TWM629179U - 改良式散熱片及其組件 - Google Patents

Abstract

提供一種改良式散熱片之組件，其改良式散熱片包括散熱基板、散熱膠以及多個導熱纖維或導熱薄片。上述導熱纖維或導熱薄片可使習知的散熱片增加可散熱的表面積，達到更優異的散熱效果。

Description

改良式散熱片及其組件

一種關於電子元件之被動性散熱元件，特別是關於一種改良式散熱片。

現今積體電路持續透過奈米製程，增加晶片中電晶體的集積度，以提供計算機更優異的效能。然而，增加電晶體的集積度，隨之影響的是運作過程所產生的廢熱也會越趨明顯，因此將積體電路所產生廢熱快速導出已成為重要的課題。目前常見的方法係透過具有優異導熱係數的介質(例如散熱膠)，將廢熱導出電子元件外後，再來就是提供良好的散熱媒介，盡快將廢熱散出。否則廢熱將持續累積於電子元件之周邊，輕者影響系統運作效能，嚴重時將導致電子元件永久性的損壞。

而當電子元件產生之廢熱被導出後，常見散熱方式包括風扇直吹以及散熱片或兩者同時使用，其中散熱片表面積越大，散熱效果則越好。但散熱片可能會受限於電子元件的運作空間，且需不在影響他的電子元件運作的前提下安裝散熱片，也大大的受限散熱片的體積。因此，過去所屬技術人員盡可能透過改變散熱片的形狀，盡可能發展出在有限的空間中可最大化表面積的散熱片。但透過發展各式形狀的散熱片，在所屬技術領域已然面臨瓶頸。是故， 如何在習知的散熱片產品中再增加表面積，已成為所屬領域技術人員亟欲解決的問題。

本新型之實施例發展出一種改良式散熱片，上述改良式散熱片包括散熱基板、散熱膠以及多個導熱纖維或導熱薄片。上述散熱膠，位於上述散熱基板之表面上。上述複數個導熱纖維或導熱薄片，其一端植入於上述散熱膠之中，另一端遠離上述散熱膠的表面。

依據又一實施例，上述散熱基板具有一立體結構。

依據又一實施例，上述散熱基板之形狀包括平板狀、齒狀、鰭片型、山型、圓柱、方柱、六角柱、圓環以及栔型。上述散熱膠位於上述散熱基板之表面上，可透過包括浸泡或噴塗等方式，將上述散熱膠附著於上述散熱基板之上。上述多個導熱纖維或導熱薄片之一端植入於上述散熱膠之中，另一端遠離上述散熱膠的表面。

依據又一實施例，上述散熱膠為聚氨酯、環氧樹酯、聚醚樹酯、矽膠、壓克力膠、聚烯烴樹酯、液態橡膠或其任意組合。

依據又一實施例，上述導熱纖維的材料為奈米碳管、石墨纖維、碳纖維、氮化鋁、氧化鋁、氧化鋅、碳化矽、氫氧化鋁、氧化鎂、氮化矽、結晶氧化矽或其任意組合。其中上述導熱纖維長度介於50-500μm，例如可為介於200-300μm。其中上述導熱纖維直徑介於10-100μm，例如可為介於10-30μm。

依據又一實施例，上述導熱薄片的材料為氮化硼或石墨。其中上述導熱薄片的長度介於50-500μm，例如可為50、100、150、200、250、300、 350、400或450μm。上述導熱薄片的寬度介於50-500μm，例如可為50、100、150、200、250、300、350、400或450μm。

根據上述實施例，本新型之另一實施例更發展出一種改良式散熱片之組件，用於協助運作中之電子元件散熱。上述組件包括多個上述改良式散熱片以及多個導熱間隔件。上述組件選用之上述改良式散熱片之形狀係為平板狀。上述導熱間隔件位於相鄰之多個上述改良式散熱片之間，使多個上述改良式散熱片平行排列。

依據又一實施例，上述組件更包括至少一個散熱風扇。

依據又一實施例，上述導熱間隔件的材料為銀、銅、金、鋁、鎂、鐵或其任意組合。

本新型之實施例更包括一種改良式散熱片之製造方法，包括以下步驟。塗布散熱膠於散熱基板的表面上。噴灑多個導熱纖維或導熱薄片於上述散熱膠之上。靜電處理多個上述導熱纖維或導熱薄片，使多個上述導熱纖維或導熱薄片之一端植入於上述散熱膠中，另一端則遠離上述散熱膠的表面。固化上述散熱膠，以固定上述導熱纖維。

依據又一實施例，上述靜電處理之方式包括靜電植絨，使上述導熱纖維或導熱薄片立於上述散熱膠之上，且上述導熱纖維或導熱薄片與上述散熱基板的夾角需至少大於0度。

依據又一實施例，上述固化上述散熱膠的方式包括室溫乾燥或乾燥烘烤。上述室溫乾燥之時間，依上述散熱膠之材料性質而定。上述乾燥烘烤之溫度與時間，需在不影響上述導熱纖維或導熱薄片結構之前提下，依上述 散熱膠之材料性質而選擇烘烤溫度與時間。較佳為為選用乾燥烘烤，以加速固定複數個上述導熱纖維或導熱薄片。

綜合上述實施例之技術特徵，因此可具體主張以下功效。

(1)透過固定並立於散熱膠上之導熱纖維或導熱薄片來改良習知的散熱基板(亦即習知的散熱片)，可在不改變習知散熱片的體積及形狀的前提下，增加習知散熱片的表面積，以得到具有優異散熱效果的改良式散熱片。

(2)上述製造方法可直接應用於成品或半成品之習知散熱片。其中半成品狀態之習知散熱片，可透過本新型的方法完成改良式散熱片後，再加工成散熱鰭片或塔扇之成品。

100a、100b、100c:改良式散熱片

120a、120b、120c:散熱基板

140:散熱膠

160:導熱纖維或導熱薄片

200:改良式散熱片組件

220:導熱間隔件

240:電子元件

420-480:步驟

為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1所繪為根據本新型一實施例之一種改良式散熱片之剖面結構示意圖。

圖2所繪為根據本新型另一實施例之一種改良式散熱片之剖面結構示意圖。

圖3所繪為根據本新型之另一實施例之一種改良式散熱片組件之剖面結構示意圖。

圖4所繪為根據本新型一實施例之一種改良式散熱片之製造方法流程圖。

圖5所繪為根據本新型一實施例之一種改良式散熱片之巨觀尺度的實際外觀圖。

圖6所繪為根據本新型一實施例之一種改良式散熱片之微觀尺度的實際外觀圖。

為更具體說明本新型之各實施例，以下輔以附圖進行說明。

請同時參閱圖1-2，圖1-2所繪為根據本新型二實施例之一種改良式散熱片之剖面結構示意圖。根據一實施例，在圖1中，改良式散熱片100a包括散熱基板120a、散熱膠140以及導熱纖維或導熱薄片160。在圖2中，改良式散熱片100b包括散熱基板120b、散熱膠140以及導熱纖維或導熱薄片160。圖1和圖2的差別在於散熱基板120a和散熱基板120b的形狀不同，散熱基板120a的形狀為山形，而散熱基板120b的形狀為齒狀，但是散熱基板(包括120a、120b)的形狀不限於此，散熱基板(包括120a、120b)之形狀可依據預定應用環境而為任何適用之形狀，例如可為平板狀、齒狀、鰭片型、山型、圓柱、方柱、六角柱、圓環或栔型。此外，散熱基板(包括120a、120b)之尺寸，也可依據預定應用環境而定。

根據又一實施例，上述散熱膠140位於上述散熱基板(包括120a、120b)之表面上。且上述散熱膠140可為聚氨酯、環氧樹酯、聚醚樹酯、矽膠、壓克力膠、聚烯烴樹酯、液態橡膠或其任意組合。

根據又一實施例，上述導熱纖維或導熱薄片160一端植入於上述散熱膠140之中，另一端遠離上述散熱膠140的表面。其中上述導熱纖維的 材料例如可為奈米碳管、石墨纖維、碳纖維、氮化鋁、氧化鋁、氧化鋅、碳化矽、氫氧化鋁、氧化鎂、氮化矽、結晶氧化矽或其任意組合。而上述導熱薄片的材料可為氮化硼或石墨。

散熱效果測試：

根據一實施例，利用同一種電子元件240作為測試標的，上述電子元件240均在8W的加熱功率下加熱，且其表面溫度皆至少可達攝氏90度。在散熱效果的測試期間，電子元件240處於持續運作的狀態中，以維持電子元件240的表面溫度。

本測試分為三個組別進行測試，各組的處理如下：組別1僅有安裝鋁質散熱片；組別2為安裝鋁質散熱片以及在散熱片表面塗抹散熱膠140；組別3為安裝鋁質散熱片、散熱片表面塗抹散熱膠140以及以靜電植絨處理後之導熱石墨纖維。其中第二組與第三組均使用相同之散熱膠140，並選用環氧樹脂。

組別1-3同時經過上述處理後，並經過90分鐘的測試後，進行各組別之電子元件240表面溫度量測。測試結果如下表1(Th為熱源溫度；Tc為散熱片表面溫度；△T為熱源溫度與散熱片表面溫差即△T=Th-Tc)。

由上述表1結果可知，組別1與組別2使上述電子元件240溫度下降的幅度均無明顯差異；但是具有靜電植絨處理之石墨纖維之組別3的散熱片，可明顯降低上述電子元件240的表面溫度，溫度下降幅度高達20.3℃，顯示依據本新型一實施例之改良式散熱片具有優異之散熱效果。

請再參閱圖3，圖3所繪為根據本新型之另一實施例之一種改良式散熱片組件之剖面結構示意圖。根據又一實施例，在圖3中，改良式散熱片100c可進一步組成改良式散熱片組件200。上述改良式散熱片組件200之一端可安裝於電子元件240之上，用於協助上述電子元件240散熱。上述改良式散熱片組件200包括多個改良式散熱片100c以及多個導熱間隔件220。上述改良式散熱片100c亦包括散熱基板120c以及散熱膠140。其中，上述散熱基板120c之形狀係為平板狀。

上述導熱間隔件220位於相鄰之多個改良式散熱片100c之間，使多個改良式散熱片100c可以彼此平行排列。根據另一實施例，上述導熱間隔件220的材料為銀、銅、金、鋁、鐵或其任意組合。

根據另一實施例，上述改良式散熱片組件200更包括至少一個散熱風扇，安裝於上述改良式散熱片100c之間或其末端。

根據參閱圖4，並輔以上述圖1-2參考。圖4所繪為根據本新型之一實施例之一種改良式散熱片之製造方法流程圖。如以下步驟420-480。

在步驟420中，於散熱基板(包括120a、120b、120c)上塗布散熱膠140。塗布方法包括噴塗或浸泡。

在步驟440中，於上述散熱膠140上噴灑多個導熱纖維或導熱薄片160。

在步驟460中，透過靜電處理將上述導熱纖維或導熱薄片160立於上述散熱膠140之上。上述靜電處理的方法包括靜電植絨。上述靜電處理使上述導熱纖維或導熱薄片160立於上述散熱膠140之上，且上述導熱纖維或導熱薄片160與上述散熱基板(包括120a、120b、120c)的夾角需至少大於0度，以增加散熱的表面積。

在步驟480中，固化上述散熱膠140，以固定多個上述導熱纖維或導熱薄片160。上述固化方法包括室溫乾燥或乾燥烘烤。上述固化步驟可於真空或非真空狀態下進行。

透過上述流程所製造而得之改良式散熱片(包括100a、100b、100c)的表面外觀，可參閱圖5-6。圖5所繪為根據本新型一實施例之一種改良式散熱片之巨觀尺度的實際外觀圖。在圖5中，類似於圖1，係選用具有山型形狀的散熱基板120a。

圖6所繪為根據本新型一實施例之一種改良式散熱片之微觀尺度的實際外觀圖。在圖6中，以俯視的視角可見表面經靜電處理後的改良式散熱片(包括100a、100b、100c)，並可見導熱纖維立於散熱膠140之上。

綜合上述，本新型之實施例提供一種改良式散熱片及其組件與製造方法。係可達到不額外增加習知散熱片體積及形狀的前提下，以添加上述 導熱纖維或導熱薄片160並進行靜電處理，可在散熱片的微米的尺度下增加表面積，以實現改良習知散熱片並達到更加之散熱效果。

本新型在本文中僅以較佳實施例揭露，然任何熟習本技術領域者應能理解的是，上述實施例僅用於描述本新型，並非用以限定本新型所主張之專利權利範圍。舉凡與上述實施例均等或等效之變化或置換，皆應解讀為涵蓋於本新型之精神或範疇內。因此，本新型之保護範圍應以下述之申請專利範圍所界定者為準。

100a:改良式散熱片

120a:散熱基板

140:散熱膠

160:導熱纖維或導熱薄片

Claims (8)

1. 一種改良式散熱片，包括：一散熱基板；一散熱膠，位於該散熱基板之表面上；以及複數個導熱纖維或導熱薄片，該些導熱纖維或導熱薄片的一端植入於該散熱膠之中，另一端遠離該散熱膠的表面。
2. 如請求項1所述之改良式散熱片，其中該散熱基板之形狀包括平板狀、齒狀、鰭片型、山型、圓柱、方柱、六角柱、圓環以及栔型。
3. 如請求項1所述之改良式散熱片，其中該散熱膠為聚氨酯、環氧樹酯、聚醚樹酯、矽膠、壓克力膠、聚烯烴樹酯、液態橡膠或其任意組合。
4. 如請求項1所述之改良式散熱片，其中該些導熱纖維的材料為奈米碳管、石墨纖維、碳纖維、氮化鋁、氧化鋁、氧化鋅、碳化矽、氫氧化鋁、氧化鎂、氮化矽、結晶氧化矽或其任意組合。
5. 如請求項1所述之改良式散熱片，其中該些導熱薄片的材料為氮化硼或石墨。
6. 一種改良式散熱片之組件，用於協助一電子元件散熱，該組件包括：複數個如請求項1-5所述之改良式散熱片，該些改良式散熱片之形狀為平板狀；以及複數個導熱間隔件，位於相鄰之該些改良式散熱片之間，使該些改良式散熱片平行排列。
7. 如請求項6所述之改良式散熱片之組件，其中該些導熱間隔件的材料為銀、銅、金、鋁、鎂、鐵或其任意組合。
8. 如請求項6所述之改良式散熱片之組件，其中該組件更包括至少一散熱風扇。

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