TWM466466U - 均熱膠帶 - Google Patents

Description

均熱膠帶

本創作基本涉及散熱領域，尤其涉及一種均熱片。

如今，隨著電腦技術的發展，電腦發展的趨勢是發展更輕和更薄的產品。例如，平板電腦和筆記型電腦越來越流行，因為它們靈巧的外形。由於這些產品的尺寸變得更小，散熱始終是一個值得考慮的方面。

均熱片是一種在熱源和輔助熱交換器之間傳遞熱的熱交換器，其表面區域和形狀比起熱源更有利於散熱。通過均熱片，由熱源產生的熱“擴散”至輔助熱交換器，這樣得以很好的消除熱源中的熱積蓄。因此，熱源上均熱片和輔助熱交換器的組合有助於這些產品的散熱。

基於其高的導熱係數，石墨是通常用來製作均熱片的一種材料。石墨的傳導率是典型的各向異性的，在X-Y方向(即石墨薄膜的X-Y平面)上的導熱係數為約400 W/m．K至4,000W/m．K。在Z方向上(即通過石墨薄膜的厚度)的導熱係數很低，約為40 W/m．K。

每當用作均熱片時，石墨膠帶通常被應用在(諸如平板電腦或者筆記型電腦的)熱點上以快速移除熱。圖1中顯示了傳統均熱石墨膠帶的設計和應用。這種均熱石墨膠帶包括三層：絕緣層1，石墨層2，以及黏合層3。在使用時，如圖2所示，絕緣層1設置在熱點8處，中間石墨層2負責從熱點8傳遞熱，而黏合層3疊層在平板電腦或者筆記型電腦的外殼上。為了從熱點8快速移除熱，並且同時防止使用者在他們觸摸外殼9時感覺到平板電腦或者筆記型電腦的表面是熱的，均熱膠帶通過被佈置以將熱傳遞聚集在X-Y方向，同時實現在Z方向上的適當的熱“絕緣”(參見圖1)。即，如圖1和2中所示的，以順利且有效的方式實現X方向和Y方向上的熱傳遞，這有助於從熱點8處散熱。抑制在Z方向(即垂直於膠帶的主表面的方向)上的熱傳遞，因為石墨的低的Z方向上的導熱係數。高的X-Y方向上的導熱係數以及低的Z方向上的導熱係數的結合導致至外殼9的更低的熱傳遞，並且使用者在他們觸摸外殼9時不會感覺到平板電腦或者筆記型電腦的表面是熱的。

此外，例如銅的金屬也通常被用作均熱片的材料。因此，理想的是發展一種具有方向性(即各向異性)的散熱結構(即在X-Y方向上有效散熱而在Z方向(即垂直於膠帶的主表面的方向)上改進熱傳遞屏障的作用)的均熱膠帶。

本創作的一個目的在於提供一種均熱膠帶，該均熱膠帶具有各向異性散熱結構(即，在X-Y方向上良好散熱而在Z方向(即垂直於膠帶的主表面的方向)上改進熱傳遞屏障的作用)。

根據本創作的一個方面，提供了一種均熱膠帶，包括均熱層和熱絕緣層，所述熱絕緣層黏合貼附至所述均熱層，其中所述熱絕緣層包括至少一聚合物區域和形成在所述至少一聚合物區域中並且由所述至少一聚合物區域限定的至少一空穴區域。所述至少一空穴區域適於在熱絕緣層中改進熱傳遞屏障作用。

1‧‧‧絕緣層

2‧‧‧石墨層

3、2100‧‧‧黏合層

8‧‧‧熱點

9‧‧‧外殼

10、210、310、410‧‧‧保護層

100、200、300、400‧‧‧均熱膠帶

20、220、320、420‧‧‧均熱層

30、230、330、430‧‧‧熱絕緣層

3301‧‧‧黏合片

40、240、340、440‧‧‧空穴區域

460‧‧‧第二熱絕緣層

50、250、350、450‧‧‧聚合物區域

圖1是一種現有技術中的均熱石墨膠帶的示意圖。

圖2是應用在平板電腦/筆記型電腦/智慧型手機/電視機的外殼和熱點之間的該現有技術中的均熱石墨膠帶的示意圖。

圖3是根據本創作的第一實施例的一種均熱膠帶的示意圖。

圖3a是根據本創作的第一實施例的一種變化的均熱膠帶的示意圖。

圖4是應用在平板電腦/筆記型電腦/智慧型手機/電視機的外殼和熱點之間的根據本創作的第一實施例的一種均熱膠帶的示意圖。

圖5是根據本創作的第二實施例的一種均熱膠帶的示意圖。

圖6a至圖6c示意性顯示可以被用在本創作的均熱膠帶中的各種熱絕緣層。

圖7a和7b示意性顯示可以被用在本創作的均熱膠帶中的可選熱絕緣層。

圖8是根據本創作的第三實施例的一種均熱膠帶的示意圖。

圖9顯示可以被用在本創作的均熱膠帶中的泡棉材料層的示意圖。

圖10是根據本創作的第四實施例的一種均熱膠帶的示意圖。

通過結合附圖對本創作實施例的以下描述，本創作的這些及/或其它方面和優勢能更加明顯易懂。

本創作的範圍絕不會限於附圖，各組成部件的數量、其材料、形狀以及相對佈置等僅作為實施例中的範例公開。這些附圖並不是按照比例繪製的。在附圖中，類似的標號通常表示相同、功能相似及/或結構類似的元件。

以下結合附圖詳細描述本創作公開內容的一些實施例，其中相同的標號表示相同的元件。然而，本創作公開內容可以具體化為多種不同的形式並且不應該被解釋為受限於這裡所描述的實施例；相反地，提供這些實施例使得本 創作公開內容會是徹底的且完全的，並且會向本領域技術人員完全表明本創作公開內容的概念。

本創作提供了一種均熱膠帶，包括適於散熱的至少一均熱層；和黏合貼附至均熱層的至少一熱絕緣層。至少一空穴區域形成在該熱絕緣層中並且適於在該熱絕緣層中改進熱傳遞屏障作用。在一些實施例中，熱絕緣層可以包括多個聚合物區域及/或多個空穴區域。(多個)空穴區域可以含有一種或多種氣體，例如，空氣、氮氣、和二氧化碳。(多個)空穴區域的結構可以包括並且不限於空隙、通道、氣孔、孔洞、凹槽等。(多個)空穴區域的結構可以包括不同結構(例如凹槽和氣孔)的組合。要理解的是(多個)空穴區域形成在聚合物區域中並且由聚合物區域限定，所以，理想地，聚合物區域被適當地成形為在一個結構中包含(多個)空穴區域。

根據本創作的一個方面，均熱膠帶可以更包括貼附至均熱層的保護層。在一些實施例中，例如，保護層可以具體化為電絕緣層。根據本創作的另一方面，均熱膠帶可以還包括貼附至熱絕緣層的保護層。在一些實施例中，例如，保護層可以具體化為第二熱絕緣層。

根據本創作的一個方面，熱絕緣層可以包括至少一聚合物區域和形成在聚合物區域中並且由聚合物區域限定的至少一空穴區域。較佳地，提供多個聚合物區域和多個空穴區域。聚合物區域可以包括黏合劑。根據本創作的另一方面，熱絕緣層可以還包括兩個黏合片，熱絕緣層的聚合物 區域可以包括位於兩個黏合片之間並且黏合貼附至這兩個黏合片的至少一非黏合層。

參見圖3，均熱膠帶100包括用於支撐和保護的保護層10，適於散熱的均熱層20，以及熱絕緣層30。熱絕緣層30可以由諸如黏合劑的聚合材料形成，並且可以通過其自身的黏合性能或者通過任何常規方式，例如通過額外的黏合劑(圖未顯示)，被貼附至均熱層20。根據本創作的一個方面，熱絕緣層30包括形成在熱絕緣層30的聚合物區域50中並且由聚合物區域50限定的空穴區域40。空穴區域40可以含有空氣並且適於在熱絕緣層30中改進熱傳遞屏障作用。熱絕緣層30通常在聚合物區域50中包含具有低導熱係數的材料，典型地從約0.05 W/m．K至約0.2W/m．K。已知空氣具有低導熱係數，典型地約為0.023W/m．K。因此，可能包括空氣的空穴區域40在熱絕緣層30中提供比聚合物區域50更好的“熱傳遞屏障”。

可以通過採用第二黏合層(圖未顯示)結合均熱層20和熱絕緣層30。熱絕緣層可以由黏合劑製成。均熱膠帶100具有沿著均熱層20的表面(即均熱層的X-Y平面)的高導熱係數，以及通過熱絕緣層30(即通過膠帶的厚度)的低導熱係數，原因在於具有空穴區域40的熱絕緣層30整體低的導熱係數。根據本創作的一個方面，均熱膠帶100具有在X-Y方向(即X-Y平面)上的高導熱係數，以及在Z方向(即垂直於膠帶100的主平面的方向)上的低導熱係數。

在一些實施例中，保護層10在均熱膠帶100中 可以改進支撐層的作用，並且還可以是電絕緣層。在另一個實施例中，保護層10可以集成類似於熱絕緣層30或者與熱絕緣層30相同的熱絕緣層。在一個可選實施例中，保護層可以具有形成在其上的熱絕緣層。例如，在圖3a所示的實施例中，保護層10具有在其上形成有空穴區域40的熱絕緣層30。

根據本創作的一個方面，熱絕緣層30的聚合物區域50可以選自具有低導熱係數的材料並且適於黏合結合至其它層。在一個方面中，聚合物區域50可以是黏合劑。黏合劑可以是熱固性黏合劑、壓敏黏合劑、熱塑性彈性黏合劑和熱熔性黏合劑中的至少一種，較佳是壓敏黏合劑。黏合劑可以包括橡膠黏合劑(例如橡膠壓敏黏合劑)、丙烯酸黏合劑、聚胺基甲酸酯黏合劑、聚亞醯胺黏合劑、矽氧烷黏合劑、環氧樹脂黏合劑以及它們的組合中的至少一種。例如，在一些實施例中，圖3中熱絕緣層30中聚合物區域50的黏合劑可以是橡膠壓敏黏合劑或丙烯酸壓敏黏合劑。根據本創作的另一個方面，如圖9中所示的，熱絕緣層330的聚合物區域可以包括至少一非黏合層350。熱絕緣層330還包括兩個黏合片3301。非黏合層350位於這兩個黏合片3301之間並且黏合貼附至這兩個黏合片3301。空穴區域40形成在非黏合層350中並且可以包括例如空氣的氣體。熱絕緣層330的聚合物區域的非黏合層350可以由泡棉材料形成。

要注意的是，空穴區域40的結構可以採用形成在熱絕緣層中的任何可能構造，這由聚合物區域成形和限定。 審視圖3和圖9中所示的實施例，熱絕緣層30的空穴區域40的結構和非黏合層350的空穴區域340的結構分別可以包括但不限於空隙、通道、氣孔、孔洞、凹槽等。空穴區域可以包括例如凹槽和氣孔的這些結構的各種結合。它們可以通過聚合物區域提供。而且，根據本創作，形成在熱絕緣層中的空穴區域的總體積(諸如圖3中的熱絕緣層30的空穴區域40或圖9中的非黏合層350的空穴區域340)的範圍可以是熱絕緣層的體積的約22%至約90%。同時，相關的聚合物區域50的範圍可以是熱絕緣層的體積的約78%至約10%。在一些實施例中，空穴區域的總體積，例如，熱絕緣層30的空穴區域40，可以是形成在其所在的層的體積的約三分之一至約三分之二。在一個實施例中，當採用泡棉材料時，形成在非黏合層350的空穴區域340的總體積的範圍可以是聚合物區域350的約22%至約24%。在另一個實施例中，空穴區域440的範圍可以是泡棉材料的總體積百分比的約60%至約90%，而聚合物區域430的範圍可以是約40%至約10%。

根據本創作，均熱層可以包括金屬、陶瓷、石墨、石墨烯、由導熱顆粒和聚合物構成的合成物、以及它們的組合中的至少一。例如，圖3中的均熱層20可以是金屬層，例如金屬箔或者金屬薄膜。在一些實施例中，均熱層可以是金屬銅層。在另一個實施例中，均熱層可以是金屬鋁層。

根據本創作，均熱膠帶可以包括多個均熱層及/或多個熱絕緣層。所述多個均熱層及/或多個熱絕緣層彼此交替佈置，使得在均熱膠帶中設置至少一熱絕緣層。例如，在 圖5所示的實施例中，均熱膠帶200包括三個均熱層220和兩個熱絕緣層230，它們可以彼此黏合地並且交替地佈置。空穴區域240分別形成在兩個熱絕緣層230中。

根據本創作，均熱膠帶的總厚度是從約0.01 mm至約0.4 mm。根據本創作的一些實施例，均熱膠帶的總厚度具體地是從約0.05 mm至約0.2 mm。

以下涉及本創作的若干具體實施例。

第一實施例

參見圖3至4，提供均熱膠帶100的第一實施例。具體地，如圖3中所示的，均熱膠帶100包括用於支撐和保護的保護層10，適於散熱的均熱層20，以及熱絕緣層30，其可以採用黏合劑的形式。均熱層20位於熱絕緣層30和保護層10之間。空穴區域40(其可以是空氣空隙)形成在熱絕緣層30中並且由聚合物區域50限定。這些空氣空隙在熱絕緣層30中適於改進熱傳遞屏障作用。正如圖3和4中所示的，空穴區域40是形成在熱絕緣層30中的空氣空隙陣列。

根據本創作的第一實施例，均熱層20是石墨層，其作為已知的傳統均熱層並且可以由本領域技術人員選擇。正如前面所描述的，石墨在X-Y方向上具有非常好的導熱係數，從約400 W/m．K至約4000W/m．K，而在Z方向上具有非常差的導熱係數，約40W/m．K。Z方向穿過石墨層的厚度。在第一實施例中，空穴區域40陣列形成在由本創作提供的熱絕緣層30中。因此，由於因具有相應空氣空隙的熱絕緣層引起的熱傳遞屏障，與沒有空氣空隙的熱絕緣層相比，更少的 熱會通過具有空氣空隙陣列的熱絕緣層30傳遞。因此，可以獲得具有各向異性導熱係數(即在X-Y方向上具有高導熱係數而在Z方向上具有低導熱係數)的均熱膠帶。

保護層10被提供以賦予其為石墨層的均熱層20以柔性。已知石墨是脆的，因此通常提供保護層10。保護層10還可以被選擇用作層疊在均熱層20的石墨上的單個更薄的膠帶。

不限於其它可行的應用，圖3至4中的均熱膠帶100較佳地被用於防止電子裝置的外殼在使用期間變得太熱。在這種應用中，熱絕緣層30較佳黏合貼附至外殼9，如圖4中所示。在一個實施例中，保護層10是電絕緣層。

圖4是顯示應用在平板電腦/筆記型電腦/智慧型手機/電視機的外殼和熱點之間的根據本創作的第一實施例的均熱膠帶100的示意圖。在此應用中，保護層10是鄰近熱點8的第一層。因此，平板電腦/筆記型電腦/智慧型手機/電視機的外殼9，如圖4中所示，可以通過均熱膠帶100而防止變得太熱。

圖3a顯示根據本創作的第一實施例的一種可選範例。在均熱層20和保護層10之間設置具有空穴區域40的額外的熱絕緣層30。此範例給予保護層10的額外的熱絕緣以及對(可能由石墨材料製成的)均熱層20的更多柔性。

在圖3至4所示的實施例中，均熱層20可以是商業上可獲得的具有範圍從約100μm至約200μm的厚度的石墨層。例如，可以採用商業上可獲得的O0S1001型石墨層。 保護層10可以具有從約5μm至約50μm，特別地15-30μm，的厚度，並且由黏合膠帶製備。可以以任何在傳統的均熱膠帶中已知的方法選擇這兩個層20和10的材料和厚度。熱絕緣層30可以具有從約2μm至約200μm的厚度，取決於具體應用和用來製備熱絕緣層30的材料(將會在後面解釋)的需求。然而，各個層的厚度的上述範圍是基於應用需求的，沒有打算要限制選擇具體應用所需的每個層的更大或更小的厚度。

保護層10、均熱層20和熱絕緣層30中的每個層疊在一起以形成均熱膠帶100。均熱膠帶100可以通過黏合結合在一起，這個過程本質上可以是用於傳統均熱膠帶的已知方法。

熱絕緣層30可以由具有低導熱係數的黏合劑材料製備，以形成其聚合物區域50。黏合劑可以是熱固性黏合劑、壓敏黏合劑、熱塑性彈性黏合劑、和熱熔性黏合劑中的至少一種，較佳是壓敏黏合劑。例如，黏合劑可以包括橡膠黏合劑(例如橡膠壓敏黏合劑)、丙烯酸黏合劑、聚胺基甲酸酯黏合劑、聚亞醯胺黏合劑、矽氧烷黏合劑、環氧樹脂黏合劑、以及它們的組合中的至少一。這些材料可以用來製備熱絕緣層30並形成聚合物區域50。在一個範例中，從St.Paul,Minnesota的3M公司可商業獲得的8003型聚合物丙烯酸黏合膠帶可以用來製備熱絕緣層30，具體地，形成聚合物區域50。還可以獲得如上面所討論的其它可選選擇。

保護層10可以由本領域技術人員已知並且商業 上可獲得的材料製備，諸如丙烯酸黏合膠帶。例如，其可以由從St.Paul,Minnesota的3M公司可商業獲得的12T16型膠帶製備。在此情況下，所製備的保護層10典型地可以具有範圍從約15μm至約25 μm的厚度。然而，業界公知的其它適宜聚合物材料及/或黏合膠帶可以用於製備保護層10。具體地，保護層可以由具有電絕緣特性的單面黏合膠帶製備。

形成在熱絕緣層30中的空穴區域40的結構，如圖3至4所示，可以是由聚合物區域50限定的多種形狀和尺寸。聚合物區域50可以根據需要具有任何適於形成空穴區域40的結構。例如，空穴區域40的結構可以是空隙、通道、氣孔、孔洞、凹槽等，並且它們可以填充有諸如空氣、氮氣或二氧化碳的氣體。例如，如果通孔可以作為空穴區域40形成，那麼可以通過對聚合物區域50採用打孔技術形成。另一方面，空穴區域40和聚合物區域50兩者可以形成並行的區域並且空穴區域40可以是貫通的通道。空穴區域的寬度或直徑可以從約0.5mm至約5mm，而通孔或者通道的高度可以是從約2 μm至約200 μm；並且其中相應地形成空穴區域40。在上面所述的一個範例中，當從3M公司獲得的8003型聚合物丙烯酸黏合膠帶用來製備帶作為空穴區域的通孔的熱絕緣層30時，熱絕緣層30的厚度可以是約30 μm並且空穴區域40和聚合物區域50兩者可以具有類似的厚度。要理解的是，當選擇不同材料製備熱絕緣層30時，厚度可以變化。還有，根據本創作，形成在熱絕緣層中的空穴區域的總體積，諸如形成在熱絕緣層30中的空穴區域40的總體積的範圍可以是 熱絕緣層的體積的約25%至約85%，這意味著剩餘部分可以是聚合物區域50。空穴區域40的總體積可以是熱絕緣層30的體積的約三分之一而該體積的三分之二可以是聚合物區域50。空穴區域40的總體積可以根據它的尺寸進行變化。在一個實施例中，空穴區域40可以是具有與聚合物區域50的厚度類似的高度並且與聚合物區域50並排的凹槽。本範例中是凹槽的空穴區域40可以具有與聚合物區域50相同的寬度。可選地，空穴區域40的寬度與聚合物區域50的寬度之比的範圍可以是從約1：2至約2：1，因此，空穴區域40的總體積的範圍相應地可以是熱絕緣層30的體積的約33.3%至約66.6%。還有，凹槽的寬度或者諸如空穴區域40的孔徑的其它尺寸不需要是均勻的，即，在熱絕緣層30中可以佈置不同尺寸的空穴區域40。可以理解為，空穴區域40實際上是由聚合物區域50圍繞形成和限定的，所以，應該相應地製備後者以提供理想的空穴區域40。因此，空穴區域40的描述也可以解釋聚合物區域50的形狀、體積和結構。

熱阻抗評估

為了比較現有技術中的均熱石墨膠帶和根據本創作的第一實施例的均熱膠帶100的熱阻抗，實施熱阻抗評估測試。在此評估中，如圖3所示的具有包括開孔的空穴區域的均熱石墨膠帶100是範例1而沒有空穴區域的傳統均熱石墨膠帶是比較範例1。具體地，範例1和比較範例1均具有1英寸×1英寸(2.54 cm x 2.54 cm)的相同尺寸，而範例1具有在其黏合層中的空氣空隙。在此測試中，從臺灣的Long Win科學技術公司可獲得的ASTM5470熱阻抗測量儀用來評估這些樣品的熱阻抗。測量儀處於65 psi以及80℃的溫度下20分鐘。表1顯示此測試中範例1和比較範例1之間的熱阻抗比較的結果。

由上可知，可以看出，範例1的熱阻抗高於比較範例1的熱阻抗。

第二實施例

參見圖5至7b，提供根據本創作的第二實施例的一種均熱膠帶200。均熱膠帶200具有多層構造。具體地，均熱膠帶200包括(i)用於支撐和保護的保護層210，(ii)三個均熱層220，其可以是適於散熱的金屬，例如金屬銅，(iii)兩個熱絕緣層230，其可以包括黏合劑，其包括聚合物區域250和由聚合物區域250限定的空穴區域240，並且適於作為熱傳遞屏障並且用於黏合結合，以及(iv)，黏合層2100，其可以是雙面塗層黏合膠帶，適於將均熱膠帶200貼附至熱點8。如圖5中所示，三個均熱層220和兩個熱絕緣層230彼此交替佈置。空穴區域240形成在兩個熱絕緣層230中，由聚合物區域250限定並且改進沿熱絕緣層230的Z方向的熱傳遞屏障作用。如圖5至7b所示，空穴區域240可以是形成在形成熱絕緣層230 的例如黏合劑的聚合物材料中的空氣空隙陣列。換言之，熱絕緣層230的聚合物區域250可以形成提供用於空穴區域240的空氣空隙的結構。在沒有限制可行應用的情況下，圖5中的均熱膠帶200可以用來貼附至熱點8，用於散熱。在此應用中，黏合層2100可以貼附至熱點8。在一個範例中，保護層210是用於實現更佳的保護的電絕緣和熱絕緣層。

在本創作的第二實施例中，均熱層220可以包括金屬銅。正如現有技術中已知的，金屬銅具有約386 W/m．K的導熱係數。因此，在使用期間，當熱流過具有可能是空氣空隙的空穴區域240的熱絕緣層230時，熱不會輕易傳遞至下一個均熱層220，這樣與現有技術中的均熱石墨膠帶相比，使用者會感覺到更少的熱。在一個可選實施例中，可以採用僅一個均熱層，例如金屬銅。

均熱膠帶200的第二實施例具有一些優勢。第一，如果金屬銅用作均熱層220，那麼均熱膠帶200比其中石墨被用作均熱層的膠帶更加柔性。第二，銅比石墨更便宜。此外，銅的導熱係數足夠高以提供好的散熱。

可以對如圖5所示的均熱膠帶200進行多種變化。例如，均熱膠帶200可以具有僅一個均熱層220和一個熱絕緣層230，其中均熱層是金屬層並且用來散熱，其中，熱絕緣層是用作熱傳遞屏障和黏合劑的聚合物黏合層。

此外，圖6a至圖6c示意性顯示根據本創作的第二實施例的均熱膠帶200中由聚合物區域250限定的空穴區域240的多種佈局。圖6a示意性顯示熱絕緣層230中具有典型空 氣空隙形樣式的空穴區域240，空隙是並排的。圖6b示意性顯示熱絕緣層230中類似的空氣空隙佈局，空氣空隙以約45°的角度傾斜。而且，圖6c顯示佈置在熱絕緣層230中的空氣空隙的另一款樣式。在這些佈局中，聚合物區域250和空穴區域240可以具有不同尺寸以提供不同空氣空隙。例如，聚合物區域250或空穴區域240可以具有範圍從約100 μm至約200μm的典型寬度。聚合物區域250和空穴區域240不是必須相同，可以是一個大於另一個或者一個小於另一個。正如本創作的實施例中所解釋的，空穴區域240的總體積可以根據它們的尺寸進行變化。在一個範例中，空穴區域40可以具有與聚合物區域50相同的寬度。可選地，空穴區域240的寬度與聚合物區域250的寬度之比的範圍可以是從約1：2至約2：1，因此，空穴區域240的總體積的範圍相應地可以是熱絕緣層230的體積的約33.3%至約66.6%。傾斜的空隙的角度也可以改變，諸如例如30°或者15°。可選地，聚合物區域250和空穴區域240不需要是直線形的及/或連續地，它們也可以是虛線或者彎曲的(圖未顯示)。

圖7a和7b示意性顯示根據本創作的第二實施例的均熱膠帶200中由聚合物區域250限定的空穴區域240的可選佈局。空穴區域240可以是由聚合物區域250的連續結構提供的單獨的多個孔，正如圖7a中的白色圓圈所示，或者可以是由聚合物區域250的單個的點結構提供的連續區域，正如圖7b中的白色區域所示。圖7a和圖7b中的黑色區域顯示熱絕緣層230中的聚合物區域250。而且，可以理解的是，圖7a和7b 中的空穴區域240和聚合物區域250可以具有不同尺寸和形狀，諸如圖7a中空穴區域240的尺寸範圍從約100 μm至約300 μm的孔和圖7b中聚合物區域250的尺寸範圍從約100 μm至約300 μm的點。空穴區域240和聚合物區域250不是必須相同或者具有特定形狀。它們可以是圓形、方形、星形、三角形或其它的形狀。這些範例僅用於易於理解本創作，而非用於限制本創作的範圍。

空穴區域和聚合物區域的體積百分比可以根據應用的需要變化。以空穴區域為例，通過調節空穴區域的尺寸，諸如孔徑、間隙的寬度等，從而改變該體積，因此，空穴區域240的總體積可以相應地變化。熱絕緣層230中空穴區域240的體積百分比的範圍可以是從熱絕緣層230的體積的約25%至約85%，尤其是，約33.3%至約66.6%，或者甚至比圖7a和7b中所示的範例中更多或更少。空穴的體積百分比可以是或可以接近50%，正如圖6a中的範例所示的。這可以根據需要改變。還可以理解的是，相應地製備聚合物區域以提供所需的空穴區域。因此，聚合物區域的形狀、體積和結構按空穴區域的需求決定。

而且，本創作的上面解釋的以及第一和第二實施例中的空穴區域的其它特徵和變化可以適當地應用至本實施例，這是本領域技術人員可以理解的。例如，空穴區域240可以形成與熱絕緣層230具有相同的厚度。

表2顯示根據本創作的第二實施例的均熱膠帶200的各個層的範例構成。

均熱層220可以是商業可獲得的銅片或箔。在一個實施例中，銅片或箔的厚度小於約100 μm，這樣均熱層200的總厚度可以是理想的薄。銅片的範例可以具有從約18μm至約35μm的厚度，例如從臺灣的長春(ChangChun)公司商業可獲得EFR1YH(35μm)型銅箔。也可以選擇均熱膠帶所屬技術領域的技術人員熟悉的其它銅片，以供使用。保護層210和黏合層2100可以由本領域技術人員公知並且也可商業獲得的材料製備。例如，保護層210可以以與所述的本創作的第一實施例中的保護層10的保護層類似的方式製備。在一個實施例中，保護層由從St.Paul,Minnesota的3M公司可商業獲得的12T16型膠帶製備。在此範例中，所製備的保護層210具有範圍從約15 μm至約25 μm的厚度。在另一實施例中，黏合層2100可以是如上所述的雙面塗層黏合膠帶，並且具體地為用於實現熱點8的更好的均熱的丙烯酸導熱膠帶。不意味著某種限制，黏合層2100可以具有範圍從約20μm至約150μm的厚度。在一個範例中，黏合層由8003型雙面塗層膠帶製備並且具有約30 μm的厚度。8003型雙面塗層膠帶可以從St.Paul,Minnesota的3M公司商業獲得。

熱絕緣層230可以具有如上面本創作的前述實施例中所述的約8 μm至約100 μm的厚度。在一個範例中，熱絕緣層230可以具有範圍從約8μm至約30 μm的厚度。本創作第二實施例的熱絕緣層230的材料選擇可以與本創作第二實施例中所解釋的類似。還有，也可以以類似方式實現這些層的層疊。熱絕緣層230可以包括膠黏橡膠。與前述討論類似地，熱絕緣層230的聚合物區域250可以選自具有低導熱係數並且可以適於黏合結合至其它層的材料。在一個方面中，聚合物區域250可以是黏合劑。黏合劑可以是熱固性黏合劑、壓敏黏合劑、熱塑性彈性黏合劑、和熱熔性黏合劑中的至少一種，特別是壓敏黏合劑。黏合劑可以包括橡膠黏合劑(例如橡膠壓敏黏合劑)、丙烯酸黏合劑、聚胺基甲酸酯黏合劑、聚亞醯胺黏合劑、矽氧烷黏合劑、環氧樹脂黏合劑、以及它們的組合中的至少一。例如，聚合物區域250的黏合劑可以是橡膠壓敏黏合劑或丙烯酸壓敏黏合劑。作為一個範例，可以採用從St.Paul,Minnesota的3M公司可商業獲得的8003型聚合物丙烯酸黏合膠帶製備熱絕緣層230。在此範例中，熱絕緣層230的厚度可以是約30 μm。

根據本創作第二實施例的均熱膠帶200可以具有不同數量的均熱層220，例如，不同數量的銅片或箔，以及熱絕緣層230，這樣相應地可以改變這些層的總數以及膠帶厚度。採用具有不同數量的均熱層220的若干樣品，其中均熱層 為銅。還採用熱絕緣層230的若干樣品以比較性能。

表3顯示根據本創作的各個可選均熱膠帶200的熱阻抗測試結果。相應的範例具有不同數量的由銅製造的均熱層220，以及具有由聚合物區域250限定的空穴區域240(其包括空氣)。範例2具有作為均熱層220的三個金屬銅層，和兩個熱絕緣層230。範例3具有作為均熱層220的兩個金屬銅層，和一個熱絕緣層230。範例4具有作為均熱層220的一個金屬銅層，和一個熱絕緣層230。比較範例2具有作為均熱層的沒有空氣空隙的一個金屬銅層，並且沒有熱絕緣層。每個樣品具有40 mm×40 mm的尺寸。測試設備和方法與本創作第一實施例中採用的相同。

表3的資料說明，具有空穴區域240的熱絕緣層 230的範例2-4具有比具有單個均熱層而沒有熱絕緣層的比較範例2更高的熱阻抗。還有，資料說明具有作為均熱層的多個金屬銅層和多個熱絕緣層的範例2和3可以取得比具有單個均熱層和熱絕緣層的範例4更高的熱阻抗。

表4顯示根據本創作的具有作為均熱層的多個金屬銅層和多個熱絕緣層的另一個均熱膠帶的範例5的熱阻抗與具有作為均熱層的多層金屬銅層而沒有熱絕緣層的比較範例3比較的測試結果。具體地，兩個範例均具有類似的尺寸並且在相同條件下進行測試。範例5中的黏合層2100為泡棉材料膠帶。

範例5和比較範例3具有類似的厚度。表4的資料顯示範例5具有比比較範例3更高的熱阻抗。

另一方面，關於根據本創作第二實施例的多層均熱膠帶200，均熱膠帶200中的這些層可以採用不同的安排。 例如，黏合層2100可以是導熱膠帶層。另一方面，可以移除黏合層2100和金屬銅層220，同時在外殼(而不是熱點)上使用多層均熱膠帶200的剩餘部分，這樣，在使用期間，多層均熱膠帶200的均熱層230可以直接貼附到平板電腦、筆記型電腦、智慧型手機、或電視機的外殼。此外，均熱層230中空穴區域240的陣列也可以採用不同佈局(參見圖6a-6c以及圖7a和7b)。

第三實施例

圖8和9中顯示了均熱膠帶300的第三實施例。均熱膠帶300具有熱絕緣層330，熱絕緣層330包括由夾在兩個黏合片3301中的聚合物區域350限定的空穴區域340。聚合物區域350包括至少一非黏合劑材料。根據本創作的第三實施例，均熱膠帶300具有多層構造。具體地，均熱膠帶300包括(i)保護層310，其可以是單個的黏合膠帶，用於支撐和保護，(ii)三個均熱層320，適於散熱，其可以是金屬銅，以及，(iii)三個熱絕緣層330，適於改進提供熱傳遞屏障作用並且黏合層疊至均熱層320。如圖8中所示的，三個熱絕緣層330和三個均熱層320可以彼此相互交替佈置。可以包括例如空氣、氮氣或者二氧化碳的一個或多個氣體的空穴區域340形成在熱絕緣層330的聚合物區域350中並由聚合物區域350限定，並且適於改進沿(即通過熱絕緣層230的厚度的)Z方向的熱傳遞屏障作用。圖9顯示根據本創作的第三實施例的均熱膠帶300的一個熱絕緣層330的示意圖。具體地，熱絕緣層330的聚合物區域350包括一個非黏合層和兩個黏合片3301。非黏合層位於這兩 個黏合片3301之間並且黏合貼附至兩個黏合片3301，而空穴區域340形成在聚合物區域350的非黏合層中。這裡，非黏合層可以是具有空穴區域的泡棉材料。這兩個黏合片3301可以是黏附至泡棉材料的兩側的丙烯酸黏合片。空穴區域340形成在聚合物區域350的泡棉材料中，而箭頭表示泡棉材料中可能的熱流動。要注意空穴區域340既可以是形成在泡棉材料中的氣體氣孔，也可以是其它可在泡棉材料中蓄意加工獲得的空穴結構(例如，空隙、通道、氣孔、孔洞、凹槽等)。可以選擇和採用現有技術中公知的具有各種空穴結構的泡棉材料作為具有空穴結構的聚合物區域350。非黏合層，例如泡棉材料層，厚度範圍可以是從約100 μm至約300 μm，而空穴區域340的尺寸範圍可以是從約2 μm至約50 μm，取決於泡棉材料。然而，在一些範例中，空穴區域340的尺寸範圍可以是從約20 μm至約50 μm。本領域技術人員可以根據需要選擇具有不同數量和尺寸的空穴結構的泡棉材料以製備本實施例中具有聚合物區域350和空穴區域340的熱絕緣層330。因此，空穴區域340可以具有不同的總體積。例如，從St.Paul,Minnesota的3M公司可商業獲得的4914型泡棉材料可以用以製備熱絕緣層330。在此範例中，所製備的聚合物區域350的厚度可以是約250 μm，而泡棉材料密度為0.90 g/sqcm，這提供了聚合物區域350中約22%至約24%體積百分比的空穴區域340。根據需要可以選擇具有不同厚度和泡棉材料密度的泡棉材料。雖然空穴區域340在圖9中可以顯示為球狀，它們不是必須這個形狀。然而，它們的形狀典型的是球形的。

保護層310，均熱層320和其它這裡沒有詳細說明的可以從上述已敘述的實施例中得到參考和理解。

非限制可能的應用，圖8中的均熱膠帶300較佳用來貼附至圖8中的外殼9，用於熱絕緣。在此應用中，熱絕緣層330的黏合片3301可以貼附至外殼9。在一個範例中，保護層310是用於實現更佳的保護的電絕緣和熱絕緣層。

第四實施例

圖10顯示第四實施例的一種均熱膠帶400。具體地，均熱膠帶400包括(i)保護層410，其可以是黏合膠帶，(ii)均熱層420，其可以是適於散熱的金屬或石墨薄片或箔，(iii)熱絕緣層430，適於改進提供熱傳遞屏障的目的，以及(iv)第二熱絕緣層460，用於熱絕緣；其中聚合物區域450和空穴區域440形成在熱絕緣層430中並且空穴區域適於改進Z方向(即穿過熱絕緣層430的厚度)上的熱傳遞屏障作用。

在沒有限制可行應用的情況下，圖10中的均熱膠帶400可以用來貼附至的熱點8，用於均熱。在此應用中，保護層410可以是將均熱膠帶400貼附至熱點8的業界公知的黏合膠帶。在一個實施例中，第二熱絕緣層460是業界公知的用於實現更佳的保護的電絕緣和熱絕緣層。通過選擇例如銅、鋁等的導熱金屬作為均熱層420並且採用黏合劑或泡棉材料以形成具有聚合物區域450和空穴區域440的熱絕緣層430，均熱層420和熱絕緣層430兩者均可以包括前述實施例中所述的單一層和多層膠帶結構。在一個範例中，聚醯胺泡棉材料或者類似材料的其它泡棉材料可以用來製備可以具有約200 μm至約300 μm的厚度的熱絕緣層430。在此範例中，聚醯胺泡棉材料提供了聚合物區域450，而空穴區域440也形成其中。聚合物區域450和空穴區域440的具體尺寸、體積和結構取決於製備聚醯胺泡棉的材料和方法，這是可以變化的。例如，泡棉材料中提供空穴區域440的空隙和氣孔的範圍可以是泡棉材料的體積百分比的約60%至約90%，而空隙和氣孔的平均尺寸可以是約2.0 μm至約2.5 μm。與前述實施例類似的，空穴區域440可以包含空氣或者空氣以及選自氮氣和二氧化碳的一種或多種氣體。此範例顯示比第三實施例中具有更多細小空隙的泡棉材料可以用來製備熱絕緣層。在另一個實施例中，均熱層420可以由諸如來自St.Paul,Minnesota的3M公司的3M 9876型的金屬箔製備。所有各層可以根據上面所述的進行層疊。

根據本創作，諸如具有低導熱係數(約0.2 W/m．K或更低)的黏合劑的聚合物材料被選擇以製備具有空穴區域的熱絕緣層。由於空氣具有非常低導熱係數(約0.023 W/m．K)，空穴區域可以包括空氣或空氣以及例如空氣、氮氣和二氧化碳的一種或多種氣體。因此，空穴區域被引入到本創作的均熱膠帶中以改進“熱傳遞屏障”作用並且形成典型地沿Z方向(即穿過均熱膠帶的厚度)上的熱絕緣層。而且，雖然石墨可以被用作均熱層，但是，根據本創作，可以在均熱膠帶的均熱層的製造中採用例如金屬、陶瓷等的其它合適的均熱材料。此外，在本創作中採用多層層疊技術以改進現有技術中的均熱膠帶的散熱性能，即在X-Y方向上的良 好的散熱，並且改進在Z方向上的熱傳遞屏障特性。

雖然已經顯示和描述了若干實施例，但是本領域的技術人員應理解，一個實施例中的特徵(們)可以與另一個實施例中的那些相互替換，並且，在不偏離本創作公開內容的精神和原理的情況下，可以對這些實施例進行各種變化和改變，本創作的保護範圍由申請專利範圍及其等同物所界定。

9‧‧‧外殼

10‧‧‧保護層

20‧‧‧均熱層

30‧‧‧熱絕緣層

40‧‧‧空穴區域

50‧‧‧聚合物區域

100‧‧‧均熱膠帶

Claims (25)

1. 一種均熱膠帶，包括：一均熱層；以及一第一熱絕緣層，該第一熱絕緣層黏合貼附至該均熱層，其中該第一熱絕緣層包括至少一聚合物區域和至少一空穴區域。
2. 如申請專利範圍第1項所述的均熱膠帶，更包括貼附至該均熱層的一保護層。
3. 如申請專利範圍第2項所述的均熱膠帶，該保護層是一電絕緣層。
4. 如申請專利範圍第2項所述的均熱膠帶，其中該保護層為一丙烯酸黏合膠帶。
5. 如申請專利範圍第2項所述的均熱膠帶，其中該保護層具有範圍從約15 μm至約25 μm的厚度。
6. 如申請專利範圍第1項所述的均熱膠帶，更包括一第二熱絕緣層，該第二熱絕緣層貼附至該第一熱絕緣層。
7. 如申請專利範圍第1項所述的均熱膠帶，更包括一黏合層，該黏合層貼附至該均熱層。
8. 如申請專利範圍第7項所述的均熱膠帶，其中該黏合層具有範圍從約20 μm至約150 μm的厚度。
9. 如申請專利範圍第1項所述的均熱膠帶，更包括貼附至該第一熱絕緣層的另一個保護層。
10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項所述的均熱膠帶，其中該空穴區域形成在至少一該聚合物區域中並且由至少一 該聚合物區域限定。
11. 如申請專利範圍第10項所述的均熱膠帶，其中該空穴區域含有空氣、或者空氣和選自由空氣、氮氣、和二氧化碳中的一種或多種氣體。
12. 如申請專利範圍第1項所述的均熱膠帶，其中該聚合物區域係至少一包括選自由熱固性黏合劑、壓敏黏合劑、熱塑性彈性黏合劑和熱熔性黏合劑中的一種黏合劑。
13. 如申請專利範圍第1項所述的均熱膠帶，其中該聚合物區域係至少一包括選自由橡膠壓敏黏合劑、丙烯酸黏合劑、聚胺基甲酸酯黏合劑、聚亞醯胺黏合劑、矽氧烷黏合劑、環氧樹脂黏合劑中的一種黏合劑或其組合。
14. 如申請專利範圍第1項所述的均熱膠帶，其中該空穴區域係空隙、通道、氣孔、孔洞、凹槽以及它們組合中的至少一種。
15. 如申請專利範圍第1項所述的均熱膠帶，其中該空穴區域具有約0.1 mm至約5mm的寬度以及約2μm至約50μm的高度。
16. 如申請專利範圍第1項所述的均熱膠帶，其中該第一熱絕緣層包括兩個黏合片，其中該聚合物區域包括位於該兩個黏合片之間並且黏合貼附至該兩個黏合片的至少一非黏合層，並且其中該空穴區域形成在該非黏合層中。
17. 如申請專利範圍第16項所述的均熱膠帶，其中該非黏合層係具有多個該空穴區域的泡棉材料。
18. 如申請專利範圍第17項所述的均熱膠帶，其中該泡 棉材料中多個該空穴區域的尺寸的範圍從約2μm至約50μm。
19. 如申請專利範圍第1項所述的均熱膠帶，其中形成在該第一熱絕緣層中的該空穴區域的總體積是該熱絕緣層的體積的約22%至約90%。
20. 如申請專利範圍第1項所述的均熱膠帶，其中形成在該第一熱絕緣層中的該空穴區域的總體積是該熱絕緣層的體積的約三分之一。
21. 如申請專利範圍第1項所述的均熱膠帶，其中該均熱膠帶的總厚度是從約0.01 mm至約0.4 mm。
22. 如申請專利範圍第1項所述的均熱膠帶，更包括多個該均熱層及/或多個該熱絕緣層，其中該均熱層和該熱絕緣層彼此交替佈置。
23. 如申請專利範圍第1項所述的均熱膠帶，其中該均熱層包括金屬、陶瓷、石墨、石墨烯、由導熱顆粒和聚合物構成的合成物、以及它們組合中的至少一種。
24. 如申請專利範圍第1項所述的均熱膠帶，其中該均熱層包括金屬銅。
25. 如申請專利範圍第1項所述的均熱膠帶，其中該均熱層包括金屬鋁。