高比表面積散熱片的製作方法

2023-09-13 23:34:20 2

專利名稱：高比表面積散熱片的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電子元件散熱技術領域，特別是指一種具有高比表面積散熱片。
背景技術：
隨著資訊半導體業的發展，半導體晶片不斷朝向高頻化發展，近年來例如中央處理器(CPU)等電子裝置之處理速度更是一日千裡，然而伴隨而來的是高處理速度下產生的高溫，如何有效的將黿子裝置熱源(如會發熱的電子主、被動元件，例如中央處理器、IC、整流器、電阻、電容、電感...等)產生的高溫排出，使電子裝置能在適當的工作溫度下運轉。
以電腦為例，現有技術中所用散熱器是裝設在中央處理器上，用於協助排出中央處理器晶片產生的熱量，請參閱圖1所示，所用散熱器大都包括有一散熱片(A)，該散熱片(A)下方具有導熱層(F)，該導熱層(F)是設於中央處理器(B)上面，並與中央處理器(B)貼合，前述散熱片上設計具有適當形狀的散熱鰭片(C)，散熱片(A)上端另設有一風扇(D)用來產生封流氣，以便吸收中央處理器(B)熱量的散熱鰭片(C)的熱量以對流帶離，自散熱片排出，以降低溫度。雖然留用的散熱鰭片(C)已用導熱、散熱效果佳的銅、鋁金屬製成，然而由於導熱及散熱的效果尚難符合高速化高功率發展的需求，而其所需的龐大體積，在某些空間有限的電腦上(如筆記本式電腦)，更需藉助其他散熱結構(如熱管)方能達到散熱的最低要求。

發明內容
本實用新型的目的是提供一種將高熱導率的非金屬粉粒(亦可再加入高熱導率的金屬粉粒來提高散熱能力)，以滾壓捏合真空擠出再壓延成型的方式結合(或滾壓捏合後直接以模具加壓成型的方式)，再燒結成高比表面積結構的散熱層，以藉由空氣媒介(高比表面積結構)來提高熱對流的接觸表面積，能以最簡易的生產製程，製作高附加價值的產品，以彌補現有技術中存在的不足。
本實用新型是按如下的方式來實現的一種高比表面積散熱片，它的散熱層是由粒徑為20-200目不等的高熱導率非金屬粉粒燒結成具有孔隙的高比表面積散熱層，高比表面積結構散熱層的孔隙率為20-80％，該高比表面積散熱層由高熱導率非金屬材料製成，或由高熱導率非金屬材料與金屬材料混合製成。
本實用新型所述的高比表面積散熱片，還可以具有以下結構在高比表面積散熱層與熱源接觸的一面，其表面結合有導熱層，藉該導熱層吸收熱源熱量，再由高比表面積結構的散熱層，以空氣為散熱媒介，迅速擴散熱量。為提高散熱效果，可提供強制對流條件，在高比表面積散熱層上方設置風扇。
所述高比表面積散熱層，其上表面可為矩陣排列的立體散熱面；亦可在其上表面結合有一層相同材質且呈不規則排列或規則排列的立體點陣散熱層；還可在高比表面積散熱層的上表面結合有一層相同材質的三維散熱層，該三維散熱層具有高熱導率的骨架結構，且骨架間具有相互貫通的孔道。
本實用新型所涉及的高比表面積散熱片，通過不同形狀的變化，利用增加散熱表面積，完全可以彌補目前大體積的鋁金屬散熱鰭片散熱效果不佳的缺陷，同時製造成本低，可廣泛適用於發熱的電子裝置的散熱工作中。


圖1為現有技術的金屬片式散熱器剖面圖。
圖2為本實用新型平板型散熱器組立剖面固。
圖3為本實用新型矩陣型散熱器部份立體圖。
圖4為本實用新型矩陣型散熱器組立剖面圖。
圖5為本實用新型點矩陣型散熱器組立剖面圖(不規則排列)。
圖6為本實用新型點矩陣型散熱器組立剖面圖(規則排列)。
圖7為本實用新型三維型散熱器組立剖面圖。
圖8為本實用新型三維散熱層部份剖面圖。
圖中A-散熱片B-中央處理器C-散熱片D-風扇E-墊腳塊F-導熱層1-高比表面積結構的散熱層2-熱源3-導熱層4-風扇5-高比表面積結構的散熱層50-立體散熱面6-立體點矩陣散熱層(不規則排列)
7-立醴黠矩障散熱居(規則排列)8-三維散熱層80-高熱率的非金屬骨架81-孔道
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明。
具體實施方式
如圖所示，本實用新型所涉及的高比表面積散熱片，它的散熱層是由粒徑為20-200目不等的高熱導率非金屬粉粒燒結成具有孔隙的高比表面積散熱層，高比表面積結構散熱層的孔隙率為20-80％，該高比表面積散熱層由高熱導率非金屬材料製成，或由高熱導率非金屬材料與金屬材料混合製成。
本實用新型所述的高比表面積散熱片，還可以具有以下結構的幾種實施方式1.本實用新型所述的第一種實施方式平板型散熱器參見圖2所示，高比表面積結構的散熱層1可直接貼附於熱源2上，由散熱層1的高比表面積結構，以空氣為散熱媒介散熱，或以導熱層3貼附於熱源上，導熱層3吸收熱源2的熱量，由散熱層1的高比表面積結構，以空氣為散熱媒介來散熱，亦可以再通過風扇4提供強制的對流條件，來提高散熱片的散熱能力。
2.本實用新型所述的第二種實施方式矩障型散熱器參見圖3、圖4所示，所述高比表面積結構的散熱層5具有預定形狀矩陣排列的立體散熱面50，高比表面積結構的散熱層5可直接貼附於熱源2上使用，或與熱源2接觸面具有一個導熱層3，由導熱層3吸收熱源2的熱量，由散熱層1的高比表面積結構，以空氣為散熱媒介，並可以視需要再增設風扇4，以提供強制對流條件，來提高散熱片的散熱能力，由於高比表面積結構的散熱層5具有預定形狀矩陣排列的立體散熱面50，其散熱表面積比平板型增大，其散熱效果與第一種實施方式相比效果更佳。
3.本實用新型所述的第三種實施方式點矩陣型散熱器參見圖5、圖6所示，圖5中，將噴有漿料的高比表面積構的散熱層進行燒結，漿料中的顆粒不規則分布於高比表面積結構的散熱層上，亦即該高比表面積結構的散熱層1表面具有大小顆粒不同，且為不規則排列的立體點矩陣散熱層6，用以增加散熱比表面積，提升散熱效果；圖6中，前述以噴漿方式，於高比表面積結構的散熱層1形成的立體點矩陣散熱層6，也可以採用印刷或衝壓等方式，再燒結成大小顆粒相近，並且呈比較規則排列的立體點矩陣散熱層7。
4.本實用新型所述的第四種實施方式三維型散熱器如圖7、圖8所示，在高比表面積散熱層的上表面結合有一層相同材質的三維散熱層，該三維散熱層具有高熱導率的骨架結構，且骨架間具有相互貫通的孔道，所述三維散熱層8具有高熱率的非金屬骨架80，且各骨架間具有相互貫通的孔道81，也就是高比表面積結構的散熱層1表面結合有一層三維散熱層8，該三維散熱層8具有高熱導率的非金屬骨架80，且各高熱導率的非金屬骨架80間具有相互貫通的孔道81，以增加散熱表面積，提升散熱效果。
權利要求1.一種高比表面積散熱片，其特徵在於它具有均布孔隙的高比表面積散熱層，其孔隙率為20-80％，該高比表面積散熱層由高熱導率非金屬材料製成，或由高熱導率非金屬材料與金屬材料混合製成。
2.根據權利要求1所述的高比表面積散熱片，其特徵在於所述散熱層靠近熱源一側其表面結合有導熱層。
3.根據權利要求1或2所述的高比表面積散熱片，其特徵在於所述高比表面積散熱層上方設置有風扇。
4.根據權利要求1所述的高比表面積散熱片，其特徵在於所述高比表面積散熱層的上表面為矩陣排列的立體散熱面。
5.根據權利要求1所述的高比表面積散熱片，其特徵在於所述高比表面積散熱層的上表面結合有一層相同材質且呈不規則排列的立體點陣散熱層。
6.根據權利要求1所述的高比表面積散熱片，其特徵在於所述高比表面積散熱層的上表面結合有一層相同材質且呈規則排列的立體點陣散熱層。
7.根據權利要求1所述的高比表面積散熱片，其特徵在於所述高比表面積散熱層的上表面結合有一層相同材質的三維散熱層，該三維散熱層具有高熱導率的骨架結構，且骨架間具有相互貫通的孔道。
專利摘要本實用新型涉及的高比表面積散熱片，它的散熱層是由粒徑為20－200目不等的高熱導率非金屬粉粒燒結成具有孔隙的高比表面積散熱層，高比表面積結構散熱層的孔隙率為20－80％，該高比表面積散熱層由高熱導率非金屬材料製成，或由高熱導率非金屬材料與金屬材料混合製成。通過不同形狀的結構變化，利用增加散熱表面積，完全彌補了目前大體積的鋁金屬散熱鰭片散熱效果不佳的缺陷，同時製造成本低，可廣泛適用於發熱的電子裝置的散熱工作中。
文檔編號H01L23/34GK2694485SQ200420005570
公開日2005年4月20日 申請日期2004年3月5日 優先權日2004年3月5日
發明者秦文隆 申請人:秦文隆