TWM608290U - 插拔式導熱彈性體 - Google Patents

Abstract

本新型提供一種插拔式導熱彈性體，位於發熱體與散熱件之間，其包括導熱膠層及定型層。上述導熱膠層可在其XYZ方向上傳遞熱，故可以最短路徑來進行熱傳遞。上述定型層圍繞導熱膠層之外表面且具有複數個倒角或圓角，可降低導熱彈性體於插拔時的阻礙。本新型之插拔式導熱彈性體為一可傾斜插拔，並且具有良好傳熱效果的導熱彈性體。

Description

插拔式導熱彈性體

本新型是有關於一種導熱彈性體，特別是一種可插拔式的導熱彈性體。

講究輕薄的電子裝置(如筆記型電腦、手機、平板以及平面電視機等)，在使用期間會產生大量的熱。電子裝置產生的熱需要立即消散，否則產品內部的構件會發生故障或不起作用，可能會縮短電子裝置的壽命或引起火災。為了使電子裝置有良好的散熱作用，在電子元件(即為發熱體)與散熱件之間通常還會加入一導熱件，並讓導熱件直接接觸電子元件與散熱件的表面，增加自電子元件到散熱件的導熱效率。然而，在講究輕薄之電子裝置十分有限的內部空間內，發熱體與散熱件之間的空間狹小，因此不易加入具有固定形狀的導熱件。

為了解決電子裝置內狹小空間之散熱問題，現今市面上販售的導熱矽膠其組成的化合物由於熱量和壓力等原因會分散延展開來。小分子結構的導熱矽膠，可以填補更加細小的縫隙和缺口。這樣他們就會進一步增大處理器與散熱器的熱傳導面積。一般常見的導熱矽膠，都是以液體或者黏稠液體的形態存在的。在很長一段時間內，通常不會輕易的打開機箱，拆掉處理器上的散熱器。因此，這就需要導熱矽膠具備長期的穩定性與可靠性。能夠保證在一個相當長的時期內，持續為處理器與散熱器進行導熱換熱。不過為了達到良好的導熱係數與流體特性，通常會在導熱矽膠中看到水或者是其他液體。當這些液體隨著時間的流逝而揮發、蒸發掉之後，導熱矽膠就會固化，導熱矽膠的分子之間也會形成空洞。因此導熱矽膠會被破壞，故不可重複使用。

習知技術US 2014/0332193 A1所請之導熱彈性體雖有倒角之設計，然而，其結構為石墨層圍繞彈性體。由於彈性體僅做為支撐作用，並不導熱。由此可知，習知技術US 2014/0332193 A1僅能在石墨層的XY平面上進行熱傳遞，在石墨層的垂直方向上，導熱效果極差，因此使得導熱路徑只能沿著導熱彈性體的表面分佈而降低導熱彈性體的導熱效果。此外，石墨層最主要的缺點是機械強度比較低，容易斷裂。石墨層除了可導熱之外，還會導電，故使用石墨層做為導熱材料還需使用其他絕緣材料來克服導電之問題。有鑑於此，對於開發可良好導熱以及在狹小空間下可容易插拔之導熱彈性體，可大幅提升電子產業的生產力與競爭力。

鑑於上述欲解決之問題及其原因，具體而言，本新型提供一種插拔式導熱彈性體，包括導熱膠層以及定型層。上述定型層，圍繞上述導熱膠層之外表面，上述定型層具有複數個倒角或圓角，且具有一定的柔韌性，表面靜摩擦係數低，可以經受一定的插拔力，在導熱彈性體插拔過程中，定型層本身不會發生褶皺、刺穿，同時保護導熱膠層不受插拔力的影響。定型層具有一定的柔性，讓導熱彈性體可以較易填充在插拔時兩個部件之間的縫隙。

根據本新型之另一實施例，上述導熱膠層包括膠層以及導熱陶瓷粉末。上述導熱陶瓷粉末分散於膠層之中。

根據本新型之另一實施例，上述膠層為導熱矽膠或非矽型導熱膠。

根據本新型之另一實施例，上述導熱陶瓷粉末的材料例如可為氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氫氧化鋁、氮化鋁、氮化矽、石墨、氮化硼、碳纖維、金屬粉末材料(如鋁粉、鐵粉、銅粉等)或上述之任意組合。

根據本新型之另一實施例，上述導熱膠層之厚度大於0.3 mm。

根據本新型之另一實施例，上述定型層的材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰亞胺(PI)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚氨酯(PU)、聚碳酸酯(PC)、聚醯胺醯亞胺（PAI）樹脂、丙烯酸類樹脂或上述之任意組合。

根據本新型之另一實施例，上述定型層之厚度為8

~ 100

。

根據本新型之另一實施例，上述插拔式導熱彈性體更包括一黏接層，用以黏接層疊後的導熱膠層。

根據本新型之另一實施例，上述黏接層為熱熔黏合劑或液化樹脂黏合劑。

本新型提供一種插拔式導熱彈性體之製備方法，先將一導熱膠層置於一定型層之上，再將上述定型層及上述導熱膠層折疊成一形狀，其中上述形狀具有複數個倒角或圓角。

根據本新型之另一實施例，上述方法更包括將一黏接層塗佈於上述導熱膠層之上。

根據本新型之另一實施例，上述形狀為對折或雙折後的形狀。

根據本新型之另一實施例，上述方法所使用之導熱膠層包括一膠層及一導熱陶瓷粉末，上述導熱陶瓷粉末分散於膠層之中。

根據本新型之另一實施例，上述方法所使用之定型層的材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰亞胺(PI)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚氨酯(PU)、聚碳酸酯(PC)、聚醯胺醯亞胺（PAI）樹脂、丙烯酸類樹脂或上述之任意組合。

綜上所述，上述插拔式導熱彈性體之導熱膠層可在其XYZ方向上傳遞熱，故可以最短路徑來進行熱傳遞。定型層上具有複數個倒角或圓角，可降低導熱彈性體於插拔時的阻礙。因此，上述插拔式導熱彈性體為可傾斜(容易)插拔，並且具有良好傳熱效果。此外，上述之插拔式導熱彈性體之製備方法為一簡單、快速之製備方法，不需使用大量的材料及設備。

為利瞭解本新型之特徵、內容與優點，茲將本新型配合圖式，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本新型實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本新型於實際實施上的申請專利範圍。

參考圖式為根據本新型的期望實施方式進行描述。相同的元件採用相同的標號，並且省略相同元件的重複描述。

請先參閱圖3A，並同時參閱圖1A-1B。圖3A係繪示依據本新型一些實施例之一種插拔式導熱彈性體之製備方法的流程示意圖。圖1A-1B係繪示依據本新型一些實施例之一種插拔式導熱彈性體的立體結構示意圖。

在圖3A之步驟201中，將適當大小之導熱膠層110置於適當大小的定型層120之上。上述定型層120的長度，例如至少為導熱膠層110長度的兩倍。

在圖3A之步驟203中，將上述定型層120折疊至導熱膠層110的上方，以包覆導熱膠層110，形成如圖1A-1B所示具有多個倒角(C角)或圓角(R角)之插拔式導熱彈性體100a、100b。圖1A及圖1B之區別在於製備過程中，插拔式導熱彈性體100a和插拔式導熱彈性體100b的折疊方式不同。在圖1A中，定型層120的折疊方式為左右兩側的部分雙折上來，在導熱膠層110的上方形成接縫125a。在圖1B中，定型層120的折疊方式為直接對折。

使用時，插拔式導熱彈性體100a、100b是位於發熱體(未示於圖中)與散熱件(未示於圖中)之間，並且同時直接接觸發熱體與散熱件。由於插拔式導熱彈性體100a、100b具有多個倒角或圓角，因此能在發熱體與散熱件之間輕易地進行插拔的動作。

此外，定型層120具有一定的耐磨指數、柔韌性以及具有低靜摩擦係數的表面。上述特性，可再降低導熱彈性體100a、100b在插拔過程中的阻礙，因此即使經歷多次插拔過程，定型層120本身不會發生褶皺、刺穿，同時還可保護導熱膠層110不受插拔力的影響。且定型層120具有一定的柔性，可以讓插拔式導熱彈性體100a、100b填充在發熱體和散熱件之間的狹小空間中並充分地直接接觸發熱體和散熱件，以利發熱體所產生的熱可以即時傳遞到散熱件上而散發出去。

在上述的製造方法中，根據本新型之一實施例，上述定型層120的材料例如可為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰亞胺(PI)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚氨酯(PU)、聚碳酸酯(PC)、聚醯胺醯亞胺（PAI）樹脂、丙烯酸類樹脂或上述之任意組合。根據本新型之另一實施例，上述定型層120之厚度為8

~ 100

，如8

、9

、10

、15

、20

、25

、30

、35

、40

、45

、50

、55

、60

、65

、70

、75

、80

、85

、90

、95

或100

等不同厚度。若定型層120之厚度小於8

，將不足以保護導熱膠層110。若定型層120之厚度大於100

，則在有限的空間裡，導熱膠層110將不能有足夠的厚度，使導熱效率降低。

根據本新型之另一實施例，上述導熱膠層110包括膠層111以及導熱陶瓷粉末112。上述導熱陶瓷粉末112分散於膠層111之中。

根據本新型之另一實施例，上述膠層111的導熱係數k值可為0.1 W/m·K ~30.0 W/m·K，其耐熱溫度為120

以上。依據一實施例，膠層111的耐熱溫度可為150

以上。根據本新型之另一實施例，上述膠層111的材料例如可為導熱矽膠(silicon)或非矽型導熱膠。

根據本新型之另一實施例，上述導熱陶瓷粉末112的材料為氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氫氧化鋁、氮化鋁、氮化硼、氮化矽、石墨、氮化硼、碳纖維、金屬粉末材料(如鋁粉、鐵粉、銅粉等)或上述之任意組合。

根據本新型之另一實施例，上述導熱膠層110的主要目的在於增加發熱體表面到散熱件之間的導熱效率。上述導熱膠層110之厚度大於0.3 mm，比如0.3 mm-50.0 mm，如0.3 mm、0.4 mm、0.5 mm、0.6 mm、0.7 mm、0.8 mm、0.9 mm、1.0 mm、5.0 mm、10.0 mm、15.0 mm、20.0 mm、25.0 、30.0 mm、35.0 mm、40.0 mm、45.0 mm、50.0 mm等不同厚度。

本新型提供另一製備方法，請參閱圖3B。圖3B係繪示依據本新型一實施例之一種插拔式導熱彈性體之製備方法的流程示意圖。圖3B與圖3A之區別在於多了一步驟202，其餘步驟及使用材料皆相同，詳細說明如下。

圖3B之步驟201中，將上述導熱膠層110置於上述定型層120之上。

圖3B之步驟202中，可選擇性地將一黏接層130塗佈於上述導熱膠層110之上，且須塗覆均勻並不能有氣泡。

根據本新型之另一實施例，上述黏接層130塗覆的範圍如圖4A，圖4A係繪示依據本新型一實施例之將黏接層塗佈於導熱膠層上之俯視圖。在圖4A中，黏接層130僅覆蓋在導熱膠層110中間部分的面積之上。根據本新型之另一實施例，若膠層111本身的材料具有黏性(自黏性)時，則不需要使用黏接層130，也就是導熱膠層110可自行黏合。最後進行步驟203，折疊成如圖1A-1B所示之插拔式導熱彈性體的立體結構示意圖。在圖1A中，定型層120及導熱膠層110的折疊方式為左右兩側的部分雙折上來，在導熱膠層110的上方形成接縫125a。在圖1B中，定型層120及導熱膠層110的折疊方式為直接對折，在導熱膠層110的側邊形成形成接縫125b。由於黏接層130被導熱膠層110包覆在中間或是沒有使用黏接層130，所以外觀上插拔式導熱彈性體100a、100b為一雙層結構，外面為定型層120及裡面為導熱膠層110。

根據本新型之另一實施例，上述黏接層130塗覆的範圍如圖4B，圖4B係繪示依據本新型一實施例之將黏接層塗佈於導熱膠層上的俯視圖。黏接層130覆蓋導熱膠層110之全部面積上。最後進行步驟203，折疊成如圖2A-2B所示之插拔式導熱彈性體的立體結構示意圖。從外觀而言，插拔式導熱彈性體105a、105b為一三層結構，外面為定型層120、中間為導熱膠層110以及最內層為黏接層130。

圖3B之步驟203中，折疊上述定型層120及上述導熱膠層110，形成如圖1A-2B所示具有多個倒角(C角)或圓角(R角)之插拔式導熱彈性體100a、100b、105 a、105b。圖1A及圖1B之區別在本案說明書段落[0025]已說明，故不再贅述。圖2A及圖2B之區別在於製備過程中，插拔式導熱彈性體105a、105b的折疊方式不同。在圖2A中，定型層120及導熱膠層110的折疊方式為左右兩側的部分雙折上來，在導熱膠層110的上方形成接縫125a。在圖2B中，定型層120及導熱膠層110的折疊方式為直接對折，在導熱膠層110的側邊形成接縫125b。使用時，插拔式導熱彈性體105 a、105b也是位於發熱體(未示於圖中)與散熱件(未示於圖中)之間，並且同時直接接觸發熱體與散熱件。由於插拔式導熱彈性體105a、105b具有多個倒角或圓角，因此能在發熱體與散熱件之間輕易地進行插拔的動作。

上述黏接層130為熱熔黏合劑或液化樹脂黏合劑。根據本新型之另一實施例，上述熱熔黏合劑由乙烯乙酸乙烯酯、聚異丁烯、聚酰胺、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯、聚酯、聚酰亞胺和聚乙烯中的任一種形成。上述液化樹脂黏合劑例如可為矽樹脂、環氧、壓克力等。根據本新型之另一實施例，上述黏接層130之厚度範圍為0.01 mm-0.9 mm，如0.01 mm、0.02 mm、0.03 mm、0.04 mm、0.05 mm、0.06 mm、0.07 mm、0.08 mm、0.09 mm、0.1 mm、0.2 mm、0.3 mm、0.4 mm、0.5 mm、0.6 mm、0.7 mm、0.8 mm、0.9 mm等不同厚度。

根據本新型之另一實施例，上述插拔式導熱彈性體100a、100b、105a、105b之整體導熱係數k值為0.1 W/m·K ~ 30 W/m·K。

根據本新型之另一實施例，上述製備方法可使用一接合裝置，將定型層120、導熱膠層110以及黏接層130依序放置於上述接合裝置中，藉由接合裝置折疊成一形狀。接合裝置之操作溫度例如可為25

及壓力為1-100 psi。定型層120最外層之一單面貼雙面膠，固定在接合裝置上，使插拔式導熱彈性體100a、100b、105a、105b不會位移。

綜上所述，本新型提供之一種插拔式導熱彈性體可在其XYZ方向上傳遞熱，因此可以使用最短路徑來進行熱傳遞。定型層上具有複數個倒角或圓角，可降低插拔時的摩擦力。本新型之插拔式導熱彈性體為一可容易插拔，並且具有良好傳熱效果的導熱彈性體。並且本新型提供之插拔式導熱彈性體之製備方法為一簡單、快速之製備方法，不需大量的材料及設備。

雖然本新型已實施方式揭露如上，然其並非用以限定本新型，凡熟悉該項技藝之人士其所依本新型之精神，在不脫離本新型之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本新型之保護範圍當視後之申請專利圍所界定者為準。

100a、100b、105a、105b:插拔式導熱彈性體 110:導熱膠層 111:膠層 112:導熱陶瓷粉末 120:定型層 125a、125b:接縫 130:黏接層 201-203:步驟

為了讓本新型之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附附圖之說明如下： 圖1A-2B係分別繪示依據本新型一些實施例之一種插拔式導熱彈性體的立體結構示意圖； 圖3A及圖3B係分別繪示依據本新型一些實施例之一種插拔式導熱彈性體之製備方法的流程示意圖； 圖4A及圖4B係分別繪示依據本新型一些實施例之將黏接層塗佈於導熱膠層上之俯視圖。

105a:插拔式導熱彈性體

110:導熱膠層

111:膠層

112:導熱陶瓷粉末

120:定型層

125a:接縫

130:黏接層

Claims (8)

1. 一種插拔式導熱彈性體，包括： 一導熱膠層；以及 一定型層，圍繞該導熱膠層之外表面，該定型層具有複數個倒角或圓角，其中該插拔式導熱彈性體位於一發熱體與一散熱件之間，並且同時直接接觸該發熱體與該散熱件。
2. 根據請求項1所述之插拔式導熱彈性體，更包括一黏接層，用以黏接層疊後的該導熱膠層。
3. 根據請求項2所述之插拔式導熱彈性體，其中該黏接層為熱熔黏合劑或液化樹脂黏合劑。
4. 根據請求項1所述之插拔式導熱彈性體，其中該導熱膠層包括： 一膠層；以及 一導熱陶瓷粉末，分散於該膠層之中。
5. 根據請求項4所述之插拔式導熱彈性體，其中該膠層的材料為導熱矽膠或非矽型導熱膠。
6. 根據請求項1所述之插拔式導熱彈性體，其中該導熱膠層之厚度大於0.3 mm。
7. 根據請求項1所述之插拔式導熱彈性體，其中該定型層的材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚氯乙烯(PVC)、聚酰亞胺(PI)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚氨酯(PU)、聚碳酸酯(PC)、聚醯胺醯亞胺（PAI）樹脂、丙烯酸類樹脂或上述之任意組合。
8. 根據請求項1所述之插拔式導熱彈性體，其中該定型層之厚度為8

   

   ~100

   

   。

Images