本實(shí)用新型涉及一種導(dǎo)熱片,具體涉及一種由液態(tài)金屬片制成的導(dǎo)熱片。
背景技術(shù):
目前電子元件中使用的導(dǎo)熱片材料有許多不同的種類,各有所長。
硅膠導(dǎo)熱片是傳統(tǒng)導(dǎo)熱、散熱材料,使用的歷史悠久,具有導(dǎo)熱、絕緣、防震的性能,材質(zhì)柔軟且表面自帶黏性,安裝時操作方便,可應(yīng)用在各種不規(guī)則零件表面,起到導(dǎo)熱填充的作用。但是硅膠導(dǎo)熱片最大的缺陷是導(dǎo)熱效率低,導(dǎo)熱系數(shù)僅有1.5-3.0W/m·K。
石墨導(dǎo)熱片是一種新型的導(dǎo)熱材料,可沿兩個方向均勻?qū)幔谒椒较蛏蠈?dǎo)熱系數(shù)高達(dá)1500W/m·K,能夠在屏蔽熱源與元件的同時改進(jìn)電子產(chǎn)品的性能。然而由于石墨材料彈性極差,在應(yīng)用時往往需要與其他材料符合,而且石墨導(dǎo)熱片由于其層狀結(jié)構(gòu)在垂直方向上的導(dǎo)熱能力十分有限。
液態(tài)金屬是低熔點(diǎn)金屬的另一種稱謂。在散熱器中使用的液態(tài)金屬在常溫下是固態(tài)的,用于發(fā)熱元件與散熱器之間,利用本身低熔點(diǎn)的特性吸收發(fā)熱元件的熱量,當(dāng)溫度達(dá)到一定程度時會變成液態(tài),能保證充分的填充熱界面的間隙,從而形成良好的導(dǎo)熱通道。由于液態(tài)金屬成為液態(tài)以后流動性極佳,由于金屬導(dǎo)電性好,若液態(tài)金屬導(dǎo)熱片的密封性存在問題,那么就會造成發(fā)熱元件電路短路、元件燒毀。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型通過利用耐熱密封膠對液態(tài)金屬片進(jìn)行封裝,形成密閉的結(jié)構(gòu),不僅使成型后的液態(tài)金屬導(dǎo)熱片適應(yīng)常態(tài)的工作環(huán)境,受熱后也不會流出,同時又能保持導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱能力。
本實(shí)用新型中要實(shí)現(xiàn)的功能通過以下方案來實(shí)現(xiàn):
本實(shí)用新型中提供的一種液態(tài)金屬導(dǎo)熱片,包括耐熱密封膠條與塊狀液態(tài)金屬片;耐熱密封膠條不僅填充塊狀液態(tài)金屬片之間的間隙,還將塊狀液態(tài)金屬外側(cè)封閉。
進(jìn)一步地,本發(fā)明中采用的塊狀液態(tài)金屬片尺寸相同,在發(fā)熱元件表面均勻排列,且相互之間留有0.35 -0.65mm的間隙。
使用一整塊的液態(tài)金屬片作為導(dǎo)熱片的散熱結(jié)構(gòu),一方面當(dāng)導(dǎo)熱片的尺寸較大時,塊狀液態(tài)金屬加工難度會增加,另一方面,在使用的過程中液態(tài)金屬一旦發(fā)生過熱變成液態(tài)、然后再恢復(fù)成固態(tài)以后容易導(dǎo)致導(dǎo)熱片厚度不均勻,從而導(dǎo)熱片整體散熱能力不均勻,應(yīng)用于電子產(chǎn)品時,容易導(dǎo)致電子產(chǎn)品局部過熱,產(chǎn)生故障。基于上述原因,本實(shí)用新型中采用的是尺寸相同的多塊液態(tài)金屬片替代一整塊的液態(tài)金屬片,同時液態(tài)金屬片之間留有細(xì)小的間隙以便進(jìn)行密封。本實(shí)用新型的發(fā)明人在反復(fù)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),當(dāng)采用的液態(tài)金屬片之間間隙為0.35-0.65mm時為宜,一方面留出有余的空間進(jìn)行密封膠的貼裝或者滴涂,可以達(dá)到有效密封的效果,另一方面,間隙也不會過大,影響散熱效果。
進(jìn)一步地,所述耐熱密封膠條為將液態(tài)耐熱密封膠在液態(tài)金屬片間隙中和外側(cè)表面上均勻滴涂后、保壓固化所得。上述液態(tài)耐熱密封膠可選用無機(jī)高分子聚合物類產(chǎn)品,具備粘結(jié)強(qiáng)度高、密封性好、耐高溫、耐腐蝕、填充能力強(qiáng)等特點(diǎn)。
進(jìn)一步地,使用耐熱密封膠條時可采用亞克力透明雙面膠帶,如3M亞克力透明雙面膠帶,黏附力強(qiáng)、密封效果好,且不影響散熱效果。
進(jìn)一步地,本實(shí)用新型中采用的塊狀液態(tài)金屬片為矩形或者正方形。
為了使液態(tài)金屬片分布的更為均勻,加工起來更方便,可將塊狀液態(tài)金屬片數(shù)量設(shè)為N2個,N為大于等于2的整數(shù)。
進(jìn)一步地,本實(shí)用新型中所使用的塊狀液態(tài)金屬片的元素組成及質(zhì)量百分含量為銦50-52%、鉍32-34.5%、錫15-16.5%。
在上述條件下制得的塊狀液態(tài)金屬片的熔點(diǎn)為18-32℃。
本實(shí)用新型中的液態(tài)金屬導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱系數(shù)為40-42W/m·K。
本實(shí)用新型具有如下有益效果:
1、本實(shí)用新型通過利用耐熱密封膠對液態(tài)金屬片進(jìn)行封裝,形成密閉的結(jié)構(gòu),不僅使成型后的液態(tài)金屬導(dǎo)熱片適應(yīng)常態(tài)的工作環(huán)境,受熱后也不會流出,同時又能保持導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱能力。
2、本實(shí)用新型中的液態(tài)金屬導(dǎo)熱片導(dǎo)熱能力強(qiáng)、導(dǎo)熱均勻,導(dǎo)熱片中的液態(tài)金屬過熱成為液體后再恢復(fù)也不影響均勻?qū)崮芰Α?/p>
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型中液態(tài)金屬導(dǎo)熱片的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)施例中提供的液態(tài)金屬導(dǎo)熱片包括耐熱密封膠條與塊狀液態(tài)金屬片,耐熱密封膠條不僅填充塊狀液態(tài)金屬片之間的間隙,還將塊狀液態(tài)金屬外側(cè)封閉。
本實(shí)用新型中提供的液態(tài)金屬導(dǎo)熱片制備及加工應(yīng)用的方法步驟如下:
1、液態(tài)金屬原料的組成及質(zhì)量百分含量按照銦50-52%、鉍32-34.5%、錫15-16.5%進(jìn)行配比。
本實(shí)施例中,選擇成分的組成及質(zhì)量百分比為51.5%銦、31.8%鉍、16.3%錫。將上述原料粉末混合均勻,在惰性氣氛下熔煉,熔煉溫度為595-610℃,達(dá)到熔煉溫度保溫3小時后冷卻,即得所需液態(tài)金屬合金材料。該塊狀液態(tài)金屬片的熔點(diǎn)為32℃。
將上述得到的合金材料在沸水中熔化形成板材狀,然后通過軋制得到所需液態(tài)金屬片。液態(tài)金屬片的厚度根據(jù)導(dǎo)熱片所需厚度進(jìn)行確定。
2、將上一步驟中得到的液態(tài)金屬片根據(jù)需求切割成相同形狀的方形塊,靜置于需散熱的電子元件表面(如CPU表面),且液態(tài)金屬片相互之間留有0.4mm的間隙。
3、在液態(tài)金屬間隙道上均勻滴涂液態(tài)耐熱密封膠,同時在外側(cè)表面上也均勻滴涂耐熱密封膠,形成液態(tài)金屬導(dǎo)熱片-密封膠的交雜面,將散熱器貼合于此交雜面上,保壓固化10分鐘即得。該步驟中也可采用3M亞克力透明雙面膠帶進(jìn)行密封。
如附圖1所示,本實(shí)施例中采用正方形的塊狀液態(tài)金屬片1,液態(tài)金屬片相互之間留有0.4mm的間隙形成間隙道2,散熱面上均勻分散有相同大小的9塊液態(tài)金屬片,以保證均勻散熱。
本實(shí)施例中的液態(tài)金屬導(dǎo)熱片的導(dǎo)熱系數(shù)為42W/m·K,對比導(dǎo)熱硅膠導(dǎo)熱系數(shù)1W/m·K、常用美國萊爾德導(dǎo)熱墊導(dǎo)熱系數(shù)6W/m·K、德國酷冷博液態(tài)金屬導(dǎo)熱片導(dǎo)熱系數(shù)40W/m·K。本實(shí)施例中的液態(tài)金屬導(dǎo)熱片比傳統(tǒng)導(dǎo)熱材料有長足的進(jìn)步,且對比進(jìn)口產(chǎn)品,導(dǎo)熱能力也有進(jìn)步。
本實(shí)用新型中的液態(tài)金屬導(dǎo)熱片能夠適應(yīng)常態(tài)的工作環(huán)境,受熱后也不會流出,導(dǎo)熱能力強(qiáng),過熱恢復(fù)后不影響均勻?qū)岬哪芰Α?/p>
最后需要說明的是,以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案而非對其進(jìn)行限制,盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換,而這些修改或者等同替換亦不能使修改后的技術(shù)方案脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。