiene un diámetro promedio de aproximadamente 20 pulgadas. El cuerpo incrustado en las partículas no reactivas se comprime mientras se calienta a una temperatura de cocción, una temperatura suficiente para carbonizar el aglutinante en el cuerpo. Preferiblemente, el artículo se calienta lentamente a una velocidad predeterminada de aumento de temperatura hasta una temperatura de cocción adecuada, p. ej. aproximadamente 750°C. El índice particular de aumento de temperatura utilizado para calentar el cuerpo variará dependiendo del tamaño del artículo que se fabrica. Por ejemplo, una palanquilla cilíndrica de 20 pulgadas de diámetro por 15 pulgadas de largo puede calentarse a una temperatura de cocción, o curado sin agrietarse u otro efecto adverso, a una velocidad de aproximadamente 50°C por hora. Por supuesto, será evidente que las palanquillas de mayor tamaño requerirán un índice más lento de aumento de la temperatura, mientras que, las palanquillas más pequeñas se pueden calentar a un índice aún más rápido. El cuerpo se calienta preferiblemente inductivamente. Por supuesto, se pueden emplear otros medios para calentar el cuerpo en la matriz mientras está rodeado por la envoltura.

Después de que el cuerpo ha alcanzado una temperatura que es aproximadamente equivalente a la temperatura de reblandecimiento del aglutinante de brea, se aplica una presión a la envoltura de partículas no reactivas. Esto se puede lograr mediante la aplicación de una carga a un émbolo final del molde que contiene la envoltura de partículas no reactivas. La presión se transfiere a través de las partículas no reactivas y se aplica isostáticamente alrededor de toda la superficie del cuerpo, que comprime y densifica aún más el cuerpo. La temperatura del cuerpo se eleva gradualmente a la temperatura máxima de cocción durante toda la compresión. Además, la presión que se aplica isostáticamente alrededor del cuerpo debe mantenerse a una presión relativamente baja, p. ej. aproximadamente 200 psi, y preferiblemente no más de aproximadamente 400 psi. Esto es particularmente importante en el caso de que el cuerpo se grafitice posteriormente, después de la cocción. Las presiones adecuadas para su uso en la compresión del cuerpo mientras se calienta, de conformidad con la presente invención, generalmente oscilarán entre aproximadamente 200 y 350 psi.

La grafitización del cuerpo de carbono comprimido y calentado puede tener lugar mientras el cuerpo aún permanece dentro del troquel. En tal caso, deben proporcionarse medios adecuados junto con la matriz para calentar el cuerpo a temperaturas de grafitización elevadas, p. ej. al menos aproximadamente 2800°C. Sin embargo, puede ser preferible retirar el cuerpo horneado del troquel después del enfriamiento y luego transferir el cuerpo enfriado a un horno de grafitización separado.

El disipador de calor de grafito de alta densidad 30 se puede fabricar a medida, o en palanquillas más grandes que luego se pueden aserrar y mecanizar, o cortar de otro modo. El disipador de calor de grafito de alta densidad 30 puede formarse en formas específicas, como tener aletas 32a fabricadas. Alternativamente, el disipador de calor de grafito de alta densidad 30 puede fabricarse como un bloque u otra forma básica, con aletas 32a, cavidades 32b, conductos 32c u otras estructuras útiles, como al menos una superficie de disipación de calor 32 mecanizada por métodos conocidos por los entendidos en la materia.

El disipador de calor 30 puede montarse en el componente electrónico 100 por medios convencionales, como mediante montaje directo al componente electrónico 100 mediante un adhesivo, como un adhesivo sensible a la presión o activado térmicamente (algo que permite el peso relativamente bajo del grafito); montaje en la interfaz térmica 20, de existir, como por un adhesivo; o montaje en la placa u otro objeto en donde está montado el circuito electrónico 100, siempre que la superficie de recogida de calor 30a del disipador de calor 30 esté operativamente conectada a la superficie externa 100a del componente electrónico 100 (directamente o a través de la interfaz térmica 20).

El uso de grafito para formar el disipador de calor 30 tiene muchas ventajas significativas. Como se mencionó, la naturaleza anisotrópica del grafito permite al profesional dirigir el calor desde la superficie externa 100a del componente electrónico 100 a la o las superficies de disipación de calor 32. Los materiales de grafito tienen la ventaja adicional de una densidad relativamente baja y, por lo tanto, un peso relativamente bajo. Por ejemplo, los artículos formados a partir de partículas de grafito exfoliado generalmente tienen una densidad menor que aproximadamente 1,3 gramos/centímetro cúbico (g/cc). Los artículos de grafito de alta densidad tienen una densidad menor que aproximadamente 1,9 g/cc. En comparación con la densidad del cobre -aproximadamente 8,9 g/cc para el cobre puro-, un artículo de grafito del mismo tamaño y volumen aproximado de un artículo de cobre pesará significativamente menos.

La ventaja de peso del grafito sobre el cobre u otros metales se puede expresar en términos de su respectiva conductividad térmica. Si se considera la conductividad térmica por unidad de peso (a veces denominada en la técnica conductividad térmica específica, aunque el término puede ser un nombre inapropiado), los disipadores de calor de grafito exfoliado tienen una conductividad térmica específica de aproximadamente 0,134 vatios-metro2 por kilogramo-° C (wm2/kg°C) a aproximadamente 0,184 wm2/kg°C y los disipadores de calor de grafito de alta densidad tienen una conductividad térmica específica de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 0,075 wm2/kg°C, mientras que los disipadores de calor de cobre tienen una conductividad térmica específica de aproximadamente 0,019 a aproximadamente 0,051 wm2/kg°C (para una conductividad térmica específica de 0,051, el disipador de calor debería estar formado de cobre puro). Por lo tanto, por unidad de peso, los disipadores de calor de grafito pueden ser mucho más efectivos en la disipación de calor del componente electrónico 100, sin las desventajas de "cargar" una placa de circuito u otro componente con exceso de peso. Cuando se consideran las ventajas adicionales proporcionadas por la naturaleza anisotrópica del grafito, los disipadores de calor 30 de la presente invención son claramente ventajosos.

El siguiente ejemplo se presenta para ilustrar y explicar adicionalmente la presente invención y no debe considerarse como limitante en ningún aspecto.

Ejemplo

Se preparó un aparato de prueba, que consiste en una fuente de calor que tiene una superficie superior que consiste en una superficie generalmente plana de 1/2"x 1/4" de tamaño, dispuesta en un túnel de viento. Se instalaron varias realizaciones de sistemas de gestión térmica en la fuente de calor, con mediciones de temperatura tomadas en la Ubicación A, adyacente a la interfaz del sistema de gestión térmica/ de fuente de calor y en la Ubicación B, en el sistema de gestión térmica en una posición más alejada de la fuente de calor (cuanto menor sea la lectura de temperatura en la Ubicación A y B, mejores serán las características de disipación de calor del sistema de gestión térmica que se está probando).

Ejecución 1: un sistema de gestión térmica que consiste en un disipador de calor de cobre que tiene dimensiones de 1" x 1" x 0,8" y que tiene 8 aletas rectas en la fuente de calor. Se interpuso una interfaz térmica que consta de una lámina de grafito anisotrópico flexible de 1" x 1" entre el disipador de calor de cobre y la fuente de calor. La velocidad del viento de prueba fue de 1,6 metros por segundo (m/s).

Ejecución 2: un sistema de gestión térmica que consiste en un disipador de calor de cobre que tiene dimensiones de 1" x 1" x 0,8" y que tiene 8 aletas rectas en la fuente de calor. Se interpuso una interfaz térmica que consta de una lámina de grafito anisotrópico flexible de 1" x 1" entre el disipador de calor de cobre y la fuente de calor, con una fina capa de adhesivo entre la interfaz térmica y el disipador de calor. La velocidad del viento de prueba fue de 1,6 metros por segundo (m/s).

Ejecución 3 - control: un sistema de gestión térmica que consiste en un disipador de calor de cobre que tiene dimensiones de 1" x 1" x 0,8" y que tiene 8 aletas rectas en la fuente de calor. No se interpuso ninguna interfaz térmica entre el disipador de calor de cobre y la fuente de calor. La velocidad del viento de prueba fue de 1,6 metros por segundo (m/s).

Los resultados se muestran en la Tabla I.

Tabla I

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de gestión térmica (10) que comprende una fuente de calor que tiene una superficie externa (100a) y una interfaz térmica (20) que comprende una lámina de grafito flexible anisotrópica formada por partículas comprimidas de grafito natural exfoliado y que tiene un área plana mayor que el área de la superficie externa de la fuente de calor, la lámina de grafito flexible que tiene primera y segunda superficies planas principales y tiene ejes de mayor conductividad térmica paralelas a dichas superficies planas principales, caracterizadas porque una primera de dichas superficies planas principales está en contacto operativo directo con la fuente de calor.

2. Un sistema de gestión térmica (10) según la reivindicación 1, en donde la lámina de grafito flexible anisotrópico es un difusor de calor, o actúa como un difusor de calor.

3. Un sistema de gestión térmica (10) según la reivindicación 1 o 2, en donde la fuente de calor comprende un componente electrónico (100).

4. Un sistema de gestión térmica (10) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la relación de conductividad térmica de la lámina de grafito anisotrópico paralela a una de las superficies principales en comparación con la transversal a la superficie principal es al menos aproximadamente 20.

5. Un sistema de gestión térmica (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el área superficial de la lámina de grafito flexible es al menos dos veces el área superficial de la superficie externa de la fuente de calor.

6. Un sistema de gestión térmica (10) según la reivindicación 5, en donde el área superficial de la lámina de grafito flexible es al menos cuatro veces el área superficial de la superficie externa de la fuente de calor.

7. Un sistema de gestión térmica (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde la lámina de grafito flexible se proporciona como parte de o junto con un disipador de calor (30) que comprende un artículo de grafito que comprende láminas anisotrópicas de partículas comprimidas de partículas exfoliadas. grafito laminado en un artículo unitario y conformado para proporcionar una superficie de recolección de calor y al menos una superficie de disipación de calor.

8. Un sistema de gestión térmica (10) según la reivindicación 7, en donde la superficie de recogida de calor del artículo de grafito está dispuesta en conexión operativa con la fuente de calor para provocar la disipación de calor desde la fuente de calor a través de al menos una superficie de disipación de calor del artículo de grafito.

9. Un sistema de gestión térmica (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende además un disipador de calor (30) que comprende un artículo de grafito conformado para proporcionar una superficie de recogida de calor y al menos una superficie de disipación de calor, la superficie de recogida de calor del disipador de calor está en contacto operativo con una segunda de dichas superficies planas principales de la lámina de grafito flexible.

10. Un sistema de gestión térmica (10) según la reivindicación 9, en donde el artículo de grafito comprende láminas anisotrópicas flexibles de partículas comprimidas de grafito exfoliado laminado en un artículo unitario.