專利名稱：一種金屬石墨復(fù)合散熱設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于電子設(shè)備的金屬石墨復(fù)合散熱設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著消費類電子產(chǎn)品的飛速發(fā)展，高性能、高功率的電子設(shè)備不斷更新?lián)Q代，CPU、功率芯片、射頻芯片等部件的發(fā)熱量明顯增大，芯片在長期高溫的情況下，無法正常工作、壽命降低，電子設(shè)備面臨著熱量管理的散熱難題，密集的元 器件帶來產(chǎn)品內(nèi)部溫度的快速升高是所有熱設(shè)計工程師面對的問題.現(xiàn)有的技術(shù)中，通過散熱器把發(fā)熱芯片的熱量傳遞到設(shè)備外部，通過風(fēng)扇加速散熱器表面空氣對流，更快的帶走熱量，由此需要散熱性能好的散熱器。目前該種散熱器使用了鋁制散熱器、銅制散熱器、金屬基板石墨翅片散熱器等類型的散熱器，但是由于產(chǎn)品的快速發(fā)展，這幾種散熱器都出現(xiàn)了本身難以避免的局限性和需要優(yōu)化的方面。鋁制的散熱器由于導(dǎo)熱性能在200W/mk左右，在一些高功率的應(yīng)用場合存在局限，無限制的增加體積會使線路板無法承受重量而破壞；銅制的散熱器雖然散熱效果好，但是重量和成本都比較高，不適合普通的電子產(chǎn)品；金屬基板和石墨翅片的散熱器雖然在重量和散熱效果方面有改善，但由于石墨本身的材料性質(zhì)，需要增加保護(hù)框體防止石墨翅片折斷，復(fù)合樹脂的石墨片也無法達(dá)到金屬的散熱翅片的強度，這也限制了金屬基板石墨翅片散熱器的應(yīng)用。

實用新型內(nèi)容本實用新型即是針對目前散熱器領(lǐng)域存在的上述問題，提供一種金屬石墨復(fù)合散熱設(shè)備，該散熱設(shè)備具備上述散熱器的各種優(yōu)點和綜合性能，能夠有效解決電子設(shè)備的散熱問題。具體來說，本實用新型所述的金屬石墨復(fù)合散熱設(shè)備，包括金屬散熱層和導(dǎo)熱石墨層，金屬散熱層與需要散熱的發(fā)熱體接觸，導(dǎo)熱石墨層緊貼金屬散熱層的一面或兩面。進(jìn)一步的，所述的金屬散熱層包括與發(fā)熱體接觸的基板以及與基板一體成型并突出于基板的數(shù)個翅片，翅片的作用是增加了散熱的面積，有助于加快散熱的速度。進(jìn)一步的，所述的導(dǎo)熱石墨層覆蓋于金屬散熱層的全部或部分。進(jìn)一步的，所述的金屬石墨復(fù)合散熱設(shè)備還包括在導(dǎo)熱石墨層表面再增加數(shù)個突出的金屬導(dǎo)熱柱。所述的金屬導(dǎo)熱柱位于導(dǎo)熱石墨層不與金屬散熱層接觸的另一面，目的也是為了增大散熱面積，以取得更好的散熱效果。進(jìn)一步的，所述的導(dǎo)熱石墨層通過化學(xué)氣相沉積或熱解貼合與金屬散熱層表面結(jié)
口 OCVD(Chemical Vapor Deposition)是指化學(xué)氣相沉積,把含有構(gòu)成薄膜元素的氣態(tài)反應(yīng)劑或液態(tài)反應(yīng)劑的蒸氣及反應(yīng)所需其它氣體引入反應(yīng)室，在襯底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成薄膜的過程。經(jīng)過CVD處理后，表面處理膜密著性得到了提高，同時防止刮痕的出現(xiàn)。[0012]進(jìn)一步的，所述的導(dǎo)熱石墨層的材質(zhì)包括聞定向熱解石墨、天然石墨、石墨復(fù)合材料、石墨纖維布或石墨烯。進(jìn)一步的，所述的金屬散熱層的材質(zhì)包括銅、鋁、或銅和鋁混合。更進(jìn)一步的，所述金屬散熱層的基板由銅制成，翅片由鋁制成。進(jìn)一步的，所述的導(dǎo)熱石墨層為一整體結(jié)構(gòu)或由多個互不相連的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。進(jìn)一步的，所述的金屬散熱層的導(dǎo)熱率彡180W/mk。本實用新型所述的金屬石墨復(fù)合散熱設(shè)備，同時具有金屬散熱部件和其表面的高導(dǎo)熱石墨層，具有良好的散熱效果，而且具有體積輕、加工制作容易的特點，適用范圍廣。

圖I是本實用新型第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型第三實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4-1是本實用新型第四實施例的立體圖；圖4-2是圖4-1中A-A線的剖視圖；圖5是本實用新型第五實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實用新型第六實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；其中，I為金屬散熱層、2為石墨導(dǎo)熱層、3為發(fā)熱體、10為基板、11為翅片、12為金
屬導(dǎo)熱柱。
具體實施方式
本實用新型的實現(xiàn)具有多種方式，以下優(yōu)選的實施例是為了公眾更好的理解本實用新型所述的技術(shù)內(nèi)容，而不是對所述技術(shù)內(nèi)容的限制。事實上，在不違反本實用新型所述實用新型精神實質(zhì)內(nèi)所做的對任意元件的增減、替換和改進(jìn)都在本實用新型所要求保護(hù)的技術(shù)方案之內(nèi)。如圖I所示，為本實用新型所述的金屬石墨復(fù)合散熱設(shè)備的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，包括金屬散熱層I和導(dǎo)熱石墨層2，金屬散熱層I與需要散熱的發(fā)熱體3接觸，導(dǎo)熱石墨層2緊貼金屬散熱層I的一面，為一整體結(jié)構(gòu)，覆蓋在金屬散熱層I的整個表面。所述的導(dǎo)熱石墨層2也可以分別緊貼在金屬散熱層I的兩面，互為獨立的兩塊，彼此分開，并且位于金屬散熱層I下面的導(dǎo)熱石墨層2并沒有覆蓋金屬散熱層I的整個表面，如圖2所示。如圖3所示，金屬散熱層I可以包括與發(fā)熱體3直接接觸的基板10和突出與基板10的翅片11，翅片11增大了散熱面積，在本實施例中，整體金屬石墨復(fù)合散熱設(shè)備的形狀類似“凹”字型，石墨導(dǎo)熱層2分別位于金屬散熱層I的兩面，在本實施例中，石墨導(dǎo)熱層2分為互相獨立的兩個部分，且沒有覆蓋金屬散熱層I的整個表面。當(dāng)然，所示的翅片11的數(shù)目為多個，規(guī)則排列于基板10上，石墨導(dǎo)熱層2為一整體成型的結(jié)構(gòu)，覆蓋于金屬散熱層I的整個表面，如圖4-1和4-2所示。在圖5中，與圖4-1的區(qū)別在于，所示的石墨導(dǎo)熱層2分為多個互不相連的部分，且沒有將金屬散熱層I的整體覆蓋，尚留有翅片11頂端的部分。[0032]圖6是本實用新型再一個實施例的示意圖，在本實施例中，金屬散熱層I位于發(fā)熱體3上方，在金屬散熱層I的上方覆蓋有一整體的石墨導(dǎo)熱層2，且在石墨導(dǎo)熱層2的上面還增加了多個金屬導(dǎo)熱柱12，有利于進(jìn)一步的散熱。在上述的各個實施例中，所述的導(dǎo)熱石墨層通過化學(xué)氣相沉積或熱解貼合與金屬散熱層表面結(jié)合。所述的導(dǎo)熱石墨層的材質(zhì)包括高定向熱解石墨、天然石墨、石墨復(fù)合材料、石墨纖維布或石墨烯，所述的金屬散熱層的材質(zhì)包括銅、鋁、或銅和鋁混合，金屬散熱層的表面可以做鈍化處理便于緊密結(jié)合，金屬散 熱層和導(dǎo)熱石墨層接觸部分表面可以做凸凹交錯的壓花處理，以增加和石墨層的接觸面積，金屬散熱層和導(dǎo)熱石墨層接觸部分可以設(shè)置突起點穿過石墨層和石墨層相互嵌合在一起。石墨層最大密度2. Og/cm3，低于鋁和銅的密度，相對同樣散熱效果，散熱設(shè)備的重量遠(yuǎn)小于金屬散熱器。散熱實驗金屬石墨復(fù)合散熱設(shè)備，金屬散熱部件采用鋁制散熱器尺寸25 X 100 X 2mm，金屬散熱部件表面采用復(fù)合石墨膜，厚度0. 3_，導(dǎo)熱系數(shù)為500W/mk。測試20X20X2mm發(fā)熱片3W功率，不加散熱設(shè)備溫度芯片155 °C ;使用25 X 100 X 2. 6mm金屬鋁散熱片，重量10. 85g，發(fā)熱片最熱點溫度114°C，金屬散熱片最高溫度52°C，散熱片最低點溫度38°C，溫度梯度14°C ;使用25X100X2. 6mm金屬石墨復(fù)合散熱設(shè)備，重量7. 86g，發(fā)熱片最高溫度108°C，金屬石墨復(fù)合散熱片最高溫度42°C，金屬石墨復(fù)合散熱片最低點溫度37°C，溫度梯度5°C。表I不同散熱材質(zhì)的散熱效果比較
材料類型規(guī)格芯片溫度散熱設(shè)備溫度溫度梯度
實施例金屬石簽復(fù)合100X25X2. 6 108X最兩42 =最低37 5 c
比較例金屬銘 100X25X2. 6 114X最尚52 ^最低38 Ht
I本實用新型所述的金屬石墨復(fù)合散熱設(shè)備，降溫效果明顯，溫度梯度小，而且可采用工業(yè)化制造方法大幅降低成本，自動化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品的熱量管理。
權(quán)利要求1.ー種金屬石墨復(fù)合散熱設(shè)備，其特征在于所述的散熱設(shè)備包括金屬散熱層和導(dǎo)熱石墨層，金屬散熱層與需要散熱的發(fā)熱體接觸，導(dǎo)熱石墨層緊貼金屬散熱層的一面或兩面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的散熱設(shè)備，其特征在于所述的金屬散熱層包括與發(fā)熱體接觸的基板以及與基板一體成型并突出于基板的數(shù)個翅片。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的散熱設(shè)備，其特征在于所述的導(dǎo)熱石墨層覆蓋于金屬散熱層的全部或部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的散熱設(shè)備，其特征在于所述的金屬石墨復(fù)合散熱設(shè)備還包括在導(dǎo)熱石墨層表面再增加數(shù)個突出的金屬導(dǎo)熱柱。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的散熱設(shè)備，其特征在于所述的導(dǎo)熱石墨層通過化學(xué)氣相沉積或熱解貼合與金屬散熱層表面結(jié)合。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的散熱設(shè)備，其特征在于所述的導(dǎo)熱石墨層的材質(zhì)包括高定向熱解石墨、天然石墨、石墨復(fù)合材料、石墨纖維布或石墨烯。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的散熱設(shè)備，其特征在于所述金屬散熱層的基板由銅制成，翅片由招制成。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的散熱設(shè)備，其特征在于所述的導(dǎo)熱石墨層為一整體結(jié)構(gòu)或由多個互不相連的結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的散熱設(shè)備，其特征在于所述的金屬散熱層的導(dǎo)熱率≥ 180ff/mko
專利摘要本實用新型針對目前散熱器領(lǐng)域存在的問題，提供一種金屬石墨復(fù)合散熱設(shè)備，該散熱設(shè)備具備上述散熱器的各種優(yōu)點和綜合性能，能夠有效解決電子設(shè)備的散熱問題。所述的金屬石墨復(fù)合散熱設(shè)備，包括金屬散熱層和導(dǎo)熱石墨層，金屬散熱層與需要散熱的發(fā)熱體接觸，導(dǎo)熱石墨層緊貼金屬散熱層的一面或兩面，進(jìn)一步的，所述的金屬散熱層包括與發(fā)熱體接觸的基板以及與基板一體成型并突出于基板的數(shù)個翅片，且所述的導(dǎo)熱石墨層覆蓋于金屬散熱層的全部或部分，所述的導(dǎo)熱石墨層通過化學(xué)氣相沉積或熱解貼合與金屬散熱層表面結(jié)合。所述的金屬石墨復(fù)合散熱設(shè)備，降溫效果明顯，溫度梯度小，重量輕，而且可采用工業(yè)化制造方法大幅降低成本。
文檔編號H01L23/373GK202443965SQ20112055312
公開日2012年9月19日 申請日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者杜明亮, 杜明風(fēng) 申請人:深圳市愛諾菲科技有限公司