TWM649268U - 散熱裝置 - Google Patents
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Abstract
本創作的散熱裝置包括一基板、一發熱源、一散熱模組及一導熱層。發熱源連接基板。導熱層連接散熱模組及發熱源，且包括一相變化導熱單元及一圍牆結構。相變化導熱單元分布在發熱源上。圍牆結構自相變化導熱單元向外延伸，以包覆相變化導熱單元，圍牆結構位在基板及散熱模組之間。
Description
本創作與散熱裝置有關，特別是指一種使用相變化材料的散熱裝置。
電子裝置的處理器或電子元件運作產生的熱能會隨著運算速度、效能的增加，熱能累積導致處理器或電子元件的溫度升高，這不僅會影響處理器或電子元件的處理能力也會影響使用壽命。
再者，隨著電子裝置朝向更輕、薄、短、小的尺寸邁進，有效率地散熱方式已是目前重要的課題。液態金屬散熱膏的熱導係數優於傳統散熱膏，為了提升散熱效率，液態金屬散熱膏已被應用在散熱環境中，但是液態金屬散熱膏在液態時不易限制其流動，容易外溢至處理器或電子元件周圍環境中，導致周圍環境的電路發生短路。或者，如台灣第I698287號專利是藉由在限制元件的範圍內使電子元件表面先形成粗糙化表面後在塗佈液態金屬散熱膏來增加液態金屬散熱膏的均勻性，這種方式雖然可以改善塗佈的範圍及其均勻性，但在導(散)熱過程中，液態金屬仍會向外流動，而溢流到外部致使周圍環境的電路發生短路問題。
有鑑於上述缺失，本創作的散熱裝置的導熱層可以有效地限制相變化導電材料的流動，以避免導電材料溢流造成電路短路的問題。
為了達到上述目的，本創作的散熱裝置包括一基板、一發熱源、一散熱模組及一導熱層。發熱源連接基板。導熱層連接散熱模組及發熱源，且包括一相變化導熱單元及一圍牆結構。相變化導熱單元分布在發熱源上。圍牆結構自相變化導熱單元向外延伸，以包覆相變化導熱單元，圍牆結構位在基板及散熱模組之間。
如此，本創作的散熱裝置可以透過導熱層的圍牆結構來包覆相變化導熱單元，以限制液態導電材料溢流至圍牆結構外，並改善電路短路問題。
有關本創作所提供之散熱裝置的詳細構造或特點，將於後續的實施方式詳細說明中予以描述。然而，本領域技術人員應能瞭解，該詳細說明以及實施本創作所列舉的特定實施例，僅適用於說明本創作，並非用以限制本創作的申請專利範圍。
10:散熱裝置
20:基板
30:發熱源
40:散熱模組
50:導熱層
51:相變化導熱單元
511:相變化導電材料
513:絕緣導熱材料
53:圍牆結構
531:第一接觸面
533:第二接觸面
535:內擋牆
537:外擋牆
圖1是本創作的散熱裝置的實施例的示意圖。
圖2是圖1中散熱模組與發熱源壓合在一起的側視，且導熱層以剖視呈現的實施例的示意圖。
圖3是圖1中散熱模組與發熱源壓合在一起的側視，且導熱層以剖視呈現的另一實施例的示意圖。
申請人首先在此說明，於整篇說明書中，包括以下介紹的實施例以及申請專利範圍的請求項中，有關方向性的名詞皆以圖式中的方向為基準。其次，在以下將要介紹之實施例以及圖式中，相同之元件標號，代表相同或近似之元件或其結構特徵。
如圖1及圖2所示，本創作的散熱裝置10包括一基板20、一發熱源30、一散熱模組40及一導熱層50。發熱源30連接基板20，基板20可以有其他電子元件，例如被動元件或主動元件，發熱源30例如晶片(chip)。散熱模組40可以是散熱鰭片、散熱蓋、散熱板、散熱管等形式或結合主動散熱裝置，例如水冷式、氣冷式散熱。導熱蓋是蓋住發熱源30，且導熱蓋上可以結合另一散熱模組。導熱層50連接散熱模組40及發熱源30。導熱層50包括一相變化導熱單元51及一圍牆結構53。相變化導熱單51元包括混合在一起的相變化導電材料511及絕緣導熱材料513。
導熱層50的原材料可以是膏狀、泥狀、膠狀、片狀、液狀等型態，導熱層50的原材料也稱為填縫劑、散熱材料或導熱材料等，而可透過塗佈、點膠、印刷、置放等方式填充在發熱源30上，或是將散熱膠片貼合在發熱源30上，接著將散熱模組40與發熱源30壓合，而對散熱膏或散熱膠片擠壓，讓散熱膏或散熱膠片順應散熱模組40及發熱源30的表面起伏變化而相互結合。
散熱膏、散熱膠或散熱材料包括低密度的絕緣導熱材料513及高密度的相變化導電材料511。因此，無論如何被擠壓低密度的絕緣導熱材料513都可以包圍相變化導電材料511，隨後，導熱層50外圍的低密度的絕緣導熱材料
513可形成圍牆結構53，而包圍內部的混合材料(即絕緣導熱材料513及相變化導電材料511)。
由於，導熱層50是受到散熱模組40的擠壓，且外圍形成圍牆結構53，因此，圍牆結構53是不規則圖案。其他實施例中，導熱層50被限制在特定的框架內，圍牆結構53才會受限於框架的圖案，例如導熱層50在中空矩形框架內，被擠壓的導熱層50圖案就會近似矩形框架。
絕緣導熱材料513的密度較相變化導電材料511的密度低。相變化導電材料511的內聚力較佳。絕緣導熱材料513包括基礎油及添加劑，基礎油可以是合成油、半合成油、礦物油等各油脂類，例如二甲基矽油、苯基矽油、乙基矽油、羥基矽油、氨基矽油、含氫矽油、乙烯基矽油、改性矽油、環狀二甲基矽油或苯甲基矽油等的其中至少一者。添加劑例如二甲基二氯矽烷、丙烯矽烷、苯代三氯矽烷、甲基丙烯矽烷、苯基三甲氧基矽烷、環氧矽烷、癸基三甲氧基矽烷、三甲氧基矽烷、三氟丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三氯矽烷、六甲基二矽氮烷、甲基二乙氧基矽烷、四乙氧基矽烷、苯乙烯基三甲氧基矽烷、甲基三氯矽烷、3-甲基丙烯醯氧丙基、N-乙烯基芐基-2-氨乙基-3-氨丙基三甲氧基矽烷鹽酸鹽、3-脲基丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷、3-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷等地其中至少一者。相變化導電材料511包括金、銀、銅、鎂、鉑、鎵、銦、錳、錫、鉛、鋅、鉍、鈀等金屬或合金成分的至少一者。因為，絕緣導熱材料513的密度較相變化導電材料511的密度低，因此，擠壓過程中相變化導電材料511都會被絕緣導熱材料513包覆，並推擠絕緣導熱材料513。
相變化導熱單元51分佈在發熱源30上，相變化導電材料511屬於高熔化熱的成分或物質，以藉由被加熱在特定的溫度參數時發生相變化(例如熔
化或固化)，本實施例中相變化是被加熱後使固態轉變為液態，如此，藉由相變化的狀態改變達到吸收或釋放熱能。
圍牆結構53的成分是相變化導熱單元51中的部分絕緣導熱材料513固化的結果。圍牆結構53自相變化導熱單元51向外延伸，以包覆相變化導熱單元51，如此，相變化導熱單元51被限制在圍牆結構53內，以改善相變化導熱單元51中相變化導電材料511在液態時外溢至圍牆結構53外。
如圖2所示，圍牆結構53包括一第一接觸面531、一第二接觸面533、一內擋牆535及一外擋牆537。第一接觸面531接觸散熱模組40，且順應散熱模組40的表面起伏變化。第二接觸面533接觸基板20，且順應基板20及發熱源30的表面起伏變化。其中，第一接觸面531及第二接觸面533大致是不會暴露在環境中。內擋牆535連接第一接觸面531及第二接觸面533的周圍，且包圍相變化導熱單元51，以阻擋液態的相變化導熱單元51的相變化導電材料511外洩。外擋牆537連接第一接觸面531及第二接觸面533的周圍，且包圍內擋牆535。
本實施例中，圍牆結構53是雙層的，即外擋牆537及內擋牆535。外擋牆537是暴露在散熱模組40及基板20之間的間隙，在常溫環境中接觸空氣的作用而形成近似薄膜的牆。內擋牆535則是在接收到熱能(即被加熱)後固化成形，熱能可以是外部加熱，例如透過加熱腔或藉由發熱源30運作時產生的熱能，以使導熱層50形成圍牆結構53。當圍牆結構53成型後，圍牆結構內部的相變化導熱單元51可以維持膏狀及導熱功能，以允許相變化導電材料511進行相變。
如圖3所示，發熱源30包括一發熱面31，發熱面31背對基板20。圍牆結構53連接發熱源30的發熱面31及散熱模組40。第二接觸面533是接觸發熱源30的發熱面31，且順應發熱面31的表面起伏。
如此，雙層的圍牆結構53可以讓導熱層50的結構更為穩定，來避免液態的相變化導熱單元51的相變化導電材料511洩漏或溢流至圍牆結構53外。再者，發熱源30與散熱模組40與導熱層50的緊密接觸，且相變化導熱單元51中相變化導電材料511的熱傳導能力優於絕緣導熱材料513，因此，當相變化導電材料511接受熱能而變相後，使得導熱層50能更有效率地將發熱源30的熱能傳導至散熱模組40。
本創作的散熱裝置可以透過導熱層的形成將發熱源的熱能傳導至散熱模組，且透過導熱層中導熱效果較佳的相變化導電材料來優化熱傳導能力，並以導熱層本身形成的圍牆結構包圍相變化導電材料，如此，當相變化導電材料相變為液態後，液態的相變化導電材料受到圍牆結構限制而不會外洩至圍牆結構外。
最後，本創作於前揭實施例中所揭露的構成元件，僅為舉例說明，並非用以限制本創作之範圍，其他等效元件的替代或變化，亦應為本創作之申請專利範圍所涵蓋。
10:散熱裝置
20:基板
30:發熱源
40:散熱模組
50:導熱層
Claims (8)
- 一種散熱裝置，包括： 一基板； 一發熱源，連接該基板； 一散熱模組；及 一導熱層，連接該散熱模組及該發熱源，且包括一相變化導熱單元及一圍牆結構，該相變化導熱單元分佈在該發熱源上，該圍牆結構自該相變化導熱單元向外延伸，以包覆該相變化導熱單元，該圍牆結構位在該基板及該散熱模組之間。
- 如請求項1所述的散熱裝置，其中，該圍牆結構包括一第一接觸面、一第二接觸面、一外擋牆及一內擋牆，該第一接觸面接觸該散熱模組，該第二接觸面接觸該基板，該內擋牆連接該第一接觸面及該第二接觸面的周圍，且包圍該相變化導熱單元，該外擋牆連接該第一接觸面及該第二接觸面的周圍，且包圍該內擋牆。
- 如請求項1所述的散熱裝置，其中，該發熱源包括一發熱面，該發熱面背對該基板，該圍牆結構包括一第一接觸面、一第二接觸面、一外擋牆及一內擋牆，該第一接觸面接觸該散熱模組，該第二接觸面接觸該發熱面，該內擋牆連接該第一接觸面及該第二接觸面的周圍，且包圍該相變化導熱單元，該外擋牆連接該第一接觸面及該第二接觸面的周圍，且包圍該內擋牆。
- 如請求項2或3所述的散熱裝置，其中，該圍牆結構的內擋牆成形是透過熱能，該外擋牆的成形與接觸環境空氣有關。
- 如請求項1所述的散熱裝置，其中，該圍牆結構的內擋牆成形是透過熱能。
- 如請求項1所述的散熱裝置，其中，該圍牆結構的內擋牆及外擋牆形狀是不規則圖案。
- 如請求項1所述的散熱裝置，其中，該相變化導熱單元包括混合在一起的一相變化導電材料及一絕緣導熱材料，該相變化導電材料包括被加熱使固態轉變為液態。
- 如請求項7所述的散熱裝置，其中，該圍牆結構是部分該絕緣導熱材料固化的結果。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW112206656U TWM649268U (zh) | 2023-06-29 | 2023-06-29 | 散熱裝置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWM649268U true TWM649268U (zh) | 2023-12-11 |
Family
ID=90040667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW112206656U TWM649268U (zh) | 2023-06-29 | 2023-06-29 | 散熱裝置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| TW (1) | TWM649268U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI859950B (zh) * | 2023-06-29 | 2024-10-21 | 思鉑材料有限公司 | 散熱裝置 |
| TWI890394B (zh) * | 2024-04-01 | 2025-07-11 | 矽品精密工業股份有限公司 | 電子封裝件及其製法 |
-
2023
- 2023-06-29 TW TW112206656U patent/TWM649268U/zh unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI859950B (zh) * | 2023-06-29 | 2024-10-21 | 思鉑材料有限公司 | 散熱裝置 |
| TWI890394B (zh) * | 2024-04-01 | 2025-07-11 | 矽品精密工業股份有限公司 | 電子封裝件及其製法 |
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