TWM621428U - 電子元件的導熱裝置 - Google Patents

Abstract

一種電子元件的導熱裝置，包含有：一基板，其上設有一電子元件；一金屬散熱件，其具有一第一表面及一相對面的第二表面，且第一表面是面向電子元件的上方；其特徵在於：金屬散熱件的第一表面上鍍有一防腐蝕層；以及金屬散熱件與電子元件之間設有一層由導熱膏所構成非液態結構的高導熱散熱層。藉此，本創作可解決習用的「液態金屬」散熱材料所造成的缺失；其以「非液態結構」的高導熱散熱層，可置於電腦、手機等電子器件的晶片上，達到具有高導熱係數而散熱佳、理想的緩衝性及安全穩定性等多重功效增進。

Description

電子元件的導熱裝置

本創作涉及一種電子元件的導熱裝置，尤指一種具有「非液態結構」高導熱散熱層所構成的導熱裝置。

近年來由於高功率的中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)等的半導體元件的發展迅速。而電子裝置愈趨於輕薄多工，且由於電子元件密度提高、頻率增快，經長時間使用後會導致於局部出現過熱現象，通常電子裝置的晶片在工作時是主要熱源，散熱不僅是為了降低晶片自身溫度以保證其能在要求的溫度範圍內正常工作，同時還要兼顧散熱時不能造成殼體局部過熱，給消費者造成不良使用體驗，目前電子裝置之散熱方式，主要是利用簡單的開孔、熱傳導、熱對流等方式，但該些散熱方式已無法滿足現今高效能晶片所產生之熱能，因此會有過熱的問題，熱能無法均勻散佈，導致行動電子裝置內部的散熱效率降低，進而導致手機指令降頻或過慢死機的現象也時有發生。

目前，石墨膜材料因其優異的特性，包括高導熱性、耐熱、耐腐蝕以及高導電性，在目前的工業應用中，廣泛應用在電子類產品散熱、耐熱密封材料。而當前散熱技術主要是將石墨散熱片直接與發熱部位連接，但散熱片和發熱部位看似接觸良好，但卻真實存在一些不連續的點接觸，接觸面間隙填充空氣或者膠黏劑，而空氣的導熱係數只有0.1W/mk；所塗覆的膠黏層通常會有5~15微米厚，膠黏劑層也會大大影響熱量的散發，導致介面熱阻很高。

液態金屬是一種常溫下呈現液狀的低熔點合金，其主要成分 為鎵銦錫合金、銦鉍錫合金，或銦鉍鋅合金等所構成；其性質穩定且具有優異的導熱及導電性，因此目前有很多業者以液態金屬取代石墨膜材料來解決上述問題。惟查，使用液態金屬作為散熱材料也並非沒有缺失；例如：現有技術中採用液態金屬和導熱膜複合，使用時隨著熱源溫度升高，液態金屬熔化，與熱源和散熱器介面緊密貼合，顯著降低熱源和散熱器之間的接觸熱阻。然而，常常將液態金屬和散熱器直接接觸，亦導致其使用壽命縮短，時間久了就會使其彼此脫離；此外液態金屬由於是液態，容易發生洩漏，造成短路。

本創作人有鑑於上述問題點，乃針對液態金屬散熱材料所造成的缺失，進一步提出解決方案。

緣是，本創作之主要目的，在提供電子元件的導熱裝置，其可解決液態金屬散熱材料所造成的缺失，而是以非液態結構的高導熱散熱層，可置於電腦手機等電子器件的晶片上，達到具有高導熱係數、緩衝性、安全穩定性的功效增進。

為達上述目的，本創作所採用的技術手段包含有：一基板，該基板上設有一電子元件；一金屬散熱件，其具有一第一表面及一相對面的第二表面，且該第一表面是面向該電子元件的上方；其特徵在於：該金屬散熱件的第一表面上鍍有一防腐蝕層；以及該金屬散熱件與該電子元件之間設有一層由導熱膏所構成非液態結構的高導熱散熱層。

依據上揭特徵，該高導熱散熱層可包括呈膏狀體(Paste)或膠固體(Glue Solid)所構成的非液態層狀結構型態。

依據上揭特徵，該基板可包括為一印刷電路板(PCB)，該電子元件為一半導體晶片。

依據上揭特徵，該金屬散熱件可包括為一平板狀。

依據上揭特徵，該平板狀的散熱件，其第二表面上還可包括設有多數的散熱鰭片。

依據上揭特徵，該防腐蝕層可包括由鎳金屬所構成。

依據上揭特徵，更可包括一設在該基板上且圍繞該電子元件的框體。

藉助上揭技術手段，本創作可解決習用的「液態金屬」散熱材料所造成的缺失；其以「非液態結構」的高導熱散熱層，可置於電腦、手機等電子器件的晶片上，達到具有高導熱係數而散熱佳、理想的緩衝性及安全穩定性等多重功效增進。

10:基板

20:電子元件

30:金屬散熱件

31:第一表面

32:第二表面

33:散熱鰭片

40:防腐蝕層

50:高導熱散熱層

60:框體

圖1本創作第一實施例的分解立體圖。

圖2本創作第一實施例的組合剖視圖。

圖3本創作第二實施例的組合剖視圖。

首先，請參閱圖1~圖2所示，本創作「電子元件的導熱裝置」的第一實施例，包含有：一基板10，該基板10上設有一電子元件20；本實施例中，該基板10包括為一印刷電路板(PCB)，該電子元件20為一半導體晶片。

一金屬散熱件30，其具有一第一表面31及一相對面的第二表面32，且該第一表面31是面向該電子元件20的上方；本實施例中，該金屬散熱件30包括為一平板狀，但不限定於此。以上構成為先前技術(Prior Art)， 非本創作的專利標的，容不贅述。

本創作的特徵在於：該金屬散熱件30的第一表面31上鍍有，腐蝕層40；以及該金屬散熱件30與該電子元件20之間設有一層由導熱膏所構成非液態結構的高導熱散熱層50。本實施例中，該高導熱散熱層50包括由絕緣有機矽材料所構成的膏狀體(Paste)或膠固體(Glue Solid)的非液態的層狀的結構型態，但不限定於此；諸如導熱性高的金屬、金屬合金等材料所構成的膏狀體(Paste)或膠固體(Glue Solid)的非液態層狀結構型態，亦可實施。

本實施例中，該高導熱散熱層50的導熱係數可達8.0W/mk以上，因此具有極佳的散熱功能。更重要的是，該高導熱散熱層50常溫下是呈現膏狀體或膠固體，這與習用的「液態金屬」散熱材料完全不同，因此不用擔心液體洩漏出來，造成短路的問題，進而具有安全穩定性的功效增進。再者，該高導熱散熱層50是呈現膏狀體(Paste)或膠固體(Glue Solid)，並非是剛性體或固狀體，因此其具有彈性，以其設置在該電子元件20與該該金屬散熱件30之間，不僅可以使該電子元件20的熱源和散熱件30的介面緊密貼合，顯著降低熱源和金屬散熱件之間的接觸熱阻；且因其具有彈性，可使該電子元件20與該金屬散熱件30之間，具有一彈性緩衝力，如此一來，該電子元件20不易受到該金屬散熱件30的壓力而造成損害。

本實施例中，該防腐蝕層40包括可由鎳金屬所構成，但不限定於此。鎳金屬具有極佳的抗腐蝕性，且可以用電鍍或塗布的技術，使其附著在該金屬散熱件30的第一表面31上。如此一來，可使該金屬散熱件30不易受到該高導熱散熱層50材料的侵蝕，可確保其使用壽命及可靠度。

本實施例中，更包括一設在該基板10上且圍繞該電子元件20的框 體60。雖然本創作的高導熱散熱層50是呈現膏狀體(Paste)或膠固體(Glue Solid)，不易有液體洩漏出來，造成短路的問題。但為百分百安全起見，如遇到該電子元件20異常而過熱，致使該高導熱散熱層50有軟化疑慮，此時該框體60可確保不會造成液體洩漏出來，造成短路的問題。具有雙重的安全性保障，圖3是本創作第二較佳實施例的組合剖視圖，其相同於第一實施例的結構以相同圖號表示，其差異性僅在於：該平板狀的散熱件30，其第二表面32上還包括設有多數的散熱鰭片33。

藉助上揭技術手段，本創作可解決習用的「液態金屬」散熱材料所造成的缺失；其以「非液態結構」的高導熱散熱層50，可置於電腦、手機等電子器件的晶片上，達到具有高導熱係數而散熱佳、理想的緩衝性及安全穩定性等多重功效增進。

綜上所述，本創作所揭示之構造，為昔所無，且確能達到功效之增進，並具可供產業利用性，完全符合新型專利要件，祈請 鈞局核賜專利，以勵創新，無任德感。

惟，上述所揭露之圖式、說明，僅為本創作之較佳實施例，大凡熟悉此項技藝人士，依本案精神範疇所作之修飾或等效變化，仍應包括在本案申請專利範圍內。

10:基板

20:電子元件

30:金屬散熱件

31:第一表面

32:第二表面

40:防腐蝕層

50:高導熱散熱層

60:框體

Claims (7)

1. 一種電子元件的導熱裝置，包含有：一基板，該基板上設有一電子元件；一金屬散熱件，其具有一第一表面及一相對面的第二表面，且該第一表面是面向該電子元件的上方；其特徵在於：該金屬散熱件的第一表面上鍍有一防腐蝕層；以及該金屬散熱件與該電子元件之間設有一層由導熱膏所構成非液態結構的高導熱散熱層。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件的導熱裝置，其中，該高導熱散熱層包括呈膏狀體(Paste)或膠固體(Glue Solid)所構成的非液態層狀結構型態。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件的導熱裝置，其中，該基板包括為一印刷電路板(PCB)，該電子元件為一半導體晶片。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件的導熱裝置，其中，該金屬散熱件包括為一平板狀。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電子元件的導熱裝置，其中，該平板狀的散熱件，其第二表面上還包括設有多數的散熱鰭片。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件的導熱裝置，其中，該防腐蝕層包括由鎳金屬所構成。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件的導熱裝置，其中，更包括一設在該基板上且圍繞該電子元件的框體。

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