TWM613290U - 散熱裝置 - Google Patents

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Abstract

一種散熱裝置，適用於一發熱源，該發熱源包含一基板、一設置於該基板上的電子元件，及複數設置於該基板上的電子部件。該散熱裝置包含一散熱片、一設置於該電子元件與該散熱片之間的液態金屬層、一設置於該基板上且圍繞該電子元件的擋板、一設置於該基板上且位於該電子元件與該等電子部件之間的固定膠體、一由該擋板延伸至該固定膠體上且覆蓋該等電子部件的絕緣層，及一設置於該絕緣層上且夾設於該絕緣層與該散熱片之間的緩衝膠體。該散熱片包括一面向該基板的片體，及一鍍在該片體上的抗腐蝕金屬層。該液態金屬層貼合該散熱片之抗腐蝕金屬層。

Description

散熱裝置
本新型是有關於一種散熱裝置，特別是指一種具有液態金屬層的散熱裝置。
液態金屬是一種常溫下呈液體狀的低熔點合金，或呈現固體片狀，於加溫至熔點而呈現液態狀的合金，成分為鎵銦錫合金、銦鉍錫合金，或銦鉍鋅合金等，其性質穩定且具有優異的導熱及導電性，其導熱能力及比熱容(specific heat capacity)遠高於傳統的矽脂導熱膏，故現時可作為發熱源與散熱鰭片之間的導熱劑使用。然而，一般的散熱鰭片常以銅或鋁作為主要材料，但鋁因為容易受到液態金屬中鎵金屬的影響而快速腐蝕，造成液態金屬喪失導熱性能及散熱鰭片的損壞。參閱圖1，另一方面，銅在外層的電子軌域剛好有10個電子(3d10)而達成穩態，因此銅相對鋁而言，不會那麼快受到鎵金屬的攻擊而產生腐蝕，但以實際經驗來看，在一段時間及高溫的狀態下，銅仍會和鎵金屬在接觸面產生如圖1所示針狀的介金屬化合物CuGa，也稱為液態金屬dry-out，參閱圖2至圖4，這種介金屬化合物在長久使用下會如圖2至4所示地不斷堆積增厚，導致液態金屬失去導電性，並喪失導熱性能；此外，液態金屬若接觸到電子部件或基板，也容易造成短路損壞，目前市面上使用液態金屬的散熱裝置，皆尚具改善上述缺點之空間。
因此，本新型之目的，即在提供一種可避免散熱片被腐蝕或產生介金屬化合物，及防止液態金屬外溢造成電子部件產生短路損壞問題的散熱裝置。
於是，本新型散熱裝置，適用於一發熱源，該發熱源包含一基板、一設置於該基板上的電子元件，及複數設置於該基板上的電子部件。該散熱裝置包含一散熱片、一設置於該電子元件與該散熱片之間的液態金屬層、一設置於該基板上且圍繞該電子元件的擋板、一設置於該基板上且位於該電子元件與該等電子部件之間的固定膠體、一由該擋板延伸至該固定膠體上且覆蓋該等電子部件的絕緣層，及一設置於該絕緣層上且夾設於該絕緣層與該散熱片之間的緩衝膠體。該散熱片包括一面向該基板的片體，及一鍍在該片體上的抗腐蝕金屬層。該液態金屬層貼合該散熱片之抗腐蝕金屬層。
本新型之功效在於：透過在該散熱片鍍上該抗腐蝕金屬層，並以該抗腐蝕金屬層作為該液態金屬層的接觸介面，可避免該金屬材料(銅質或鋁質)散熱片受到該液態金屬層的腐蝕，也可避免該液態金屬層與該金屬材料(銅質或鋁質)散熱片產生介金屬化合物，有效保持該液態金屬層的穩定性。此外，該固定膠體及該絕緣層可遮擋該等電子部件，以避免該等電子部件因為與該液態金屬層接觸而產生短路故障。
參閱圖5及圖6，為本新型散熱裝置1之一實施例，該散熱裝置1適用於一發熱源2，該發熱源2包含一基板21、一設置於該基板21上的電子元件22，及複數設置於該基板21上的電子部件23。該發熱源2可為中央處理器(CPU) 或圖形處理器(GPU)，該基板21上包含一層位於上方的印刷電路層211，但並不以此為限，該等電子部件23可以是電容或其它元件。該散熱裝置1包含一塗佈於該電子元件22上的液態金屬層11、一設置於該液態金屬層11上的散熱片12、一立設於該基板21上且圍繞該電子元件22的擋板13、一設置於該基板21上且位於該電子元件22與該等電子部件23之間的固定膠體15、一由該擋板13延伸至該固定膠體15上且覆蓋該等電子部件23的絕緣層14，及一設置於該絕緣層14上且夾設於該絕緣層14及該散熱片12之間的緩衝膠體16。該液態金屬層11除了可以塗佈於該電子元件22上外，也可以塗佈在該散熱片12上，或同時塗佈在該電子元件22及該散熱片12上，不以此為限，只要使該液態金屬層11設置於該發熱源2與該散熱片12之間即可。該散熱片12包括一平行該基板21的片體121，及一鍍在該片體121朝向該電子元件22的一面，且貼合該液態金屬層11的抗腐蝕金屬層122。該片體121可以是以銅、鋁或合金製成，但不以此為限。該擋板13可透過黏設、卡榫組合或與該基板21一體成型的方式設置於該基板21上，並與該電子元件22相間隔。該抗腐蝕金屬層122較佳為由鎳構成的鎳層。需要特別說明的是，本實施例也可以在該絕緣層14與該基板21之間鋪設絕緣膠17，以加強絕緣效果，或不鋪設絕緣膠，而以該絕緣層14達到絕緣效果。
該抗腐蝕金屬層122介於該片體121與該液態金屬層11之間，以在保持散熱性的同時，避免該液態金屬層11直接接觸該片體121，如此可防止該片體121被該液態金屬層11腐蝕，或與之產生介金屬化合物，避免該片體121受損，並確保該液態金屬層11的散熱穩定性。該固定膠體15呈方框狀而圍繞該電子元件22，同時也沿水平方向位於該等電子部件23內側，其朝下的一面可黏設於該基板21上，朝上的一面可黏接該絕緣層14。該絕緣層14為絕緣材料，內外緣分別黏設於該固定膠體15及該擋板13上，且位於該等電子部件23上方以遮擋該等電子部件23，該絕緣層14的外緣也可以直接鋪設於該基板21上而不用黏著於該擋板13。該緩衝膠體16較佳為泡棉膠或其它高分子材料，該緩衝膠體16位於該擋板13的正上方或可位於該擋板13內側至該電子元件22之間，且朝下的一面黏接於該絕緣層14的外側，朝上的一面則黏接該散熱片12，當然也可以不用黏接該散熱片12，而是直接與該散熱片12壓合。
參閱圖5、圖6，及圖7，由於該液態金屬層11具流動性，因此該液態金屬層11有可能流淌至該基板21上，透過該固定膠體15及該絕緣層14遮擋，可防止該液態金屬層11接觸該等電子部件23及該基板21，避免因為該液態金屬層11流出而造成其它元件短路或腐蝕等情形。該擋板13則可避免液態金屬層11因外溢到主機板(Mother board)，產生短路及腐蝕問題。此外，使用者可自行將該固定膠體15、該絕緣層14，及該緩衝膠體16黏設於該發熱源2上，便於使用者根據該發熱源2的不同態樣自行組裝，因此能適用於一般市售的發熱源2上，從而提高其泛用性。
綜上所述，本新型在該散熱片12之片體121鍍上該抗腐蝕金屬層122，由於該抗腐蝕金屬層122介於該液態金屬層11與該散熱片12之間，可避免兩者直接接觸而產生反應或腐蝕，而該擋板13可避免溢出的該液態金屬層11繼續向外流淌，該固定膠體15及該絕緣層14可產生保護該等電子部件23及該基板21之作用，故確實能達成本新型之目的。
惟以上所述者，僅為本新型之實施例而已，當不能以此限定本新型實施之範圍，凡是依本新型申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本新型專利涵蓋之範圍內。
1:散熱裝置 11:液態金屬層 12:散熱片 121:片體 122:抗腐蝕金屬層 13:擋板 14:絕緣層 15:固定膠體 16:緩衝膠體 17:絕緣膠 2:發熱源 21:基板 211:印刷電路層 22:電子元件 23:電子部件
本新型之其它的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是一晶相圖，說明CuGa針狀化合物的晶相圖； 圖2至圖4皆是晶相圖，說明CuGa化合物的堆積過程； 圖5是一側面剖視圖，說明本新型散熱裝置之一實施例； 圖6是一俯視圖，進一步說明該實施例之配置；及 圖7是一示意圖，說明該實施例可防止液態金屬層接觸電子部件或基板。
1:散熱裝置
11:液態金屬層
12:散熱片
121:片體
122:抗腐蝕金屬層
13:擋板
14:絕緣層
15:固定膠體
16:緩衝膠體
17:絕緣膠
2:發熱源
21:基板
211:印刷電路層
22:電子元件
23:電子部件

Claims (4)

  1. 一種散熱裝置，適用於一發熱源，該發熱源包含一基板、一設置於該基板上的電子元件，及複數設置於該基板上的電子部件，該散熱裝置包含： 一散熱片，包括一面向該基板的片體，及一鍍在該片體上的抗腐蝕金屬層； 一液態金屬層，設置於該電子元件與該散熱片之間，且貼合該散熱片之抗腐蝕金屬層； 一擋板，設置於該基板上且圍繞該電子元件； 一固定膠體，設置於該基板上且位於該電子元件與該等電子部件之間； 一絕緣層，由該擋板延伸至該固定膠體上且覆蓋該等電子部件；及 一緩衝膠體，設置於該絕緣層上且夾設於該絕緣層與該散熱片之間。
  2. 如請求項1所述的散熱裝置，其中，該固定膠體為雙面膠或其它高分子材料。
  3. 如請求項1所述的散熱裝置，還包括一設置於該絕緣層與該基板之間的絕緣膠。
  4. 如請求項1所述的散熱裝置，其中，該緩衝膠體為泡棉膠或其它高分子材料。
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