TWI553109B - 相變組合物、散熱片及電子設備 - Google Patents

Description

相變組合物、散熱片及電子設備

本發明涉及一種相變組合物及應用該相變組合物之散熱片與電子設備。

於散熱片或熱管之製作過程中，需將液態之相變材料填充於散熱片或熱管之腔體中。目前，已出現藉由網印將相變材料填充於散熱片或熱管之腔體之方法，然，由於習知的相變材料往往為流動性高之液體，且易揮發，難以達到網印工藝之要求且散熱效果不佳。

鑒於上述情況，有必要提供一種散熱效果好且便於印刷之相變組合物。

另，還有必要提供一種使用該相變組合物之散熱片及使用該散熱片之電子設備。

一種相變組合物，按重量份數計包括相變材料20~75份、第一有機溶劑10~50份及第二有機溶劑10~50份，該第一有機溶劑之沸點大於該相變材料相變時之溫度，該第二有機溶劑之沸點小於該相變材料相變時之溫度，且該相變材料溶解於該第二有機溶劑中。

一種散熱片，其包括至少一封閉之腔體，該散熱片還包括如上所述之相變組合物，該相變組合物填充於該腔體中。

一種電子設備，該電子設備包括散熱片，該散熱片包括至少一封閉之腔體及如上所述之相變組合物，該相變組合物填充於該腔體中。

本發明之相變組合物中相變材料被第二有機溶劑溶解，使得該相變組合物具有一定黏稠度，便於藉由網印之方式將該相變組合物填充於腔體中。當散熱受熱至溫度達到第二有機溶劑之沸點時，該散熱片藉由該第二有機溶劑之液-氣相變吸收熱量，從而進行散熱。若散熱片繼續受熱至溫度達到相變材料之相變溫度，由於該相變組合物中之第一有機溶劑之沸點高於相變材料之相變時溫度，第一有機溶劑仍為液態，此時藉由第一有機溶劑之流動性可更快地帶動相變材料將熱量由散熱片之熱端傳至冷端，從而加快散熱。

100‧‧‧散熱片

10‧‧‧基底

11‧‧‧結合面

111‧‧‧容置槽

20‧‧‧膠粘層

30‧‧‧腔體

310‧‧‧內壁

40‧‧‧相變組合物

400‧‧‧電子設備

圖1為本發明較佳實施例之散熱片之結構示意圖。

圖2為圖1所示之散熱片沿II-II之局部剖視圖。

圖3為包括圖1所示之散熱片之電子設備之立體示意圖。

圖4為圖2所示之散熱片之分解圖。

請參閱圖1、圖2及圖3，本發明一實施方式之散熱片100，其應用於電子設備400(如筆記型電腦、手機等)，用於對該電子設備400內之電子組件(圖未示)進行散熱。本實施例中，該散熱片 100用於對筆記型電腦中之電路板進行散熱。該散熱片100包括至少一封閉之腔體30及相變組合物40。該腔體30形成於散熱片100之內部。該相變組合物40填充於每一腔體30中，且占每一腔體30體積之15%-30%。

該相變組合物40按重量份數計包括相變材料20~75份、第一有機溶劑10~50份、第二有機溶劑10~50份及導熱顆粒物0.1~10份。本實施例中，該相變組合物40按重量百分比由20%~75%之相變材料、10%~50%之第一有機溶劑、10%-50%之第二有機溶劑及0.1%~10%之導熱顆粒物組成。該相變組合物40於常溫下具有較低之流動性，其粘度為20Pa．s~20000Pa．s。由於該相變組合物40之流動性較弱，粘度較高，於網印時易附著於網印工具上，從而便於藉由網印之方式填充至腔體30中。其中，該相變材料為於一定溫度下能夠發生固-液相變之材料。該第一有機溶劑之沸點大於該相變材料發生固-液相變時之溫度。該第二有機溶劑之沸點小於該相變材料發生固-液相變時之溫度，且該相變材料溶解於該第二有機溶劑中。於製備該相變組合物40之過程中，該第一有機溶劑不揮發，且於該相變組合物40填充於腔體30之過程中，該第一有機溶劑亦不揮發。

於其他實施方式中，該相變組合物40可不包括導熱顆粒物。

本實施方式中，該相變材料選自脂肪酸及聚乙二醇中之一種。該脂肪酸可選自反油酸(Elaidic acid)、壬酸(Pelargonic acid)、十四酸(Myristic acid)、十五酸(Pentadecanoic acid)、十六酸(Palmitic acid)及十八酸(Stearic acid)等中之一種。該聚乙二醇之分子量於600~4000之間。

該第一有機溶劑及該第二有機溶劑均可選自甲醇、氫氟醚、丙酮、乙酸甲酯、六氟異丙醇、二丙酮醇、乙二醇丁醚及異佛爾酮等有機溶劑中之一種。其中，該氫氟醚可選用HFE-7000、HFE-7100系列(化工行業標準型號)。

該導熱顆粒物可選自有機粉體或無機粉體中之一種。該有機粉體可選自二氧化矽、三氧化鋁、氮化硼及氮化鋁等中之一種。該無機粉體可選自石墨、納米碳及石墨烯等中之一種。

請參閱圖1及圖4，本實施例中，該散熱片100還包括兩導熱之基底10及設置於兩基底10間之膠粘層20。每一基底10包括一結合面11，且至少一基底10之結合面11上開設有至少一容置槽111。兩基底10之兩結合面11相對設置，從而密封該至少一基底10上形成的容置槽111以形成該腔體30。該膠粘層20形成於兩結合面11除該腔體30內壁310以外之區域，用以粘合兩結合面11，從而使兩基底10相互固定。

該基底10之材質為金屬，較佳的，選自鋁合金、銅箔及銀等導熱性良好之金屬中之一種。本實施例中，兩基底10均由銅箔製成。可理解，兩基底10之材質可不相同。本實施例中，該兩結合面11均為平滑之表面。可理解，為了增加兩基底10之間之結合力，兩結合面11可為不平滑之表面。

本發明之相變組合物40可根據電子設備400內之電子組件需達到之散熱需求來調整各組分之組成及含量，使得該相變組合物40具有適合該電子組件之相變溫度及散熱能力。

實施例1

該相變組合物40由50g十五酸、10g異佛爾酮、39g3M HFE-7000及1g二氧化矽組成。

實施例2

該相變組合物40由40gPEG 8000、10g異佛爾酮、47g3M HFE-7000及3g二氧化矽組成。

實施例3

該相變組合物40由35g十八酸、10g異佛爾酮、50g甲醇及5g二氧化矽組成。

上述相變組合物40中之導熱顆粒物及溶解於第二溶劑中之相變材料，使得該相變組合物40具有一定黏稠度，便於藉由網印之方式將該相變組合物40填充於腔體30中，且該導熱顆粒物提高了散熱片100之熱傳導性能。另，由於相變材料被第二有機溶劑溶解，故亦使得該相變組合物40具有一定的黏稠度。使用時將該散熱片100與電子設備400內需進行散熱之電子組件接觸。當散熱片100受熱至溫度達到第二有機溶劑之沸點時，該散熱片100藉由該第二有機溶劑之液-氣相變吸收該電子組件之熱量，從而對電子組件進行散熱。第二有機溶劑氣化後，由於第二有機溶劑之沸點小於相變材料之相變時之溫度，散熱片100中之相變材料析出呈固態。若散熱片100繼續受熱至溫度達到相變材料之相變溫度，相變材料吸熱由固相轉換為液相，並流動而將熱量由散熱片之熱端傳至冷端。由於該相變組合物40中之第一有機溶劑之沸點高於相變材料之相變時溫度，第一有機溶劑仍為液態，此時藉由第一有機溶劑之流動性可更快地帶動相變材料將熱量由散熱片之熱端傳 至冷端，從而加快散熱。

綜上所述，本發明符合發明專利要件，爰依法提出專利申請。惟，以上該者僅為本發明之較佳實施例，舉凡熟悉本案技藝之人士，於爰依本發明精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下之如申請專利範圍內。

100‧‧‧散熱片

10‧‧‧基底

11‧‧‧結合面

20‧‧‧膠粘層

30‧‧‧腔體

310‧‧‧內壁

40‧‧‧相變組合物

Claims (6)

1. 一種相變組合物，按重量份數計包括相變材料20~75份、第一有機溶劑10~50份及第二有機溶劑10~50份，該第一有機溶劑之沸點大於該相變材料相變時之溫度，該第二有機溶劑之沸點小於該相變材料相變時之溫度，且該相變材料溶解於該第二有機溶劑中，該相變材料選自反油酸、壬酸、十四酸、十五酸、十六酸、十八酸及聚乙二醇中之一種，該第一有機溶劑選自甲醇、氫氟醚、丙酮、乙酸甲酯、六氟異丙醇、二丙酮醇、乙二醇丁醚及異佛爾酮中之一種，該第二有機溶劑選自甲醇、氫氟醚、丙酮、乙酸甲酯、六氟異丙醇、二丙酮醇、乙二醇丁醚及異佛爾酮中之一種。
2. 如申請專利範圍第1項所述之相變組合物，其中該相變組合物按重量份數還包括0.1~10份導熱顆粒物，該導熱顆粒物選自二氧化矽、三氧化鋁、氮化硼、氮化鋁、石墨、納米碳及石墨烯中之一種。
3. 一種散熱片，其包括至少一封閉之腔體，其改良在於：該散熱片還包括如申請專利範圍第1~2項任意一項所述之相變組合物，該相變組合物填充於該腔體中。
4. 如申請專利範圍第3項所述之散熱片，其中該散熱片還包括兩導熱之基底，每一基底包括一結合面，至少一基底之結合面上開設有至少一容置槽，兩基底之兩結合面相對設置並結合，使得該至少一容置槽形成該腔體。
5. 如申請專利範圍第4項所述之散熱片，其中該散熱片還包括一膠粘層，該膠粘層形成於兩結合面除該腔體內壁以外之區域，用以粘合兩基底。
6. 一種電子設備，該電子設備包括散熱片，其改良在於：該散熱片包括至 少一封閉之腔體及如申請專利範圍第1~2項任意一項所述之相變組合物，該相變組合物填充於該腔體中。