CN205912413U - 一种液态金属导热片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种液态金属导热片，其特征在于：包括耐热密封胶条与块状液态金属片；耐热密封胶条不仅填充块状液态金属片之间的间隙，还将块状液态金属外侧封闭。本实用新型通过利用耐热密封胶对液态金属片进行封装，形成密闭的结构，不仅使成型后的液态金属导热片适应常态的工作环境，受热后也不会流出，同时又能保持导热片的导热能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种导热片，具体涉及一种由液态金属片制成的导热片。
背景技术
目前电子元件中使用的导热片材料有许多不同的种类，各有所长。
硅胶导热片是传统导热、散热材料，使用的历史悠久，具有导热、绝缘、防震的性能，材质柔软且表面自带黏性，安装时操作方便，可应用在各种不规则零件表面，起到导热填充的作用。但是硅胶导热片最大的缺陷是导热效率低，导热系数仅有1.5-3.0W/m·K。
石墨导热片是一种新型的导热材料，可沿两个方向均匀导热，在水平方向上导热系数高达1500W/m·K，能够在屏蔽热源与元件的同时改进电子产品的性能。然而由于石墨材料弹性极差，在应用时往往需要与其他材料符合，而且石墨导热片由于其层状结构在垂直方向上的导热能力十分有限。
液态金属是低熔点金属的另一种称谓。在散热器中使用的液态金属在常温下是固态的，用于发热元件与散热器之间，利用本身低熔点的特性吸收发热元件的热量，当温度达到一定程度时会变成液态，能保证充分的填充热界面的间隙，从而形成良好的导热通道。由于液态金属成为液态以后流动性极佳，由于金属导电性好，若液态金属导热片的密封性存在问题，那么就会造成发热元件电路短路、元件烧毁。
发明内容
本实用新型通过利用耐热密封胶对液态金属片进行封装，形成密闭的结构，不仅使成型后的液态金属导热片适应常态的工作环境，受热后也不会流出，同时又能保持导热片的导热能力。
本实用新型中要实现的功能通过以下方案来实现：
本实用新型中提供的一种液态金属导热片，包括耐热密封胶条与块状液态金属片；耐热密封胶条不仅填充块状液态金属片之间的间隙，还将块状液态金属外侧封闭。
进一步地，本发明中采用的块状液态金属片尺寸相同，在发热元件表面均匀排列，且相互之间留有0.35 -0.65mm的间隙。
使用一整块的液态金属片作为导热片的散热结构，一方面当导热片的尺寸较大时，块状液态金属加工难度会增加，另一方面，在使用的过程中液态金属一旦发生过热变成液态、然后再恢复成固态以后容易导致导热片厚度不均匀，从而导热片整体散热能力不均匀，应用于电子产品时，容易导致电子产品局部过热，产生故障。基于上述原因，本实用新型中采用的是尺寸相同的多块液态金属片替代一整块的液态金属片，同时液态金属片之间留有细小的间隙以便进行密封。本实用新型的发明人在反复试验中发现，当采用的液态金属片之间间隙为0.35-0.65mm时为宜，一方面留出有余的空间进行密封胶的贴装或者滴涂，可以达到有效密封的效果，另一方面，间隙也不会过大，影响散热效果。
进一步地，所述耐热密封胶条为将液态耐热密封胶在液态金属片间隙中和外侧表面上均匀滴涂后、保压固化所得。上述液态耐热密封胶可选用无机高分子聚合物类产品，具备粘结强度高、密封性好、耐高温、耐腐蚀、填充能力强等特点。
进一步地，使用耐热密封胶条时可采用亚克力透明双面胶带，如3M亚克力透明双面胶带，黏附力强、密封效果好，且不影响散热效果。
进一步地，本实用新型中采用的块状液态金属片为矩形或者正方形。
为了使液态金属片分布的更为均匀，加工起来更方便，可将块状液态金属片数量设为N2个，N为大于等于2的整数。
进一步地，本实用新型中所使用的块状液态金属片的元素组成及质量百分含量为铟50-52%、铋32-34.5%、锡15-16.5%。
在上述条件下制得的块状液态金属片的熔点为18-32℃。
本实用新型中的液态金属导热片的导热系数为40-42W/m·K。
本实用新型具有如下有益效果：
1、本实用新型通过利用耐热密封胶对液态金属片进行封装，形成密闭的结构，不仅使成型后的液态金属导热片适应常态的工作环境，受热后也不会流出，同时又能保持导热片的导热能力。
2、本实用新型中的液态金属导热片导热能力强、导热均匀，导热片中的液态金属过热成为液体后再恢复也不影响均匀导热能力。
附图说明
图1是本实用新型中液态金属导热片的结构示意图。
具体实施方式
本实施例中提供的液态金属导热片包括耐热密封胶条与块状液态金属片，耐热密封胶条不仅填充块状液态金属片之间的间隙，还将块状液态金属外侧封闭。
本实用新型中提供的液态金属导热片制备及加工应用的方法步骤如下：
1、液态金属原料的组成及质量百分含量按照铟50-52%、铋32-34.5%、锡15-16.5%进行配比。
本实施例中，选择成分的组成及质量百分比为51.5%铟、31.8%铋、16.3%锡。将上述原料粉末混合均匀，在惰性气氛下熔炼，熔炼温度为595-610℃，达到熔炼温度保温3小时后冷却，即得所需液态金属合金材料。该块状液态金属片的熔点为32℃。
将上述得到的合金材料在沸水中熔化形成板材状，然后通过轧制得到所需液态金属片。液态金属片的厚度根据导热片所需厚度进行确定。
2、将上一步骤中得到的液态金属片根据需求切割成相同形状的方形块，静置于需散热的电子元件表面（如CPU表面），且液态金属片相互之间留有0.4mm的间隙。
3、在液态金属间隙道上均匀滴涂液态耐热密封胶，同时在外侧表面上也均匀滴涂耐热密封胶，形成液态金属导热片-密封胶的交杂面，将散热器贴合于此交杂面上，保压固化10分钟即得。该步骤中也可采用3M亚克力透明双面胶带进行密封。
如附图1所示，本实施例中采用正方形的块状液态金属片1，液态金属片相互之间留有0.4mm的间隙形成间隙道2，散热面上均匀分散有相同大小的9块液态金属片，以保证均匀散热。
本实施例中的液态金属导热片的导热系数为42W/m·K，对比导热硅胶导热系数1W/m·K、常用美国莱尔德导热垫导热系数6W/m·K、德国酷冷博液态金属导热片导热系数40W/m·K。本实施例中的液态金属导热片比传统导热材料有长足的进步，且对比进口产品，导热能力也有进步。
本实用新型中的液态金属导热片能够适应常态的工作环境，受热后也不会流出，导热能力强，过热恢复后不影响均匀导热的能力。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种液态金属导热片，其特征在于：包括耐热密封胶条与块状液态金属片；耐热密封胶条不仅填充块状液态金属片之间的间隙，还将块状液态金属外侧封闭。
2.如权利要求1所述液态金属导热片，其特征在于：所述块状液态金属片尺寸相同，在发热元件表面均匀排列，且相互之间留有0.35 -0.65mm的间隙。
3.如权利要求2所述液态金属导热片，其特征在于：所述耐热密封胶条为将液态耐热密封胶在液态金属片间隙中和外侧表面上均匀滴涂后、保压固化所得。
4.如权利要求3所述液态金属导热片，其特征在于：所述液态耐热密封胶为无机高分子聚合物。
5.如权利要求2所述液态金属导热片，其特征在于：所述耐热密封胶条为亚克力透明双面胶带。
6.如权利要求1所述液态金属导热片，其特征在于：所述块状液态金属片为矩形或者正方形。
7.如权利要求1所述液态金属导热片，其特征在于：所述块状液态金属片数量为N2个，N为大于等于2的整数。
8.如权利要求1所述液态金属导热片，其特征在于：所述块状液态金属片的熔点为18-32℃。
9.如权利要求1所述液态金属导热片，其特征在于：所述液态金属导热片的导热系数为40-42W/m·K。
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