TWI838966B - 具有銦鉍合金之散熱裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明係為一種具有銦鉍合金之散熱裝置，裝置在一熱源件上，包含：散熱件，在散熱件上設計有包固元件，使散熱件可以透過包固元件自由的拆卸或固定於前述熱源件，同時包圍在兩者之間設置的低熔點銦鉍合金導熱件，當熱源件散發熱能後，能透過銦鉍合金導熱件在低溫狀態就開始將熱能傳導至散熱件進行有效的排熱。
Description
本發明係關於一種具有銦鉍合金之散熱裝置，尤指在散熱件上設計有銦鉍合金導熱件，並以包固元件可拆的固定在熱源上，藉此達到移除熱的功效。
本發明人於108年遂有創作中華民國專利公告號I709207B一案，內容主要在說明一種銦鉍合金於散熱的用途，包含：在一熱源及相鄰之一散熱端之間固定一銦鉍合金；該銦鉍合金受熱熔化為液相；以及液相之該銦鉍合金流動填充該熱源及該散熱端之間的一間隙，使液相之該銦鉍合金形成一液相導熱通道。藉由將該銦鉍合金先緻密化後再接觸該熱源，可以減少孔隙率，有效提高散熱效果。
I709207B一案在並沒有揭露較佳的銦鉍合金夾持結構，因此在內容中透過重物或者螺絲方式將散熱端與該熱源相結合，這樣的結合方式並不夠防止液態銦鉍合金在使用中因傾斜或震動從界面部位流出，且使用方式彈性不足，在拆裝上並不方便。
爰此，本發明人為解決先前技術所致問題，因而提出一種具有銦鉍合金之散熱裝置，裝置在一熱源件，包含：：一散熱件，接觸前述熱源件，並具有一包固元件；一銦鉍合金導熱件，接觸設置在該散熱件上並被該包固元件
所包圍，該銦鉍合金導熱件也接觸前述該熱源件，藉以將前述熱源件所產生之一熱能傳導至該散熱件。
進一步，該散熱件接觸前述熱源件面向該散熱件的一面設有一容置空間，該容置空間用以裝載該銦鉍合金導熱件。
更進一步說明，該散熱件之該包固元件係為一組以上卡榫，分別相鄰設置在該散熱件接觸前述熱源件一面的底部，所述卡榫具有一勾部，以該勾部可拆卸地固定在前述熱源件。
進一步，該散熱件係為一散熱鰭片、一板式熱管或一熱交換器。
進一步，該熱源件係為一IC晶片。又，該IC晶片係為一中央處理器晶片(CPU)、一圖形顯示卡晶片(GPU)或一通訊晶片。
根據上述技術特徵可達成以下功效：
1.傳統半導體元件在裝設散熱鰭片時，都會塗抹一層散熱膏，多半是採用含氧化鋁、氮化硼及氧化鋅的高分子基散熱膏，主要目的是在填充界面部位的孔隙，減少熱阻，增強導熱，不同於傳統高分子基散熱膏，但金屬散熱膏一直有易流出界面部位等問題，而採用本發明的銦鉍合金導熱件，初期半導體元件自身發熱由銦鉍合金導熱件吸熱及傳遞熱，此時該銦鉍合金導熱件由固態轉為液態，當熱源冷卻後，該銦鉍合金導熱件再由液態轉回固態，固態熱傳導性更佳，持續有導熱能力。
2.以該銦鉍合金導熱件做為熱介材，由於包固元件能避免熱源件和散熱件的位移，同時防止液態銦鉍合金導熱件流出界面部位，固定熱源件、散熱件和導熱件三者的位置和導熱功能，與高分子基散熱膏使用的包固元件不同處，在於多了防止液態銦鉍合金導熱件流出界面部位的設計，且提供熱傳導
係數大於50W/m2℃的銦鉍合金導熱，遠大於高分子基散熱膏的熱傳導係數5W/m2℃，藉此避免過高的溫度導致半導體元件損壞。
3.使用一段時間的銦鉍合金導熱件，能夠有效接合熱源件及散熱件，填補界面部位的孔隙，取代低導熱率的空氣，減少熱阻，使用過程中，該銦鉍合金導熱件中的氣泡持續釋出，更增強導熱。
4.當熱源啟動初期大量發熱，熱尚未即時傳導至散熱件時，可由銦鉍合金導熱件藉由固態轉為液態的相變態，在熱傳路徑中途快速吸收熱能，此為高分子散熱膏所不具的功能，由於固態和液態銦鉍合金導熱件皆能導熱，當熱源冷卻後，該銦鉍合金導熱件再由液態轉回固態，固態熱傳導性更佳，持續有導熱能力。
1:散熱件
11:容置空間
2:中央處理器晶片
3:包固元件
31:卡榫
32:勾部
4:銦鉍合金導熱件
[第一圖]係本發明實施例之散熱件示意圖。
[第二圖]係本發明實施例之散熱件結合有銦鉍合金導熱件示意圖。
[第三圖]係本發明實施例與熱源結合示意圖。
[第四圖]係本發明實施例之作動示意圖。
綜合上述技術特徵，本發明具有銦鉍合金之散熱裝置的主要功效將可於下述實施例清楚呈現。
請先參閱第一圖，圖中包含有一散熱件1，在本實施例中該散熱件1係為薄式的熱散鰭片，所使用的材料可以為銅或鋁合金，可以依照使用需要去選擇材料，但並非本案所限制之條件，在本實施例中由於配合使用在半導
體產業中的一熱源件(第一圖未呈現)，該熱源件可以為一中央處理器晶片2、一圖形顯示卡晶片(GPU)或一通訊晶片，若使用純銅的材料雖然導熱度好，但都超過了中央處理器晶片對重量的限制，而且也容易氧化，所以在本實施例中，較佳的可以採用鋁合金或純鋁。
請接續參閱第一圖及第二圖，先定義一X軸線及一Y軸線，在該散熱件1較短邊兩側設計有一包固元件3，該包固元件3在本實例中係為一卡榫31，該卡榫31具有一勾部32，該勾部32稍有彈性可以朝向該X軸線方向略擴張。進一步看到第二圖，在該散熱件1非鰭片那一面設有一容置空間11，該容置空間11用以裝載一銦鉍合金導熱件4，該銦鉍合金導熱件4熔點約在攝氏50-90度，屬於低熔點導熱性佳，可以很迅速地將熱傳導至該散熱件1。
請參考第三圖、第四圖所示，該圖係呈現該散熱件1裝置在該中央處理器晶片2上，如圖所示，透過該勾部32的微彈性，擴張勾住該中央處理器晶片2，達到穩固接觸的功效，此時，可以清楚的看到該銦鉍合金導熱件4與該中央處理器晶片2的表面接觸，當該中央處理器晶片2運作時，溫度上升，所接觸的該銦鉍合金導熱件4吸收該中央處理器晶片2所發出的熱能，此時該銦鉍合金導熱件4由固態轉為液態或維持固態，熱能同時導到散熱件1進行散熱，當溫度下降時，該銦鉍合金導熱件4再由液態轉回固態，進而達到快速導熱、排熱的功效。由於半導體元件的尺寸都已經有所固定，因此本發明可以依照目前公規的尺寸進行客製化設計，進而適用各種實施狀態。
綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此
限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。
1:散熱件
2:中央處理器晶片
3:包固元件
Claims (6)
- 一種具有銦鉍合金之散熱裝置，裝置在一熱源件，包含：一散熱件，接觸前述熱源件，並具有一包固元件，該包固元件可拆卸地固定在前述熱源件；一銦鉍合金導熱件，接觸設置在該散熱件上並被該包固元件所包圍，該銦鉍合金導熱件也接觸前述該熱源件，藉以將前述熱源件所產生之一熱能傳導至該散熱件。
- 如請求項1之具有銦鉍合金之散熱裝置，該散熱件接觸前述熱源件面向該散熱件的一面設有一容置空間，該容置空間用以裝載該銦鉍合金導熱件。
- 如請求項1之具有銦鉍合金之散熱裝置，該散熱件之該包固元件係為一組以上卡榫，分別相鄰設置在該散熱件接觸前述熱源件一面的底部，所述卡榫具有一勾部，以該勾部可拆卸地固定在前述熱源件。
- 如請求項1之具有銦鉍合金之散熱裝置，該散熱件係為一散熱鰭片、一板式熱管或一熱交換器。
- 如請求項1之具有銦鉍合金之散熱裝置，該熱源件係為一IC晶片。
- 如請求項5之IC晶片，該IC晶片係為一中央處理器晶片(CPU)、一圖形顯示卡晶片(GPU)或一通訊晶片。
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TWI838966B true TWI838966B (zh) | 2024-04-11 |
| TW202422812A TW202422812A (zh) | 2024-06-01 |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102867793A (zh) | 2012-08-14 | 2013-01-09 | 日月光半导体制造股份有限公司 | 热界面材料及半导体封装结构 |
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102867793A (zh) | 2012-08-14 | 2013-01-09 | 日月光半导体制造股份有限公司 | 热界面材料及半导体封装结构 |
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