导热件、单板、计算设备及制造方法与流程

文档序号:28321329发布日期:2022-01-04 22:58阅读:120来源:国知局
导热件、单板、计算设备及制造方法与流程
导热件、单板、计算设备及制造方法
1.本技术要求于2020年7月3日提交的申请号为202010631523.1、发明名称为“散热装置、相关设备及制造方法”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本技术中。
技术领域
2.本技术涉及芯片技术领域,特别涉及一种导热件、单板、计算设备及制造方法。


背景技术:

3.计算设备的芯片在工作中产生较多的热量,为了给计算设备的芯片散热,芯片上通常安装有散热器,芯片通过散热器向外散热。
4.通常在散热器和芯片之间放置导热件,以使芯片上的热量可以经由导热件传到到散热器上,由散热器向外散发。
5.但是在如何加快芯片、导热件和散热器之间的热传递上,还是目前需要亟待解决的问题。


技术实现要素:

6.本技术实施例提供了一种导热件、单板、计算设备及制造方法,能够克服相关技术的问题,所述技术方案如下:
7.一方面,提供了一种导热件,所述导热件包括第一导热层和第二导热层,其中:所述第一导热层的熔点高于第一数值,所述第二导热层的熔点低于第二数值,所述第一导热层的第一表面和第二表面上均具有所述第二导热层,所述第一表面和所述第二表面的位置相对。
8.其中,第一导热层的熔点高于第二导热层的熔点,第一数值大于第二数值,如第一数值可以为130摄氏度,第二数值可以在100摄氏度以内取值。第一导热层的具体熔点和第二导热层的具体熔点均和热源件的工作温度相关,例如,第一导热层的熔点至少高于热源件工作时所能达到的最高温度,第二导热层的具体熔点低于热源件工作时所能达到的最高温度,且与热源件正常工作时的温度相接近,例如,第二导热层的具体熔点与热源件在工作时的平均温度相接近。
9.在一种示例中,导热件包括第一导热层和第二导热层,其中,第一导热层的数量可以是一个,第二导热层的数量可以为两个,两个第二导热层将第一导热层夹在中间,形成三明治结构的导热件。在一种实施例中,该导热件具有三层结构,中间层为第一导热层,第一导热层的第一表面和第二表面上均具有第二导热层。
10.这样,导热件填充在热源件和散热器之间时,热源件与导热件的一个第二导热层相贴合,散热器与导热件的另一个第二导热层相贴合。
11.为了提高热源件与第二导热层之间的贴合程度,以及散热器与第二导热层之间的贴合程度,第二导热层的熔点比较低,例如,第二导热层的熔点低于第二数值。这样,导热件
填充在热源件和散热器之间时,热源件工作产生大量的热量,可以使与热源件相接触的导热件的第二导热层发生部分熔化,产生液体,液体的表面积较大,可以平铺在热源件的与第二导热层相接触的表面上,即使原来热源件和导热件的第二导热层之间具有间隙,第二导热层发生部分熔化后,产生的液体也可以填充在间隙中,提高热源件和第二导热层之间的贴合程度,加快热量的传递。
12.同样,与散热器相接触的导热件的第二导热层也可以发生部分熔化,产生液体,液体的表面积较大,可以平铺在散热器的与第二导热层相接触的表面上,即使原来散热器和导热件的第二导热层之间具有间隙,第二导热层发生部分熔化后,产生的液体也可以填充在间隙中,提高散热器和第二导热层之间的贴合程度,加快热量的传递。
13.在一种可能的实施方式中,第一导热层和第二导热层的数量可以均为多个,多个第一导热层和多个第二导热层叠加固定得到所述导热件,其中每个第一导热层的第一表面和第二表面上均具有第二导热层。
14.由于每个第一导热层的第一表面和第二表面上均具有第二导热层,使得第二导热层的数量大于第一导热层的数量。例如,第一导热层可以是两个,第二导热层可以是三个,第一导热层和第二导热层交叉叠加在一起,且每个第一导热层的位置相对的第一表面和第二表面上均具有第二导热层,这样形成具有五层结构的导热件,其中导热件最外层的两个表面中一个表面用于热源件相贴合,另一个表面用来与散热器相贴合。
15.在一种可能的实施方式中,包括第一导热层和多个第二导热层;或者在另一种实施例中,包括多个第一导热层和第二导热层。
16.其中,本领域的技术人员可以根据实际需求灵活选择第一导热层和第二导热层的数量,本实施例对第一导热层的具体数量以及第二导热层的具体数量不做限定。
17.在一种可能的实施方式中,所述第一导热层和所述第二导热层具有相容性,以使所述第二导热层熔化为液态时可浸润在所述第一导热层中。
18.在一种示例中,为了避免第二导热层熔化成液体之后,液体会流入到热源件中,对热源件造成损坏,相应的,第一导热层可以是固态导热层,其熔点较高,例如,第一导热层的熔点高于第一数值。而且,形成第一导热层的材质和形成第二导热层的材质在结构上具有相似性,能够实现第一导热层和第二导热层的相容性。这样,第二导热层发生熔化转换为液体时可以浸入到第一导热层中,以避免第二导热层的液体流向热源件或者散热器中。
19.基于上述所述,填充在热源件和散热器之间的导热件,其一个第二导热层与热源件相贴合,另一个第二导热层与散热器相贴合。这样,热源件在工作时产生热量,与热源件相接触的第二导热层发生部分熔化,产生液体,液体的表面张力比较大,可以充分与热源件的表面相贴合,以消除导热件与热源件之间的间隙,增强热源件与散热器之间的热传递效果。
20.与散热器相接触的第二导热层也会发生部分熔化,产生液体,液体的表面张力比较大,可以充分与散热器的表面相贴合,以消除导热件与散热器之间的间隙,增强热源件与散热器之间的热传递效果。
21.而且,由于与热源件相贴合的第二导热层发生由固定转换为液态的相变,而相变的过程中会吸收大量的热量,可以为热源件散热。
22.在一种可能的实施方式中,所述第二导热层的第一表面和第二表面上均具有凸起
结构,所述第二导热层的第一表面和第二表面的位置相对。
23.在一种示例中,凸起结构也可以称为起伏结构。凸起结构可以是柱状凸起,例如,可以是圆柱状的凸起。凸起结构也可以是条状凸起,例如,第二导热层的第一表面和第二表面上均具有周期性排布的条状凸起。凸起结构也可以是锯齿结构,例如,第二导热层的第一表面和第二表面上均具有锯齿结构。
24.其中,第二导热层的第一表面上和第二表面上的凸起结构为亚毫米级别或者微米级别的结构,可以用来吸收安装公差和安装间隙,促进表面贴合。
25.在一种示例中,第二导热层上的第一表面和第二表面上具有凸起结构,这些起伏的凸起结构细小柔软,具有一定的弹性。使得当导热件填充在热源件和散热器之间时,第二导热层的两个表面上的凸起结构,在压力作用下可以发生压缩形变,进而可以确保第二导热层的每处地方都是处于压紧状态,从而可以提升第一导热层和第二导热层之间的贴合度、热源件与导热件的一个第二导热层之间的贴合度,以及散热器与导热件的另一个第二导热层之间的贴合度。
26.而一旦导热件内部第一导热层和第二导热层之间的贴合度、热源件与导热件之间贴合度,以及散热器与导热件之间的贴合度提高了,热源件中的热量便可以经由导热件快速传递到散热器中,由散热器向外散发,为热源件加快散热。
27.在一种可能的实施方式中,所述第一导热层的第一表面和第二表面上均具有凸起结构。
28.在一种示例中,第一导热层的两个位置相对的表面上均具有凸起结构,起伏的凸起结构细小柔软,具有回弹性,第一导热层夹在两个第二导热层之间时,在挤压作用下,第一导热层上的凸起结构和第二导热层的凸起结构均可以发生压缩形变,使得第一导热层和第二导热层之间的贴合度更好,实现导热件内部的无缝接触,加快热量在导热件内部的快速传递。
29.在一种可能的实施方式中,所述凸起结构为柱状凸起、条状凸起和锯齿状凸起中的任一一种。
30.在一些示例中,凸起结构也可以称为起伏结构。凸起结构可以是柱状凸起,例如,可以是圆柱状的凸起。凸起结构也可以是条状凸起,例如,第二导热层的第一表面和第二表面上均具有周期性排布的条状凸起。凸起结构也可以是锯齿状凸起,例如,第二导热层的第一表面和第二表面上均具有锯齿状凸起。
31.在一种可能的实施方式中,所述第一导热层和所述第二导热层均为金属层。
32.在一种示例中,通常情况下金属的热导率比较高,为了加快导热件的热传递,相应的第一导热层和第二导热层可以均是金属层,具有高热导率。
33.在一种可能的实施方式中,所述第一导热层为金属铟层,所述第二导热层为铟铋锡合金层。
34.作为一种示例,第一导热层可以是金属铟层,第二导热层可以是铟铋锡合金层,金属铟层的熔点为57摄氏度左右,而热源件的工作一般不会超过100摄氏度,所以金属铟层既可以满足高热导率又可以满足高熔点的要求,可以作为导热件的第一导热层。铟铋锡合金层的熔点在58摄氏度至60摄氏度之间,热源件产生的热量能够使铟铋锡合金层发生部分熔化,所以铟铋锡合金层既可以满足高热导率又可以满足低熔点的要求,可以作为导热件的
第二导热层。
35.而金属铟层和铟铋锡合金层在内部结构上具有相似性,具有相容性,在铟铋锡合金层熔化为液态时,可以浸润在金属铟层中,以避免熔化后的液态金属流向热源件中而影响热源件的正常工作。
36.在一种可能的实施方式中,所述第二导热层具有回弹性。
37.在一种示例中,散热器位于导热件上,而导热件位于热源件上,由于散热器具有一定的重量,可以挤压在导热件的一个第二导热层上,导热件的另一个第二导热层挤压在热源件上,而第二导热层具有回弹性,那么导热件的这两个第二导热层可以处于压缩状态,进而可以提升散热器与第二导热层之间的贴合程度,热源件与第二导热层之间的贴合程度。
38.导热件与热源件之间的贴合程度进一步提高之后,以及导热件与散热器之间的贴合程度进一步提高之后,那么热源件、导热件和散热器之间的热传递效果也可以进一步增强。
39.在一种可能的实施方式中,所述第一导热层的厚度大于所述第二导热层的厚度。
40.作为一种示例,第一导热层的厚度可以大于第二导热层的厚度,第一导热层的厚度较厚,第二导热层的厚度比第一导热层的厚度薄一些,可以提升第二导热层熔化的液体在第一导热层上的吸附效果和浸润效果,避免液体流向热源件中。
41.另一方面,提供了一种单板,所述单板包括热源件、散热器和上述所述的导热件,所述导热件填充在所述热源件和所述散热器之间,其中,所述导热件的一个第二导热层与所述热源件相贴合,所述导热件的另一个第二导热层与所述散热器相贴合。
42.在一种示例中,单板的热源件可以是单板的芯片,也可以是单板上的发热元器件等。导热件可以放置在热源件上,散热器再放置在导热件上。
43.这样,热源件在工作时产生热量,与热源件相接触的第二导热层发生部分熔化,产生液体,液体的表面张力比较大,可以充分与热源件的表面相贴合,以消除导热件与热源件之间的间隙,增强热源件与散热器之间的热传递效果。与散热器相接触的第二导热层也会发生部分熔化,产生液体,液体的表面张力比较大,可以充分与散热器的表面相贴合,以消除导热件与散热器之间的间隙,增强热源件与散热器之间的热传递效果。
44.而且,由于与热源件相贴合的第二导热层发生由固定转换为液态的相变,而相变的过程中会吸收大量的热量,可以为热源件散热。
45.另外,导热件中的第二导热层虽然熔化产生了液体,但是由于第一导热层和第二导热层具有相容性,第二导热层的液体可以吸附浸润在第一导热层上,进而避免液体流向热源件中对热源件造成损坏。
46.另一方面,提供了一种计算设备,该计算设备可以包括上述所述的单板。
47.在一些示例中,该计算设备可以是通信设备、多媒体设备、光学设备、电子设备和终端设备等,可以包括上面所述的单板。
48.另一方面,提供了一种导热件的制造方法,所述导热件为上述所述的导热件,包括:在所述第一导热层的第一表面上安装所述第二导热层;在所述第一导热层的第二表面上安装所述第二导热层得到所述导热件,所述第一表面和所述第二表面的位置相对,所述第一导热层的熔点高于第一数值,所述第二导热层的熔点低于第二数值,第一导热层的熔点高于第二导热层的熔点,第一数值大于第二数值。
49.在一种示例中,可以先加工制造第一导热层和第二导热层,之后,在由第一导热层和第二导热层制造导热件。例如,第一导热层可以是金属铟层,可以对金属铟进行加工,得到板状或者片状的金属铟层,作为第一导热层。还可以在第一导热层上加工起伏的凸起结构。例如,第二导热层可以是铟铋锡合金层,可以对铟铋锡合金进行加工,得到板状或者片状的铟铋锡合金层,作为第二导热层。还可以在第二导热层上加工起伏的凸起结构。
50.得到第一导热层和第二导热层之后,可以将第二导热层放置并固定在第一导热层的第一表面上,将另一个第二导热层放置并固定在第一导热层的第二表面上,再经过固化处理等,得到导热件。之后,可以使用切割工具,对面积比较大的导热件进行切割,得到面积与热源件的面积相适配的导热件。
51.通过上述方法加工制造出的导热件,该导热件的第一导热层夹在两个第二导热层之间,形成三明治结构的轮廓形状,这种三明治结构的导热件可以填充在热源件和散热器之间。由于第二导热层的熔点较低,热源件工作产生的热量能够使第二导热层发生部分熔化,产生液体,液体具有流动性可以填充在导热件和热源件之间的间隙中,以及导热件和散热器之间的间隙中,提升导热件和热源件之间的贴合程度,以及导热件和散热器之间的贴合程度,提升热量在热源件和散热器之间的热传递效果,为热源件增强散热。
52.由于第一导热层和第二导热层具有相容性,使得第二导热层产生的液体可以吸附在第一导热层上,以避免液体流向热源件对热源件造成损坏,进而对热源件形成保护。
53.另一方面,提供了一种单板的制造方法,所述单板为上述所述的单板,包括:将所述导热件安装在所述热源件上;将所述散热器安装在所述导热件上;其中,所述导热件的一个第二导热层与所述热源件相贴合,所述导热件的另一个第二导热层与所述散热器相贴合。
54.通过上述方法制造出的单板,单板的导热件的第一导热层夹在两个第二导热层之间,形成三明治结构的轮廓形状,这种三明治结构的导热件填充在热源件和散热器之间。由于第二导热层的熔点较低,热源件工作产生的热量能够使第二导热层发生部分熔化,产生液体,液体具有流动性可以填充在导热件和热源件之间的间隙中,以及导热件和散热器之间的间隙中,提升导热件和热源件之间的贴合程度,以及导热件和散热器之间的贴合程度,提升热量在热源件和散热器之间的热传递效果,为热源件增强散热。
55.在一些示例中,该导热件的第一导热层夹在两个第二导热层之间,形成三明治结构的轮廓形状,这种三明治结构的导热件可以填充在热源件和散热器之间。由于第二导热层的熔点较低,热源件工作产生的热量能够使第二导热层发生部分熔化,产生液体,液体具有流动性,那么,与热源件相贴合的第二导热层熔化的液体可以填充在导热件和热源件之间的间隙中,与散热器相贴合的第二导热层熔化的液体可以填充在导热件和散热器之间的间隙中,进而可以提升导热件和热源件之间的贴合程度,以及导热件和散热器之间的贴合程度,从而可以加快热量在热源件和散热器之间的传递,为热源件增强散热。
附图说明
56.图1是本技术实施例提供的一种导热件填充在热源件和散热器之间的结构示意图;
57.图2是本技术实施例提供的一种导热件填充在热源件和散热器之间的结构示意
图;
58.图3是本技术实施例提供的一种导热件的第二导热层的结构示意图;
59.图4是本技术实施例提供的一种导热件的第一导热层和第二导热层的结构示意图。
60.图例说明
61.1、导热件;2、芯片;3、散热器;11、第一导热层;12、第二导热层。
具体实施方式
62.本技术实施例涉及一种导热件1,该导热件1可以可应用于数据通信设备、手机、笔记本电脑、汽车、民用、照明等领域。
63.如图1所示,导热件1填充在热源件2和散热器3之间,用来吸收热源件2和散热器3之间的间隙的热界面材料(thermal interface material,tim),如图1所示,导热件1的一面与热源件2相贴合,另一表面与散热器3相贴合,可以消除导热件1与热源件2之间的间隙,以及导热件1与散热器3之间的间隙,而且导热件1又具有导热性,可以将热源件2上的热量传递到散热器3上,从而热源件2产生的热量可以经由导热件1传递到散热器3,由散热器3散发,为热源件2降温。
64.其中,热源件2可以是工作时产生较多热量的器件,例如,可以是芯片,可以是各种发热元器件,如可以是电阻元器件等。
65.散热器3可以是真空腔均热(vapor chambers,vc)散热器、水冷散热器等,本实施例对散热器的具体类型不做限定。
66.如图1所示,导热件1包括第一导热层11和第二导热层12,其中:第一导热层11的熔点高于第一数值,第二导热层12的熔点低于第二数值,第一数值大于第二数值,第一导热层11的第一表面和第二表面上均具有第二导热层12,第一表面和第二表面的位置相对。
67.其中,由于导热件1用于填充在热源件2和散热器3之间,故导热件1的尺寸和轮廓形状分别与热源件2的尺寸和轮廓形状相关。
68.例如,在尺寸上,导热件1的面积和热源件2的面积相适配,如导热件1的面积和热源件2的面积相等,或者,导热件1的面积稍微大于热源件2的面积等,以便于导热件1能够与热源件2的所有部分都相接触。
69.例如,在轮廓形状上,导热件1的轮廓形状与热源件2的轮廓形状相适配,如热源件2的轮廓形状为矩形,那么导热件1的轮廓形状也可以为矩形。
70.在一种示例中,导热件1包括第一导热层11和第二导热层12,其中,第一导热层11的数量可以是一个,第二导热层12的数量可以为两个,两个第二导热层12将第一导热层11夹在中间,形成三明治结构的导热件1。在一种实施例中,如图1所示,该导热件1具有三层结构,中间层为第一导热层11,第一导热层11的第一表面和第二表面上均具有第二导热层12。
71.在另一种示例中,该导热件1可以包括多个第一导热层11和多个第二导热层12,多个第一导热层11和多个第二导热层12叠加相固定,且每个第一导热层11的第一表面和第二表面上均具有第二导热层12。例如,第一导热层11可以是两个,第二导热层12可以是三个,第一导热层11和第二导热层12交叉叠加在一起,且每个第一导热层11的位置相对的第一表面和第二表面上均具有第二导热层12,这样形成具有五层结构的导热件1,其中导热件1最
外层的两个表面中一个表面用于热源件2相贴合,另一个表面用来与散热器3相贴合。又例如,第一导热层11可以是三个,第二导热层12可以是四个等。其中本实施例对第一导热层11和第二导热层12的具体数量不做限定,技术人员可以根据实际需求灵活选择,附图中可以以一个第一导热层11和两个第二导热层12进行示例。
72.这样,导热件1填充在热源件2和散热器3之间时,热源件2与导热件1的一个第二导热层12相贴合,散热器3与导热件1的另一个第二导热层12相贴合。
73.为了提高热源件2与第二导热层12之间的贴合程度,以及散热器3与第二导热层12之间的贴合程度,第二导热层12的熔点比较低,例如,第二导热层12的熔点低于第二数值。其中,第二数值的取值和热源件2工作时产生的热量相关。例如,第二数值可以以热源件2工作时产生的热量能够使第二导热层12发生部分熔化为原则进行取值,例如可以在100摄氏度以内取值。
74.这样,上述导热件1填充在热源件2和散热器3之间时,热源件2工作产生大量的热量,可以使与热源件2相接触的导热件1的第二导热层12发生部分熔化,产生液体,液体的表面积较大,可以平铺在热源件2的与第二导热层12相接触的表面上,即使原来热源件2和导热件1的第二导热层12之间具有间隙,第二导热层12发生部分熔化后,产生的液体也可以填充在间隙中,提高热源件2和第二导热层12之间的贴合程度,加快热量的传递。
75.同样,与散热器3相接触的导热件1的第二导热层12也可以由于热源件2工作产生大量的热量而发生部分熔化,产生液体,液体的表面积较大,可以平铺在散热器3的与第二导热层12相接触的表面上,即使原来散热器3和导热件1的第二导热层12之间具有间隙,第二导热层12发生部分熔化后,产生的液体也可以填充在间隙中,提高散热器3和第二导热层12之间的贴合程度,加快热量的传递。
76.其中,第一导热层11和第二导热层12可以具有相容性,以使第二导热层12熔化为液态时可浸润在第一导热层11中。
77.在一种示例中,为了避免第二导热层12熔化成液体之后,液体会流入到热源件2中,对热源件2造成损坏,相应的,第一导热层11可以是固态导热层,其熔点较高,例如,第一导热层11的熔点高于第一数值,其中,第一数值的取值和热源件2工作时产生的热量相关。例如,第一数值可以以热源件2工作时产生的热量不能够使第一导热层11发生熔化为原则进行取值,作为一种示例,第一数值可以取130摄氏度。
78.而且,形成第一导热层11的材质和形成第二导热层12的材质在结构上具有相似性,能够实现第一导热层11和第二导热层12的相容性。这样,第二导热层12发生熔化转换为液体时可以浸入到第一导热层11中,以避免第二导热层12的液体流向热源件2或者散热器3中。
79.其中,由于热源件2工作时产生的热量有限,一般不会让与热源件2相贴合的第二导热件12完全熔化,而是会引起与热源件2相贴合的第二导热件12的部分熔化。
80.基于上述所述,填充在热源件2和散热器3之间的导热件1,其一个第二导热层12与热源件2相贴合,另一个第二导热层12与散热器3相贴合。这样,热源件2在工作时产生热量,与热源件2相接触的第二导热层12发生部分熔化,产生液体,液体的表面张力比较大,可以充分与热源件2的表面相贴合,以消除导热件1与热源件2之间的间隙,增强热源件2与散热器3之间的热传递效果。
81.与散热器3相接触的第二导热层12也会发生部分熔化,产生液体,液体的表面张力比较大,可以充分与散热器3的表面相贴合,以消除导热件1与散热器3之间的间隙,增强热源件2与散热器3之间的热传递效果。
82.而且,由于与热源件2相贴合的第二导热层12发生由固定转换为液态的相变,而相变的过程中会吸收大量的热量,可以为热源件2散热。
83.在一些实施例中,第一导热层11的熔点高于第二导热层12的熔点,例如,第一导热层11的熔点高于130摄氏度,而第二导热层12的熔点在100摄氏度以内。第一导热层11具体熔点和第二导热层12的具体熔点均和热源件2的工作温度相关,例如,第一导热层11的熔点至少高于热源件2工作时所能达到的最高温度,第二导热层12的具体熔点低于热源件2工作时所能达到的最高温度,且与热源件2正常工作时的温度相接近,例如,第二导热层12的具体熔点与热源件2在工作时的平均温度相接近。
84.这样,热源件2工作时,产生较多时,温度升高,与热源件2相贴合的第二导热层12发生熔化,产生液体填充在导热件1和热源件2之间,以吸收间隙,提高热传递效果,而第一导热层11依然处于固态状态,且第一导热层11和第二导热层12具有相容性,使得第二导热层12熔化的液体可以浸润在第一导热层11中,以避免液体流出进入到热源件2中。
85.如图2所示,第二导热层12的第一表面和第二表面上均具有凸起结构,其中第二导热层12的第一表面和第二表面的位置相对。
86.在一些示例中,凸起结构也可以称为起伏结构。凸起结构可以是柱状凸起,例如,可以是圆柱状的凸起。凸起结构也可以是条状凸起,例如,如图3所示,第二导热层12的第一表面和第二表面上均具有周期性排布的条状凸起。凸起结构也可以是锯齿状凸起,例如,如图2所示,第二导热层12的第一表面和第二表面上均具有锯齿状凸起。
87.如图3所示,凸起结构在第二导热层12的第一表面和第二表面上可以周期性排布,凸起结构可以等间距排布,例如,相邻两个凸起结构之间的间距可以为200微米。每个凸起结构的尺寸可以相等,也可以不相等,技术人员可以根据实际情况灵活设置。示例性地,凸起结构为圆柱状,其直径可以为100微米。又示例性地,凸起结构为立方柱,其横截面的边长可以为100微米。
88.其中,对于第二导热层12的两个表面上的凸起结构的尺寸以及凸起结构的排布等,技术人员可以根据实际情况,灵活选择,本实施例对此不做限定。
89.其中,第二导热层12的第一表面上和第二表面上的凸起结构为亚毫米级别或者微米级别的结构,可以用来吸收安装公差和安装间隙,促进表面贴合。
90.在一种示例中,第二导热层12上的第一表面和第二表面上具有凸起结构,这些起伏的凸起结构细小柔软,具有一定的弹性。使得当导热件1填充在热源件2和散热器3之间时,第二导热层12的两个表面上的凸起结构,在压力作用下可以发生压缩形变,进而可以确保第二导热层12的每处地方都是处于压紧状态,从而可以提升第一导热层11和第二导热层12之间的贴合度、热源件2与导热件1的一个第二导热层12之间的贴合度,以及散热器3与导热件1的另一个第二导热层12之间的贴合度。
91.而一旦导热件1内部第一导热层11和第二导热层12之间的贴合度、热源件2与导热件1之间贴合度,以及散热器3与导热件1之间的贴合度提高了,热源件2中的热量便可以经由导热件1快速传递到散热器3中,由散热器3向外散发,为热源件2加快散热。
92.同样,如图4所示,第一导热层11的第一表面和第二表面上也可以均具有凸起结构。
93.在一种示例中,第一导热层11的两个位置相对的表面上均具有凸起结构,起伏的凸起结构细小柔软,具有回弹性,第一导热层11夹在两个第二导热层12之间时,在挤压作用下,第一导热层11上的凸起结构和第二导热层12的凸起结构均可以发生压缩形变,使得第一导热层11和第二导热层12之间的贴合度更好,实现导热件1内部的无缝接触,加快热量在导热件1内部的快速传递。
94.其中,第一导热层11和第二导热层12均具有凸起结构的情况下,在第一导热层11的两个表面上安装第二导热层12的过程中,如图4所示,第一导热层11上的条状的凸起结构可以与第二导热层12上的条状的凸起结构相垂直。当然,也可以第一导热层11和第二导热层12上的条状的凸起结构相互平行,错开放置,例如,第一导热层11上的凸起结构位于第二导热层12上的相邻两个凸起结构之间。本实施例对第一导热层11上的凸起结构和第二导热层12上的凸起结构的具体位置关系不做限定,技术人员可以根据实际情况灵活选择。
95.基于上述所述,导热件1填充在热源件2和散热器3之间时,导热件1的内部,第一散热层11和第二散热层12的相互接触的表面上均具有起伏的凸起结构,这些凸起结构在挤压作用下发生压缩形变,可以吸收导热件1内部的间隙,减少导热件1内部的间隙。而且,第二散热层12的熔点较低,容易发生部分熔化产生液体,液体进一步可以填充在导热件1内部的间隙中,减少导热件1内部的缝隙。
96.导热件1与热源件2之间,由于导热件1的与热源件2相贴合的第二导热层12上具有起伏的凸起结构,该凸起结构在导热件1的挤压作用下发生压缩形变,可以吸收导热件1与热源件2之间的间隙,减少导热件1与热源件2之间的间隙。而且,第二散热层12的熔点较低,容易发生部分熔化产生液体,液体进一步可以填充在导热件1与热源件2之间的缝隙中,这样可以减少导热件1与热源件2之间的缝隙。
97.导热件1与散热器3之间,由于导热件1的与散热器3相贴合的第二导热层12上具有起伏的凸起结构,该凸起结构在散热器3的挤压作用下发生压缩形变,可以吸收导热件1与散热器3之间的间隙,减少导热件1与散热器3之间的间隙。而且,第二散热层12的熔点较低,容易发生部分熔化产生液体,液体进一步可以填充在导热件1与散热器3之间的缝隙中,这样可以减少导热件1与散热器3之间的缝隙。
98.导热件1填充在热源件2和散热器3之间中时,导热件1的内部具有较少的缝隙,导热件1与热源件2之间具有较少的缝隙,导热件1与散热器3之间也具有较少的缝隙,这样,热量可以由热源件2经由导热件1快速传递到散热器3中,由散热器3向外散发,进而该导热件1可以大大增强热源件2与散热器3之间的热量传递效果。
99.而且,又由于第一导热层11和第二导热层12具有相容性,第二导热层12发生熔化产生液体,可以浸润在第一导热层11上,避免第二导热层12由于任意流动而流向热源件2中,对热源件2形成保护。
100.为了进一步吸收热源件2与第二导热层12之间的间隙,以及散热器3与第二导热层12之间的间隙,相应的,第二导热层12可以具有回弹性。这样,散热器3位于导热件1上,而导热件1位于热源件2上,由于散热器3具有一定的重量,可以挤压在导热件1的一个第二导热层12上,导热件1的另一个第二导热层12挤压在热源件2上,而第二导热层12具有回弹性,那
么导热件1的这两个第二导热层12可以处于压缩状态,进而可以提升散热器3与第二导热层12之间的贴合程度,热源件2与第二导热层12之间的贴合程度。
101.导热件1与热源件2之间的贴合程度进一步提高之后,以及导热件1与散热器3之间的贴合程度进一步提高之后,那么热源件1、导热件2和散热器3之间的热传递效果也可以进一步增强。
102.这样,由于导热件1的第一导热层11和第二导热层12上均具有起伏的凸起结构,而且第一导热层11和第二导热层12还均具有回弹性,这样当导热件1位于热源件2和散热器3之间时,在挤压作用下,导热件1的第一导热层11和第二导热层12上的凸起结构均发生压缩形变,可以提升导热件1内部的紧密贴合程度、导热件1与热源件2支架的紧密贴合程度,以及导热件1与散热器3之间的紧密贴合程度。
103.又由于导热件1的第二导热层12的熔点较低,当热源件2产生热量温度升高达到第二导热层12的熔点时,与热源件2相接触的第二导热层12可以发生熔化产生液体,液体具有流动性,可以进一步填充在热源件2与导热件1的第二导热层12之间的间隙中,进一步提升热源件2与导热件1之间的紧密贴合。而与散热器3相接触第二导热层12也可以发生熔化产生液体,液体具有流动性,可以填充散热器3与导热件1的第二导热层12之间的间隙中,进一步提升散热器3与导热件1之间的紧密贴合。
104.可见,在导热件1内部紧密贴合,导热件1与热源件2之间紧密贴合,以及导热件1与散热器3之间紧密贴合的情况下,可以大大提升热源件2、导热件1和散热器3之间的热传递效果。
105.而且,由于第一导热层11的熔点较高,可以一直呈现固态状态,第一导热层11和第二导热层12具有相容性,使得即使第二导热层12发生熔化产生液体,液体只是浸润在第一导热层11中,难以流向热源件2中,这样,导热件1中的第二导热层12的厚度可以厚一点。
106.其中,第二导热层12的厚度提高,可以进一步提升第二导热层12熔化后液体在间隙中的填充效果。技术人员可以根据实际情况设定第二导热层12的厚度,例如,可以在第二导热层12熔化产生液体时不流向热源件2为前提下尽可能加工厚一点。
107.作为一种示例,第一导热层11的厚度可以大于第二导热层12的厚度,第一导热层11的厚度较厚,第二导热层12的厚度比第一导热层11的厚度薄一些,可以提升第二导热层12熔化的液体在第一导热层11上的吸附效果和浸润效果,避免液体流向热源件2中。
108.以上均是从导热件1内部的贴合程度、导热件1与热源件2之间的贴合程度,以及导热件1与散热器3之间的贴合程度上,提升热传递效果的示例,还可以从其他方面来提升热传递效果,例如,可以使用高热导率的材质来提升热传递效果。
109.相应的,导热件1的第一导热层11和第二导热层12可以由热导率比较高的材料制成,例如,第一导热层11和第二导热层12可以均是金属层。
110.作为一种示例,第一导热层11可以是金属铟层,第二导热层11可以是铟铋锡合金层,金属铟层的熔点为157摄氏度左右,而热源件2的工作一般不会超过100摄氏度,所以金属铟层既可以满足高热导率又可以满足高熔点的要求,可以作为导热件1的第一导热层11。铟铋锡合金层的熔点在58摄氏度至60摄氏度之间,热源件2产生的热量能够使铟铋锡合金层发生部分熔化,所以铟铋锡合金层既可以满足高热导率又可以满足低熔点的要求,可以作为导热件1的第二导热层12。
111.而金属铟层和铟铋锡合金层在内部结构上具有相似性,具有相容性,在铟铋锡合金层熔化为液态时,可以浸润在金属铟层中,以避免熔化后的液态金属流向热源件2中而影响热源件2的正常工作。
112.另外,第一导热层11和第二导热层12均为金属层,而金属具有延展性,进而可以实现第一导热层11和第二导热层12的回弹性。相应的第一导热层11和第二导热层12上的凸起结构也具有回弹性,受挤压可以发生压缩形变,增强第一导热层11和第二导热层12之间的贴合程度,吸收两者之间的安装公差和间隙。也可以增强导热件1与热源件2之间的贴合程度,吸收两者之间的安装公差和间隙。也可以增强导热件1与散热器3之间的贴合程度,吸收两者之间的安装公差和间隙。
113.其中,技术人员在加工作为第二导热层12的铟铋锡合金层时,可以根据所需要满足的指标,调整铟铋锡的含量,其中所需满足的指标可以是低熔点、高热导率和低热阻等。例如,一种可能的质量百分比可以如下表1所示:
114.表1作为第二导热层的铟铋锡合金层的一种可能的质量百分比
115.元素铟(in)铋(bi)锡(sn)质量百分比51%16.5%31.5%
116.例如,在加工导热件1中,可以将金属铟压成片状结构,厚度可以约为100至150微米之间,将铟铋锡合金制备成片状结构,厚度可以为25至30微米。之后,可以使用特指滚筒等工具,在片状的金属铟的两个相对的表面上压制凸起结构,得到上述所述的第一导热层11,在片状的铟铋锡合金的两个相对的表面上压制凸起结构,得到上述所述的第二导热层12。之后,可以在第一导热层11的第一表面上安装一个第二导热层12,在第一导热层11的第二表面上安装一个第二导热层12,得到三明治结构的导热件1。接着,技术人员可以根据热源件2的尺寸和轮廓,对导热件1进行切割,得到多个与热源件2的尺寸和轮廓相适配的导热件1。
117.得到导热件1之后,为了确保导热件1的功能良好,可以对导热件1进行热阻效果测试,例如,可以使用导热硅胶或者热阻仪等对导热件1进行热阻效果测试。
118.在一些示例中,该导热件的第一导热层夹在两个第二导热层之间,形成三明治结构的轮廓形状,这种三明治结构的导热件可以填充在热源件和散热器之间。由于第二导热层的熔点较低,热源件工作产生的热量能够使第二导热层发生部分熔化,产生液体,液体具有流动性,那么,与热源件相贴合的第二导热层熔化的液体可以填充在导热件和热源件之间的间隙中,与散热器相贴合的第二导热层熔化的液体可以填充在导热件和散热器之间的间隙中,进而可以提升导热件和热源件之间的贴合程度,以及导热件和散热器之间的贴合程度,从而可以加快热量在热源件和散热器之间的传递,为热源件增强散热。
119.由于第一导热层和第二导热层具有相容性,使得第二导热层产生的液体可以吸附在第一导热层上,以避免液体流向热源件对热源件造成损坏,进而对热源件形成保护。
120.本技术还提供了一种单板,该单板可以是计算设备的主控板、业务板或者接口板等,如图1所示,该单板可以包括热源件2、散热器3和上述所述的导热件1,导热件1填充在热源件2和散热器3之间。其中,导热件1的一个第二导热层12与热源件2相贴合,导热件1的另一个第二导热层12与散热器3相贴合,在一种实施例中,位于第一导热层11第一表面上的第二导热层12与热源件2相贴合,位于第一导热层11第二表面上的第二导热层12与散热器3相
贴合。
121.在一种示例中,单板的热源件2可以是单板的芯片,也可以是单板上的发热元器件等。导热件1可以放置在热源件2上,散热器3再放置在导热件1上。
122.这样,热源件2在工作时产生热量,与热源件2相接触的第二导热层12发生部分熔化,产生液体,液体的表面张力比较大,可以充分与热源件2的表面相贴合,以消除导热件1与热源件2之间的间隙,增强热源件2与散热器3之间的热传递效果。与散热器3相接触的第二导热层12也会发生部分熔化,产生液体,液体的表面张力比较大,可以充分与散热器3的表面相贴合,以消除导热件1与散热器3之间的间隙,增强热源件2与散热器3之间的热传递效果。
123.而且,由于与热源件2相贴合的第二导热层12发生由固定转换为液态的相变,而相变的过程中会吸收大量的热量,可以为热源件2散热。
124.另外,导热件1中的第二导热层12虽然熔化产生了液体,但是由于第一导热层11和第二导热层12具有相容性,第二导热层12的液体可以吸附浸润在第一导热层11上,进而避免液体流向热源件2中对热源件2造成损坏。
125.在一种示例中,单板还可以包括线路板,热源件2可以安装在线路板上,例如,热源件2可以通过锡球焊接在线路板上,然后导热件1再放置在热源件2上,散热器3再放置在导热件1上。
126.在另一种示例中,为了承载散热器3的重量,避免散热器3压坏热源件2,相应的,单板还可以包括基座,线路板可以放置在基座上,并固定在基座上,热源件2可以通过锡球焊接在线路板上,导热件1可以放置在热源件2上,散热器3放置在导热件1上且散热器3通过固定螺钉固定在基座上。这样,散热器3的重量可以通过固定螺钉传递到基座上,由基座承载散热器3的重量,对热源件和线路板形成保护。
127.在一些示例中,该单板的热源件2在工作时产生热量,与热源件2相接触的第二导热层12发生部分熔化,产生液体,液体的表面张力比较大,可以充分与热源件2的表面相贴合,以消除导热件1与热源件2之间的间隙,增强热源件2与散热器3之间的热传递效果。与散热器3相接触的第二导热层12也会发生部分熔化,产生液体,液体的表面张力比较大,可以充分与散热器3的表面相贴合,以消除导热件1与散热器3之间的间隙,增强热源件2与散热器3之间的热传递效果。
128.而且,导热件1中的第二导热层12虽然熔化产生了液体,但是由于第一导热层11和第二导热层12具有相容性,第二导热层12的液体可以吸附浸润在第一导热层11上,进而避免液体流向热源件2中对热源件2造成损坏。
129.本技术还提供了一种计算设备,该计算设备可以包括上述所述的单板,该计算设备可以是计算机设备、通信设备、光学设备、电子设备和终端设备等。
130.在一些示例中,该计算设备的单板,如上述所述,其热源件2在工作时产生热量,与热源件2相接触的第二导热层12发生部分熔化,产生液体,液体的表面张力比较大,可以充分与热源件2的表面相贴合,以消除导热件1与热源件2之间的间隙,增强热源件2与散热器3之间的热传递效果。与散热器3相接触的第二导热层12也会发生部分熔化,产生液体,液体的表面张力比较大,可以充分与散热器3的表面相贴合,以消除导热件1与散热器3之间的间隙,增强热源件2与散热器3之间的热传递效果。
131.本技术还提供了一种导热件的制造方法,该导热件也即是上述所述的导热件。制造该导热件的过程可以如下:
132.首先,在第一导热层11的第一表面上放置第二导热层12;然后,在第一导热层11的第二表面上放置第二导热层12,第一表面和第二表面的位置相对;其中,位于第一表面上的第二导热层12用于与热源件2相贴合,位于第二表面上的第二导热层12用于与散热器3相贴合。
133.在一种示例中,可以先加工制造第一导热层11和第二导热层12,之后,在由第一导热层11和第二导热层12制造导热件1。例如,第一导热层11可以是金属铟层,可以对金属铟进行加工,得到板状或者片状的金属铟层,作为第一导热层11。还可以在第一导热层11上加工起伏的凸起结构。例如,第二导热层12可以是铟铋锡合金层,可以对铟铋锡合金进行加工,得到板状或者片状的铟铋锡合金层,作为第二导热层12。还可以在第二导热层12上加工起伏的凸起结构。
134.得到第一导热层11和第二导热层12之后,可以将第二导热层12放置并固定在第一导热层11的第一表面上,将另一个第二导热层12放置并固定在第一导热层11的第二表面上,再经过固化处理等,得到导热件1。之后,可以使用切割工具,对面积比较大的导热件1进行切割,得到面积与热源件2的面积相适配的导热件1。
135.通过上述方法加工制造出的导热件,该导热件的第一导热层夹在两个第二导热层之间,形成三明治结构的轮廓形状,这种三明治结构的导热件可以填充在热源件和散热器之间。由于第二导热层的熔点较低,热源件工作产生的热量能够使第二导热层发生部分熔化,产生液体,液体具有流动性可以填充在导热件和热源件之间的间隙中,以及导热件和散热器之间的间隙中,提升导热件和热源件之间的贴合程度,以及导热件和散热器之间的贴合程度,提升热量在热源件和散热器之间的热传递效果,为热源件增强散热。
136.由于第一导热层和第二导热层具有相容性,使得第二导热层产生的液体可以吸附在第一导热层上,以避免液体流向热源件对热源件造成损坏,进而对热源件形成保护。
137.本技术还提供了一种单板的制造方法,该单板可以为上述所述的单板,该单板的制造过程可以如下:首先,可以将导热件1安装在热源件2上,例如,可以将导热件1放置在热源件2上,又例如,可以将导热件1放置并固定在热源件2上;然后,可以将散热器3安装在导热件1上,例如,可以将散热器3放置在导热件1上。其中,三明治结构的导热件1的一个第二导热层12与热源件2相贴合,另一个第二导热层12与散热器3相贴合。在一种实施例中,三明治结构的导热件1的位于第一导热层11第一表面上的第二导热层12与热源件2相贴合,位于第一导热层11第二表面上的第二导热层12与散热器3相贴合。
138.在一些示例中,该单板还可以包括线路板和基座,相应的该方法还可以包括,将热源件2安装在线路板上,例如,热源件2通过锡球焊接在线路板上。该方法还包括,将线路板安装在基座上,例如,将线路板放置在基座上,并固定在基座上。为了避免散热器3压坏热源件,相应的,散热器3可以放置在导热件1远离热源件2的一面上,并通过固定螺钉固定在基座上。这样,散热器3的重量可以通过固定螺钉传递到基座上,由基座承载散热器3的重量,为热源件2减轻负担。
139.通过上述方法制造出的单板,单板的导热件的第一导热层夹在两个第二导热层之间,形成三明治结构的轮廓形状,这种三明治结构的导热件填充在热源件和散热器之间。由
于第二导热层的熔点较低,热源件工作产生的热量能够使第二导热层发生部分熔化,产生液体,液体具有流动性,那么,与热源件相贴合的第二导热层熔化的液体可以填充在导热件和热源件之间的间隙中,与散热器相贴合的第二导热层熔化的液体可以填充在导热件和散热器之间的间隙中,进而可以提升导热件和热源件之间的贴合程度,以及导热件和散热器之间的贴合程度,从而可以加快热量在热源件和散热器之间的传递,为热源件增强散热。
140.以上所述仅为本技术一个实施例,并不用以限制本技术,凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
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