TWI564382B - 散熱片填充組合物、散熱片及其製作方法 - Google Patents

Description

散熱片填充組合物、散熱片及其製作方法

本發明涉及一種散熱片填充組合物及應用該散熱片填充組合物之散熱片及其製作方法。

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，通常係藉由真空注入之方式往散熱片或熱管中填充液態之相變材料。然，真空注入相變材料之製作工藝較為複雜，且工藝要求較高，導致製作成本增加。目前，雖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，由於習知之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。

鑒於上述情況，有必要提供一種散熱效果好且便於印刷之散熱片填充組合物。

另，還有必要提供一種使用該散熱片填充組合物之散熱片及其製作方法。

一種散熱片填充組合物，其包括散熱媒介及增稠劑，其中，該散熱媒介與增稠劑之重量比為(9~999)：1，該散熱媒介於第一溫 度下不揮發，且於第二溫度下可分解得到可相變之有機材料，該第二溫度大於該第一溫度。

一種散熱片填充組合物，該散熱片填充組合物包括低分子聚乙二醇及膨潤土，其中，該低分子聚乙二醇與該膨潤土之重量比為19：1。

一種散熱片，其包括至少一封閉之腔體，該散熱片還包括可相變之有機材料與增稠劑，該可相變之有機材料與該增稠劑填充於該腔體中，該可相變之有機材料由填充於該腔體中之散熱媒介受熱至第二溫度時分解而成，該散熱媒介於第一溫度下不揮發，該第二溫度大於該第一溫度。

一種包含如上所述之散熱片填充組合物之散熱片之製作方法，其包括以下步驟：提供二該基底，二基底分別包括一結合面；對至少一基底之結合面進行加工形成至少一容置槽；提供所述散熱片填充組合物；將該散熱片填充組合物填充於一基底該容置槽中；提供一膠黏材料，將該膠黏材料塗佈於至少一基底之結合面除該容置槽外之區域；將二基底以二結合面相對之方式黏合並進行高溫固化，受熱固化時該散熱片填充組合物中之散熱媒介分解得到該可相變之有機材料。

本發明之散熱片填充組合物中由不揮發之散熱媒介與增稠劑組成，該增稠劑使得該散熱片填充組合物具有一定黏稠度，便於藉由網印之方式將該散熱片填充組合物填充於腔體中。而該散熱媒介於網印過程中不易揮發，便於散熱片之製作。

100‧‧‧散熱片

10‧‧‧基底

11‧‧‧結合面

111‧‧‧容置槽

20‧‧‧膠黏層

30‧‧‧腔體

310‧‧‧內壁

40‧‧‧散熱片填充組合物

400‧‧‧電子設備

圖1為本發明較佳實施例之散熱片的剖視示意圖。

圖2為本發明實施方式之電子設備立體示意圖。

圖3為圖1所示之散熱片所使用之基底之剖視示意圖。

圖4為於圖3所示之基底上形成容置槽之剖視示意圖。

圖5為於圖4所示之容置槽中填充散熱片填充組合物之剖視示意圖。

圖6為於圖5所示之填充有散熱片填充組合物之基底上塗佈膠黏材料之剖視示意圖。

請參閱圖1及圖2，本發明一實施例之散熱片100，其應用於電子設備400(如筆記型電腦、手機等)中進行散熱。該散熱片100包括至少一封閉之腔體30及散熱片填充組合物40。該腔體30形成於散熱片100之內部。該散熱片填充組合物40填充於每一腔體30中，於冷卻狀態下約占每一腔體30體積之15%~30%。

該散熱片填充組合物40包括散熱媒介與增稠劑，其中，散熱媒介與增稠劑之重量比為(9~999)：1。本實施例中，該散熱片填充組合物40由重量百分比為90%~99.9%之散熱媒介與重量百分比為0.1%~10%之增稠劑混合組成。該散熱片填充組合物於常溫下具有較低之流動性，其於常溫下之黏度為20Pa．s~20000Pa．s，故便於藉由網印之方式填充至腔體30中。

該散熱媒介於第一溫度下不揮發，且該散熱媒介載第二溫度下可分解得到可液/氣相變之有機材料，該第二溫度大於該第一溫度 。該可相變之有機材料於溫度低於第二溫度時不會重新生成散熱媒介。該第一溫度係指製備散熱片填充組合物40及將散熱片填充組合物40網印至腔體30中時之環境溫度。本實施方式中，該第一溫度之可選自15℃~50℃中任意一溫度值。

該可相變有機材料具有低沸點、高潛熱之特性。本實施例中，該散熱媒介分解所需之第二溫度為40℃以上。該低沸點係指該可相變有機材料發生相變化時之溫度介於10℃~90℃，高潛熱係指相變化焓高於30cal/g。該散熱媒介可選自低分子聚醇類、環氧樹脂、乙酸鈣、酚甲烷或其他受熱可分解得到可相變有機材料之物質中之一種或幾種。該低分子聚醇類係指分子量於1000以下聚醇類物質，比如低分子聚乙二醇。該增稠劑選自無機增稠劑、天然高分子及其衍生物、纖維素醚、合成高分子、絡合型有機金屬化合物與印花增稠劑中之一種或幾種之組合。該無機增稠劑可選自膨潤土、氣相法白炭黑、矽藻土、分子篩及矽凝膠等。該天然高分子及其衍生物可選自澱粉、明膠、天然橡膠、羊毛脂、大豆蛋白膠及瓊脂等。該纖維素醚可選自甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素及羥乙基纖維素等。合成高分子可選自聚丙烯醇、聚氨酯、聚丙烯醯胺及改性石蠟樹脂等。該可相變有機材料可為含5碳以下之醇類、酮類、醚類及酯類，或含5至8碳以下之烷類等液體有機物。例如，該可相變有機材料可為甲醇、乙醇或丙酮。本實施例中，該散熱片填充組合物40由低分子聚乙二醇及膨潤土於25℃之第一溫度下混合組成，其中低分子聚乙二醇與膨潤土之重量比為19：1。該低分子聚乙二醇於溫度高於250℃時分解得到乙醇，其化學反應式為：

其中，該n為10。此時，分解得到之乙醇為氣態，其於冷卻後呈液態。

本實施例中，該散熱片100還包括二導熱之基底10及設置於二基底10間之膠黏層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。二基底10之二結合面11相對設置，使得該至少一容置槽111形成該腔體30。該膠黏層20形成於二結合面11除該腔體30之內壁310以外之區域，用以黏合二結合面11進而使二基底10相結合。

該基底10之材質為金屬，較佳選自鋁合金、銅箔及銀等導熱性良好之金屬中之一種。本實施例中，二基底10均由銅箔製成。可理解，二基底10之材質可不相同。本實施例中，該二結合面11均為平滑之表面。可理解，為了增加結合力，二結合面11可為不平整表面。

上述實施例之散熱片100之製作方法，其包括以下步驟：

步驟S1、請參閱圖3，提供二該基底10，二基底分別包括一結合面11。於本實施例中，該二結合面11均為平滑之表面。可理解，至少一基底10之結合面11可藉由化學蝕刻或機械加工之方式進行粗化得到不平滑之表面。

步驟S2、請參閱圖4，對至少一基底10之結合面11進行加工形成至少一容置槽111。本實施例中，藉由蝕刻之方式形成該容置槽 111。可理解，該容置槽111還可藉由其他加工方式形成，如機械加工。

步驟S3、提供所述散熱片填充組合物40。

步驟S4、請參閱圖5，將該散熱片填充組合物40填充於一基底10所述容置槽111中。本實施例中，該散熱片填充組合物40藉由網印之方式填充於該容置槽111中。

步驟S6、請參閱圖6，提供一膠黏材料，將該膠黏材料塗佈於至少一基底10之結合面11除該容置槽111外之區域。

步驟S7、請參閱圖1，將二基底10以二結合面11相對之方式黏合並進行固化得到散熱片100。二基底10藉由膠黏材料結合，且二基底10上之容置槽111二二對應形成腔體30。該膠黏材料藉由高溫烘烤後固化形成膠黏層20，另，由於通常情況下該高溫烘烤之溫度大於該散熱媒介分解所需之第二溫度，每一腔體30中散熱片填充組合物40中之散熱媒介於高溫烘烤該膠黏材料時分解得到可相變之有機材料。

當形成之腔體30之數量至少為二時，該散熱片100之製作方法還包括於步驟S7後，將上述散熱片100進行切割得到至少二散熱單元。每一散熱單元包括至少一完整之腔體30。即，於不變更製作參數之前提下，散熱片100可根據需散熱組件之大小切割形成大小合適之散熱單元。

上述散熱片100，其製作方法簡單。由於該散熱片填充組合物40由不揮發之散熱媒介與增稠劑組成，該增稠劑使得該散熱片填充組合物40具有一定黏稠度，便於藉由網印之方式將該散熱片填充 組合物40填充於容置槽111中。而該散熱媒介不揮發，且該散熱媒介於一定溫度下可分解得到低沸點、高潛熱之導熱物質，於不影響後續散熱片100之散熱性能之前提下避免了於網印過程中散熱片填充組合物40易揮發之問題。

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

111‧‧‧容置槽

20‧‧‧膠黏層

30‧‧‧腔體

310‧‧‧內壁

40‧‧‧散熱片填充組合物

Claims (7)

1. 一種散熱片填充組合物，其包括散熱媒介及增稠劑，其中，該散熱媒介與增稠劑之重量比為(9~999)：1，該散熱媒介於第一溫度下不揮發，且於第二溫度下可分解得到可相變之有機材料，該第二溫度大於該第一溫度，該散熱媒介選自環氧樹脂、乙酸鈣及酚甲烷中之一種或幾種之組合。
2. 如申請專利範圍第1項所述之散熱片填充組合物，其中該增稠劑選自無機增稠劑、天然高分子及其衍生物、合成高分子、絡合型有機金屬化合物與印花增稠劑中之一種或幾種之組合。
3. 如申請專利範圍第1項所述之散熱片填充組合物，其中該散熱媒介受熱分解所得之可相變之有機材料發生相變化時之溫度介於10℃~90℃。
4. 如申請專利範圍第3項所述之散熱片填充組合物，其中該散熱媒介受熱分解所得到之可相變之有機材料之相變化焓高於30cal/g。
5. 如申請專利範圍第1項所述之散熱片填充組合物，其中該散熱媒介受熱分解所得之有機材料包括含5碳以下之醇類、酮類、醚類或酯類，或含5至8碳以下之烷類。
6. 一種散熱片，其包括至少一封閉之腔體，其改良在於：該散熱片還包括可相變之有機材料與增稠劑，該可相變之有機材料與該增稠劑填充於該腔體中，該可相變之有機材料由填充於該腔體中之散熱媒介受熱至第二溫度時分解而成，該散熱媒介於第一溫度下不揮發，該第二溫度大於該第一溫度，該散熱媒介選自環氧樹脂、乙酸鈣及酚甲烷中之一種或幾種之組合。
7. 一種包含如申請專利範圍第1~5項任意一項所述之散熱片填充組合物之散 熱片之製作方法，其包括以下步驟：提供二該基底，二基底分別包括一結合面；對至少一基底之結合面進行加工形成至少一容置槽；提供所述散熱片填充組合物；將該散熱片填充組合物填充於一基底所述容置槽中；提供一膠黏材料，將該膠黏材料塗佈於至少一基底之結合面除該容置槽外之區域；將二基底以二結合面相對之方式黏合並進行高溫固化，受熱固化時該散熱片填充組合物中之散熱媒介分解得到該可相變之有機材料。