多层复合热传导结构体的制作方法

本实用新型涉及一种多层复合热传导结构体，特别涉及一种具有三维立体方向高效能热传导的多层复合热传导结构体。

背景技术：

按，许多电子元件，尤其是大型的集成电路、微处理器等，在运行中通常无可避免地会伴随着产生高热。而这种高热若无法及时排除，不仅会减损电子零件的运行效率及使用寿命，甚至将会导致电子元件的故障而丧失功能。特别是现今电子产品为了符合轻薄短巧的时代趋势，相关微处理器大都逐渐采用高集成度(degree of integration)的设计方式，使元件的每单位面积所释放的热量倍增，因此不足的冷却所导致的不良影响或损害，也将很严重。

现有用于促进电器产品散热效能的手段，通常是通过在会发热的电器元件与散热器之间配置散热介质，例如导热硅胶片、导热膏、导热双面胶带及固态转液态导热相变化材，以便有效地将会发热电子元件所产生热量转移至散热器上，以达冷却电器设备的目的。

但这种散热介质的界面材料着重于将电子元件的热量做上下垂直转移至散热器上，再通过散热器进行散热。惟此技术当电子电器机构(外壳)不是良好的散热材料时(如塑料)，或在有限机构空间暨狭隘密闭空间内无法使用其他散热器时，就不能有效达到冷却电子元件或电子电器设备的目的。

因而现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

有鉴于上述现有技术的问题，本实用新型的其中的一目的在于提供一种多层复合热传导结构体，主要形成三维立体方向高效能热传导，兼具高挠曲特性，并且可实施绝缘构造，适合配置在电子元件发热表面与散热器之间，以及高度挠曲设置在电子电器机构的有限空间或狭隘密闭空间内，能够作三维方向性传导移转热量，达到全面性扩散迅速散热效能，以确实传导排除电子元件所产生的高热，供确保电子元件的运行效率及使用寿命，具备产业利用价值。

为达上述目的，本实用新型提出一种多层复合热传导结构体，其包含：至少一挠性导热胶层，具有均匀分布结合的热传导粉体，其中挠性导热胶层，配置接触于电子元件的表面；以及至少一热传导热层，至少由金属层及非金属层相叠结合构成，金属层及非金属层的热传导数高于挠性导热胶层；其中至少一挠性导热胶层及至少一热传导热层彼此相叠结合。

较佳地，可进一步包含胶体，使金属层与非金属层彼此相叠结合。

较佳地，所述金属层为铜箔层、铝箔层或锡箔层，所述非金属层为石墨层或石墨纤维层。

较佳地，热传导结构体可由多个挠性导热胶层与多个热传导热层互相交错相叠结合构成。

较佳地，至少一热传导热层可由多个金属层与多个非金属层互相交错相叠结合构成。

较佳地，多层复合热传导结构体可由两个相隔挠性导热胶层结合热传导热层相叠结合构成。

较佳地，至少一热传导热层可由两个相隔的非金属层结合金属层相叠结合构成。

较佳地，至少一热传导热层中的一远离该发热电子元件的热传导热层可结合另一挠性导热胶层。

较佳地，至少一挠性导热胶层中的一远离该发热电子元件的挠性导热胶层可结合另一热传导热层。

较佳地，至少一挠性导热胶层可与至少一热传导热层相叠胶合固定。

较佳地，至少一挠性导热胶层可涂设结合于至少一热传导热层上。

承上所述，依据本实用新型其可具有一或多个下述优点：

本实用新型的热传导结构体，能形成三维立体方向高效能热传导，适合配置在电子元件发热表面与散热器之间作三维方向性传导移转热量，达到全面性扩散迅速散热效能，以确实传导排除电子元件所产生的高热，供确保电子元件的运行效率及使用寿命，具备产业利用价值。

本实用新型的热传导结构体具高挠曲特性，高度挠曲设置在电子电器机构的有限空间或狭隘密闭空间内。

附图说明

图1本实用新型第一实施例的复合热传导结构体的断面放大图。

图2本实用新型第二实施例的断面放大图。

图3本实用新型第三实施例的结构图。

图4本实用新型第四实施例的使用状态图。

图5本实用新型第五实施例的使用状态图。

图6本实用新型第六实施例的使用状态图。

图7本实用新型第七实施例的使用状态图。

具体实施方式

本实用新型的优点、特征以及达到的技术方法将参照例示性实施例及所附图式进行更详细地描述而更容易理解，且本实用新型可以不同形式来实现，故不应被理解仅限于此处所陈述的实施例，相反地，对所属技术领域具有通常知识者而言，所提供的实施例将使本揭露更加透彻与全面且完整地传达本实用新型的范畴，且本实用新型将仅为所附加的申请专利范围所定义。

本实用新型下述一或多个实施方式揭露一种多层复合热传导结构体，并且配合图式说明如下：首先，请参阅第1至3图，本实用新型的多层复合热传导结构体具备三维立体方向热传导效能，如图所示的热传导结构体实施例中，至少包含一挠性导热胶层10及一热传导热层20，挠性导热胶层10可选用如导热硅胶片、导热胶体，或使用具固态转液态相变化的高分子材料的导热相变化材等导热材，而热传导热层20，至少由一金属层202及一非金属层201通过胶体203来彼此相叠结合构成，金属层201可选用具高热传导系数及垂直方向导热性佳的金属材料，如铜箔、铝箔或锡箔材料等，而非金属层201可选用具高热传导系数及平面方向导热性佳的非金属材料，如石墨或石墨纤维材料等。本实施例挠性导热胶层10与热传导热层20厚度可各选用0.01mm~15mm，使各材料层之间彼此叠置紧密结合，以形成多层复合热传导结构体。

在图1至图3所示的较佳实施例中，可选择以单一挠性导热胶层10或多个挠性导热胶层10、11、12配合单一热传导热层20或多个热传导热层20、21，其彼此之间以交互交错层叠组成多层复合材料。所述热传导热层20、21，可选择以单一非金属层201或多个非金属层201、204、211、214配合单一金属层202或多个金属层202、205、212，其彼此之间以胶体203、213交互交错层叠组成热传导热层20、21，以获得具备三维热传导效能的复合结构体；又本形式的多层复合材料具有质地柔韧及可挠的材料特性，因此可被紧密贴于会产生热源的电子元件30上，以有效率地将电子元件30的热量导出传送到散热器40上，或者传送到电子电器机构(外壳)50，避免在电子元件30上累积热量，造成故障；从而一举解决电子(电器)元件30运行时的散热问题。

如图2所示，所述多层复合热传导结构体由两个相隔的挠性导热胶层10、11结合一热传导热层20相叠结合构成，即一热传导热层20位于两挠性导热胶层10、11之间，并结合为多层复合热传导结构体。

如图2所示，所述至少一热传导热层20由两个相隔的非金属层201、204结合所述金属层202相叠结合构成，即一金属层202位于两非金属层201、204之间，并结合为热传导热层20。

上述多层复合材料中的挠性导热胶层10及胶体203、213包含有热传导粉体，以及用来结合前述热传导粉体微粒子的胶材，并利用混炼制程使该热传导粉体均匀分布于胶材中，然后固定成型。其中，该热传导粉体可选用如：氧化铝、氮化铝、氮化硼、石墨、铝粉、铜粉、氧化铜、氧化锌......等，该热传导粉体可能是前述材料之一或是由二种以上材料混合而成者。而热传导粉体材料为不规则型颗粒，选用适宜的平均粒度约0.1μm~100μm。

而该胶材则可选用如：环氧树脂、压克力树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、聚醋酸乙酯树脂(PVAC)、硅胶(Silicon)或合成橡胶......等，又，该胶材可以是前述材料之一或是由二种以上材料混合而成。

上述环氧树脂、压克力树脂、酚醛树脂、聚酯树脂、聚醋酸乙酯树脂(PVAC)、硅胶 (Silicon)或合成橡胶......等，皆属于高分子量材料，但每种不同的胶材(树脂)等皆有其最适当的溶解稀释(SP)剂(低分子量)的分解、包覆、融合，取得(低分子量)控制胶材(高分子量)的最低的共轭玻璃软化点，这样则可得到分子量从1000~1000000的分子量的胶材，此胶材会因分子量大小再不同的温度下做固液相的变化，在玻璃软化点不会产生气相或碳化的变化，此种胶材我们称为低温相变胶体，低温相变胶体从35℃~105℃。

前述挠性导热胶层10通常被制成0.02~15mm厚度的面状或板片状，且由于挠性导热胶层10的材料质地柔韧，具备可挠性及塑性变形的特性，因此可紧密、服贴的配置在发热电子元件30的表面，以降低界面的接触热阻，从而迅速将电子元件30所产生的热量传导排除。

再者，挠性导热胶层10及胶体203、213可通过胶材与热传导粉体的不同比例混合，以获得所欲的热传性及其他材料物性：一般性的原则，当混合材料中的热传导粉体占有比例越高，其传热效能越佳，然而材料的挠性与塑性等物性则较差。反之，当胶材占有的比例越多，传热效能较差，而材料的挠性与塑性等物性则较佳。通常选用10%~70%之间的胶材与90%~30%之间的热传导粉体搭配，使挠性导热胶层10及胶体203、213可获得约0.5W/mk~12W/mk热传导系数。除此之外，在选用氮化铝、氧化铝或氮化硼等高电阻抗粉体时，可使挠性导热胶层10及胶体203、213具有高绝缘的电阻抗(10 ⁶~10¹⁹ Ω.cm)。

本实施例中，挠性导热胶层10的混合材料能够以热压成型方式制成板片状，并且进行表面处理，再胶合贴着在热传导热层20的金属层202或非金属层201的相对表面上。除此之外，亦可采用涂布(喷涂或刮涂等)方式或网版印刷方式，在热传导热层20的金属层202或非金属层201表面制作一厚度约为0.02~0.3mm的挠性导热胶层10，且通过其胶材的分子结构以结合定位该等均匀分布的热传导粉体。类似地，胶体203的混合材料亦能够以热压成型方式制成板片状，并且进行表面处理，再胶合贴着于热传导热层20的金属层202或非金属层201的相对表面上。除此之外，亦可采用涂布(喷涂或刮涂等)方式或网版印刷方式，在热传导热层20的金属层202或非金属层201表面制作一厚度约为0.01mm的胶体203，来使金属层202及非金属层201彼此相叠结合。

在图1所示的挠性导热胶层10密贴于电子元件30的发热表面上，能够有效传导移转热量至热传导热层20的金属层202及非金属层201，以进行全面扩散性散热，同时将热量高效率导出传送到散热器40上。除此之外，亦可如图2所示，由该热传导热层20的金属层202及非金属层201全面扩散传导热量至另一相对挠性导热胶层11，以绝缘方式导出传送到电子电器机构(外壳)50。

本实施例复合热传导结构体的挠性导热胶层10及热传导热层20的金属层202、非金属层201及胶体203具备可挠曲特性，因此可如图4和图5所示进行任意挠曲，以将热源作三维方向性传导移转至适当位置进行热扩散及均温。

在图4和图5所示的实施例中，挠性导热胶层10密贴于电子元件30的发热表面上，而热传导热层20的金属层202、非金属层201及胶体203层叠于挠性导热胶层10上并可挠曲成C字形(如图4)或S字形(如图5)，而在远离电子元件30的热传导热层20的伸出部结合另一挠性导热胶层13，以将热源作三维方向性传导移转至适当位置进行热扩散及均温。除此之外，亦可如图6和图7所示挠性导热胶层10密贴在电子元件30的发热表面上，而在挠性导热胶层10上层叠热传导热层20，再在热传导热层20上层叠挠性导热胶层11，而挠性导热胶层11可挠曲成C字形(如图6)或S字形(如图7)，而在远离电子元件30的挠性导热胶层11的伸出部结合另一热传导热层22的金属层222、非金属层221及胶体223。因此 本实用新型的挠性导热胶层及热传导热层能高度挠曲设置在电子电器机构的有限空间或狭隘密闭空间内，能够作三维方向性传导移转热量，达到全面性扩散迅速散热效能。

本实用新型多层复合热传导结构体主要形成三维立体方向高效能热传导，兼具高挠曲特性，并且可实施绝缘构造，适合配置在电子元件发热表面与散热器之间，以及高度挠曲设置在电子电器机构的有限空间或狭隘密闭空间内，能够作三维方向性传导移转热量，达到全面性扩散迅速散热效能，以确实传导排除电子元件所产生的高热，供确保电子元件的运行效率及使用寿命，具备产业利用价值，依法提出新型专利申请。

以上所举实施例仅用为方便说明本实用新型，而并非加以限制，在不离本实用新型精神范畴，熟悉此一行业技艺人士所可作的各种简易变化与修饰，均仍应含括于以下申请专利范围中。