CN201985161U - 堆栈式散热模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型有关一种堆栈式散热模组，其由第一散热片结合至少一片的第二散热片所堆栈结合而成，其中各散热片为散热性良好的具多孔隙结构非金属构成，各散热片并具有多数个穿孔，以借金属固定棒固定各散热片，第一散热片表面结合热源，热源产生的热可借金属固定棒迅速的导热至各散热片而散热，如此达到快速散热的功效。

Description

堆栈式散热模组

技术领域

本实用新型有关一种散热模组，特别是指利用金属固定棒结合数片非金属散热片，且能提高散热能力的堆栈式散热模组。

背景技术

目前，随着信息半导体业的发展，半导体芯片不断朝向高频化发展，近年来例如中央处理器(CPU)等电子装置的处理速度一日千里，LED也朝向高功率照明的应用，然而伴随而来的是产生的高温，如何有效的将电子装置热源(如会发热的电子主、被动元件，例如：中央处理器、LED、IC、整流器、电阻、电容、电感等)产生的高温排出，使电子装置能于适当的工作温度下运转，为各业内人士争相开发的重点。

以LED为例，LED是发光二极管(Light-emitting Diode)的缩写，是半导体材料制成的固态发光元件，材料使用III-V族化学元素(如：磷化镓(GaP)、砷化镓(GaAs)等)，发光原理是将电能转换为光，也就是对化合物半导体施加电流，通过电子与空穴的结合，过剩的能量会以光的形式释出，达到发光的效果，属于冷性发光，寿命长达十万小时以上。LED最大的特点在于：无需暖灯时间(Idling Time)、反应速度快、体积小、用电省、耐震、污染低、适合量产，具高可靠度，容易配合应用上的需要制成极小或数组式的元件。但因为LED是固态照明，即是利用芯片通电，量子激态回复发出能量(光)，但在发光的过程，芯片内的光能量并不能完全传至外界，不能出光的能量，在芯片内部及封装体内便会被吸收，形成热。LED一般的转换效率约只有10％～30％，所以1W的电，只有不到0.2W变成你可以看见的光，其它都是热，若不散热，这些热量累积会对芯片效率及寿命造成损伤。故要以高效率LED运用于照明设备首先 要解决散热的问题。再以LED散热专利为例，中国台湾公告号为M314505的实用新型专利“高功率LED灯泡散热结构”(参照2007年06月21日专利公告资料)，主要是在一灯头上固定有底基板，该底基板的顶面支撑固定有至少一支热导管，热导管套设固定有两个以上散热片及一个顶基板，顶基板的顶面设有对应热导管数量的高功率LED，该高功率LED的底面粘结支撑于热导管的顶端。中国台湾公告号为M314433的实用新型专利“发光二极管封装之散热模组”(参照2007年06月21日专利公告资料)，该散热模组包含：LED电路板；散热块，包括两个以上散热片；以及散热胶材，借以直接将该LED电路板固定于该散热块上；其中在该LED电路板与该散热块之间，不具有金属基板。中国台湾公告号为I260798的发明专利“高散热发光二极管”(参照2006年08月21日专利公告资料)，至少包括：多孔隙材料层；热传导层，设于该多孔隙材料层表面；以及芯片，设于该热传导层，由该热传导层将该芯片所发出的热量传导至该多孔隙材料层，并由该多孔隙材料层将该热量对流至外部。

由以上现有技术可知公知LED散热大都采用金属散热片，或结合热导管、致冷芯片、均热板、散热风扇等方式，普遍具有散热效果不佳、散热速度不够迅速、散热模组结构复杂、成本高等缺点。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种能快速散热、且结构简单成本低的堆栈式散热模组。

为达到上述目的，本实用新型提供一种堆栈式散热模组，其由第一散热片结合至少一片的第二散热片所堆栈结合而成，其中第一散热片及各第二散热片为非金属构成，第一散热片及各第二散热片并具有多数个穿孔，该穿孔内结合有能将热传导至第一散热片及各第二散热片的金属固定棒，金属固定棒固定第一散热片及各第二散热片，第一散热片表面结合热源。

优选地，所述第一散热片及各所述第二散热片为具多个孔隙结构的非金属构成。

热源结合有电连结部，金属固定棒位于第一散热片处的一端连结热源的电连结部，另一端则连结外部电源。前述金属固定棒可设为中空金属管，该中空金属管内穿设有连结热源的电连结部与外部电源的导线。

本实用新型前述第一散热片与热源接触部设有金属导热层，以快速将热源产生的热迅速导热至各散热片而散热。

本实用新型前述第一散热片及各第二散热片相对处另设有导热孔，该导热孔结合有导热棒，该导热棒连结第一散热片及各第二散热片，以快速将热源产生的热，借导热棒迅速导热至各散热片而散热。前述导热棒可为金属或导热效果较第一散热片及各第二散热片佳的非金属构成。前述导热棒可为中空结构。

本实用新型前述第一散热片及各第二散热片之间具有介面层，借介面层结合上、下散热片。该介面层为金属材料构成，或者介面层为焊锡制成。

本实用新型金属固定棒及金属导热棒是利用金属具有高结构密度以及高比容热的特性，所以具有较高的导热能力(如：铜金属的热传导率为382W/m℃)，而非金属散热片是利用不同粒径的高热导率非金属粉粒(如：碳化硅SiC热传导率为270W/m℃)，非金属具有较低的比容热，是一种相当好的散热材料，本实用新型以金属导热棒穿设各非金属散热片，更能提高其散热能力。

附图说明

图1为本实用新型堆栈式散热模组第一实施例组立截面图；

图2为本实用新型堆栈式散热模组第二实施例组立截面图；

图3为本实用新型堆栈式散热模组第三实施例组立截面图；

图4为本实用新型堆栈式散热模组第四实施例组立截面图；

图5为本实用新型堆栈式散热模组第五实施例组立截面图；

图6为本实用新型堆栈式散热模组第六实施例组立截面图。

附图标记说明

A  热源

B  电连接部

C  导线

1  第一散热片

10 穿孔           11  导热孔

2  散热片

20 穿孔           21  导热孔

3  金属固定棒     30  中空金属管

4  金属导热层

5  导热棒

6  介面层

具体实施方式

为达本实用新型前述目的的技术手段，现列举一实施例，并配合附图说明如后，以便对本实用新型的结构、特征及所达到的功效，获得更佳的了解。

首先，请参阅图1所示，由图可知本实用新型堆栈式散热模组是由第一散热片1结合至少一片的第二散热片2所堆栈结合而成(在本实施例中第一散热片1结合有两片第二散热片2)，其中第一散热片1及各第二散热片2为散热性良好的非金属构成，也可为散热性良好的具多孔隙结构非金属构成(第一散热片1及各第二散热片2可由热导率高的非金属粉体制成，热导率高的非金属粉体诸如：氧化铝Al₂O₃、氧化锆Zr₂O、氮化铝AlN、氮化硅SiN、氮化硼BN、碳化钨WC、碳化硅SiC、石墨C、结晶碳化硅、再结晶碳化硅ReSiC等，而以氮化铝及碳化硅为佳)，第一散热片1及各第二散热片2并具有多数个穿孔10、20，穿孔10、20内结合有金属固定棒3，以借金属固定棒3固定第一散热片1及各第二散热片2(金属固定棒3可为一般导热良好的金属制螺栓、铆钉、销件等)，第一散热片1表面结合热源A，热源A产生的热可借金属固定棒3迅速的导热至第一散热片1及各第二散热片2而散热，如此达到快速散热的功效。

请参阅图2所示，本实用新型前述金属固定棒3，在热源需连结电源时(如 LED模组)，金属固定棒3位于第一散热片1处的一端连结热源A的电连结部B，另一端则连结外部电源。请参阅图3所示，前述金属固定棒3为中空金属管30，以穿设导线C连结热源A的电连结部B与外部电源，使金属固定棒3除具有导热功能外，兼具电极功能。

请参阅图4所示，本实用新型前述第一散热片1与热源A接触部设有金属导热层4(金属导热层4由导热良好的金属制成，导热良好的金属如金、银、铜、铁、铝、钴、镍、锌、钛、锰等)，以快速将热源A产生的热迅速导热至第一散热片1及各第二散热片2而散热，本实用新型金属导热层4可直接成形于第一散热片1上，如以印刷或涂布等方式直接于第一散热片1与热源A的结合部上形成金属导热层4，以减少部件、降低成本。

请参阅图5所示，本实用新型前述第一散热片1及各第二散热片2相对处另设有导热孔11、21，导热孔11、21结合有导热棒5，该导热棒5连结第一散热片1及各第二散热片2，以快速将热源A产生的热，借导热棒5迅速导热至第一散热片1及各第二散热片2而散热。前述导热棒5可为导热效果佳的金属(导热效果佳的金属如金、银、铜、铁、铝、钴、镍、锌、钛、锰)或导热效果较第一散热片1及各第二散热片2佳的非金属构成。前述导热棒5可为中空结构或热管构成。

请参阅图6所示，本实用新型前述第一散热片1及各第二散热片2之间具有介面层6，借介面层6结合上、下第一散热片1及各第二散热片2。该介面层6为高导热金属材料，如以低温焊锡为主材料，也可添加稀土元素、碱金族及过渡元素等，以降低熔点。

如此而达到本实用新型设计目的。

但以上所述，仅为本实用新型的其中之一较佳可行实施例而已，并非用以局限本实用新型的保护范围，凡是熟悉此项技艺的人士，运用本实用新型说明书及权利要求所作的等效结构变化，理应包括于本实用新型的保护范围内。

Claims (11)

1.一种堆栈式散热模组，其特征在于，其由第一散热片结合至少一片的第二散热片所堆栈结合而成，其中第一散热片及各散热片为非金属构成，所述第一散热片及各所述第二散热片并相对设有多数个穿孔，该穿孔内结合有能将热传导至所述第一散热片及各所述第二散热片的金属固定棒，所述金属固定棒固定所述第一散热片及各所述第二散热片，所述第一散热片表面结合热源。

2.如权利要求1所述的堆栈式散热模组，其特征在于，所述第一散热片及各所述第二散热片为具多个孔隙结构的非金属构成。

3.如权利要求1或2所述的堆栈式散热模组，其特征在于，所述热源结合有电连结部，所述金属固定棒位于所述第一散热片处的一端连结所述热源的电连结部，所述金属固定棒的另一端连结外部电源。

4.如权利要求3所述的堆栈式散热模组，其特征在于，所述金属固定棒为中空金属管，该中空金属管内穿设有连结所述热源的电连结部与所述外部电源的导线。

5.如权利要求1或2所述的堆栈式散热模组，其特征在于，所述第一散热片及各所述第二散热片相对处设有导热孔，该导热孔结合有导热棒，该导热棒连结所述第一散热片及各所述第二散热片。

6.如权利要求5所述的堆栈式散热模组，其特征在于，所述导热棒为金属构成。

7.如权利要求5所述的堆栈式散热模组，其特征在于，所述导热棒为导热效果较所述第一散热片及各所述第二散热片佳的非金属构成。

8.如权利要求5所述的堆栈式散热模组，其特征在于，所述导热棒为中空结构。

9.如权利要求1或2所述的堆栈式散热模组，其特征在于，所述第一散热片及各所述第二散热片之间具有介面层。

10.如权利要求9所述的堆栈式散热模组，其特征在于，所述介面层为金属材料构成。

11.如权利要求9所述的堆栈式散热模组，其特征在于，所述介面层为焊锡制成。

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