一种导热结构及其制作方法、导热系统、芯片封装结构和电子设备与流程

文档序号:28318111发布日期:2022-01-04 20:16阅读:200来源:国知局
一种导热结构及其制作方法、导热系统、芯片封装结构和电子设备与流程

1.本技术实施例涉及导热技术领域,特别涉及一种导热结构及其制作方法、导热系统、芯片封装结构和电子设备。


背景技术:

2.随着电子设备不断将更强大的功能集成到更小组件中,温度控制已经成为设计中至关重要的挑战之一,即在架构紧缩,操作空间越来越小的情况下,如何有效地带走更大单位功率所产生的更多热量是亟需解决的问题。
3.目前,芯片产生的热量主要通过导热垫传递给散热器来实现对芯片的散热,具体为,将导热垫设置在芯片上,导热垫背离芯片的另一面与散热器进行连接,其中,芯片与导热垫以及导热垫与散热器之间采用粘接层进行相连。
4.然而,上述导热垫在应用过程中,随着温度变化,芯片与导热垫以及导热垫与散热器之间的粘接力降低,导热垫与芯片和/或者导热垫与散热器之间易出现分层的现象,使得芯片上的热量因无法及时散发而造成芯片结温过高。


技术实现要素:

5.本技术实施例提供一种导热结构及其制作方法、导热系统、芯片封装结构和电子设备,提高了导热结构与发热元件以及散热器之间的粘接强度,降低了导热结构与发热元件以及散热器之间的接触热阻,提升了导热结构的导热效果,解决了现有导热垫与芯片和/或散热器之间易出现分层而导致芯片结温过高的问题。
6.本技术实施例第一方面提供一种导热结构,用于将发热元件产生的热量传递给散热器,包括:
7.多个导热膜和一个或多个介质层,所述导热膜与所述介质层交替排布;
8.多个所述导热膜的一端朝向所述发热元件,多个所述导热膜的另一端朝向所述散热器;
9.所述介质层至少包含:第一有机材料和位于所述第一有机材料中的第二有机材料;
10.所述第一有机材料用于将相邻两个所述导热膜进行粘接;
11.所述第二有机材料用于在所述导热结构处于预设温度或预设压力下时朝向所述导热结构的外表面扩散,且向外扩散的所述第二有机材料至少在所述导热结构和所述发热元件之间和/ 或在所述导热结构和所述散热器之间形成粘接层,所述粘接层用于将所述导热结构与所述发热元件相连和/或将所述导热结构和所述散热器相连。
12.本技术实施例提供的导热结构,通过所述导热膜与所述介质层交替排布,且所述导热膜的一端朝向所述发热元件,另一端朝向所述散热器,介质层至少包含第一有机材料以及位于所述第一有机材料中的第二有机材料,第二有机材料在预设温度或预设压力下朝
向导热结构的外表面扩散,向外扩散的第二有机材料至少在导热结构和发热元件之间和/或导热结构和散热器之间形成粘接层,粘接层将导热结构与发热元件相连和/或将导热结构与散热器之间相连,确保了导热结构与发热元件/散热器表面维持紧密接触,从而避免了导热结构在使用过程中与发热元件/散热器之间界面出现分层而导致发热元件超温的问题。另外,向外扩散的第二有机材料可以填充在导热结构与发热元件以及导热结构与散热器之间的局部微孔,改善导热结构的微观浸润性,从而降低界面接触热阻,减小了导热结构的应用热阻。
13.而且,第二有机材料可以填充在导热结构与发热元件和/或导热结构与散热器之间的局部微孔或间隙中,这样生成的粘接层与发热元件/散热器之间的接触面积增大,粘合力更大。
14.在一种可能的实现方式中,所述预设温度大于或等于35℃。
15.在一种可能的实现方式中,所述预设压力大于或等于5psi。
16.在一种可能的实现方式中,向外扩散的所述第二有机材料至少在所述导热结构和所述发热元件之间和/或在所述导热结构和所述散热器之间形成具有范德华力、化学键结合力或咬合力的粘接层。这样实现了导热结构和发热元件和/或导热结构与散热器之间紧密结合的目的,且发热元件温度越高,导热结构内的第二有机材料向外扩散的越多,这样导热结构和发热元件之间和/或导热结构与散热器之间的结合力更大,从而避免了导热结构与发热元件之间和/ 或导热结构与散热器之间由于温度过高而导致分层的问题。
17.在一种可能的实现方式中,在所述预设温度或所述预设压力下,所述第二有机材料穿过所述第一有机材料的本体进行扩散。
18.在一种可能的实现方式中,所述第一有机材料是固态或半固体状,所述第二有机材料是液态或半固体状。
19.在一种可能的实现方式中,所述粘接层与所述散热器之间的粘接力,和/或,所述粘接层与所述发热元件之间的粘接力,大于所述介质层的内聚力。这样确保了即使导热结构发生拉伸损坏,但是导热结构与发热元件/散热器之间仍保持粘接状态,保证了导热结构与发热元件 /散热器之间具有牢固的粘接力,避免导热结构与发热元件/散热器之间出现分层的问题。
20.在一种可能的实现方式中,所述第二有机材料为在预设反应条件下与所述发热元件和/或与所述散热器朝向所述导热结构的外表面上的至少部分区域发生脱水缩合反应或者聚合反应的材料,所述预设反应条件包括反应温度、反应湿度或反应介质,所述反应温度大于或等于 35℃,所述反应湿度大于或等于10%。这样导热结构与发热元件之间和/或导热结构与散热器之间的结合处产生化学键结合力,避免了现有导热垫与发热元件/散热器之间采用胶层粘接而导致温度升高时粘接强度降低而出现分层的温度。
21.在一种可能的实现方式中,所述反应温度大于或等于35℃。
22.在一种可能的实现方式中,所述反应湿度大于或等于10%。
23.在一种可能的实现方式中,所述第二有机材料包括含有活性羟基的液体材料和含有可水解基团的液体材料。这样第二有机材料中含有可水解基团的液体材料提供可水解基团,可水解基团发生水解反应,得到羟基,羟基达到足够活性后,在高温、潮气或金属表面等加速因素下第二有机材料在导热结构和发热元件之间和/或导热结构和散热器之间的金属
表面处发生脱水缩合反应形成粘接层。这样发热元件的金属表面与粘接层之间可以形成化学键结合,散热器的金属表面与粘接层之间形成化学键结合以及散热器的金属表面与粘接层之间形成类似螯合作用的界面粘接,使得导热结构与发热元件和/或导热结构与散热器之间形成化学结合力,粘接更牢靠,不易发生分层。
24.在一种可能的实现方式中,所述活性羟基的液体材料包括多元醇。这样多元醇可以提供羟基,可水解基团发生水解,使得可水解基团的液体具有羟基官能团,羟基达到足够活性后,这样在高温、潮气或金属表面等加速因素下,含有羟基官能团的液体材料发生脱水缩合反应形成粘接层。
25.在一种可能的实现方式中,所述含有可水解基团的液体材料为硅烷偶联剂。这样硅烷偶联剂发生水解后,当第二有机材料中的羟基达到足够活性后,硅烷偶联剂发生脱水缩合反应形成粘接层。
26.在一种可能的实现方式中,所述多元醇为丁三醇、季戊四醇、甘油、三羟甲基乙烷、木糖醇或山梨醇中的至少一种,所述硅烷偶联剂为三烷氧基硅烷,或者,所述硅烷偶联剂为辛基三乙氧基硅烷。
27.在一种可能的实现方式中,所述第二有机材料发生聚合反应后形成的所述粘接层具有压敏特性。这样生成的粘接层在压力作用下将导热结构和发热元件和/或导热结构和散热器之间实现粘接。
28.在一种可能的实现方式中,所述第二有机材料为不饱和丙烯酸材料。这样第二有机材料可以在预设反应条件下可以发生聚合反应形成粘接层。
29.在一种可能的实现方式中,所述不饱和丙烯酸材料为含有酯基官能团的丙烯酸材料,或者,所述不饱和丙烯酸材料为含有羧基、羟基等强亲水性基团的丙烯酸材料。
30.在一种可能的实现方式中,所述导热膜朝向所述介质层的一面与所述导热结构的厚度方向之间形成的夹角大于0℃且小于或等于45℃。
31.或者,所述导热膜朝向所述介质层的一面以及所述导热膜背离所述介质层的一面均与所述导热结构的厚度方向之间形成的夹角大于0℃且小于或等于45℃。这样导热膜压缩变形来吸收应力,从而显著降低导热结构的压缩应力,使得导热结构1到外力压缩时,导热结构的平面尺寸没有明显扩张,从而避免了导热结构100尺寸扩张而造成短路风险。
32.在一种可能的实现方式中,所述第一有机材料为至少含有不饱和硅氧烷的聚有机硅油。这样第一有机材料中含有不饱和键,在加热或光照等方式下可以激活反应官能团,使得不饱和键发生加成聚合反应实现固化。
33.在一种可能的实现方式中,所述第一有机材料包括乙烯基硅油和含氢硅油,所述乙烯基硅油和所述端氢硅油的分子量均小于15000。这样乙烯基硅油和含氢硅油可以发生加成反应,使得第一有机材料固化后形成有机硅弹性材料。
34.在一种可能的实现方式中,所述含氢硅油包括端氢硅油和侧氢硅油中的至少一个。
35.在一种可能的实现方式中,所述第一有机材料为含有丙烯酸、聚氨酯、环氧或聚酰亚胺的有机化学物。
36.在一种可能的实现方式中,所述第一有机材料包括丙烯酸-4-羟基丁酯和己二酸二乙烯基酯。
37.在一种可能的实现方式中,向外扩散出的所述第二有机材料占所述介质层重量百分比小于或等于50%。
38.在一种可能的实现方式中,所述第二有机材料在所述第一有机材料中的重量百分比低于 50%。
39.在一种可能的实现方式中,所述粘接层的厚度小于或等于1μm。
40.在一种可能的实现方式中,所述导热结构的厚度大于或等于0.1mm且小于或等于5mm。
41.在一种可能的实现方式中,所述导热结构在第一方向上的导热系数大于所述导热结构在第二方向上的导热系数,所述导热结构在第三方向上的导热系数大于所述导热结构在所述第二方向上的导热系数,其中,所述第一方向为与所述发热元件朝向所述导热结构的一面垂直的方向,所述第二方向为与所述导热膜朝向所述介质层的一面垂直的方向,所述第三方向为与所述第一方向和所述第二方向垂直的方向。这样发热元件和散热器沿着第一方向(即z方向)位于导热结构的两侧时,由于导热结构第一方向的导热系数较大,所以确保了导热结构将发热元件产生的热量快速传递给散热器,从而实现对发热元件快速散热的目的。
42.在一种可能的实现方式中,所述导热结构在所述第一方向的导热系数与所述导热结构在所述第二方向上的导热系数之比大于或等于5。
43.在一种可能的实现方式中,所述导热结构在所述第一方向上的导热系数高于或等于 35w/mk。
44.在一种可能的实现方式中,每个所述导热膜的厚度大于或等于7μm且小于或等于200μm。
45.在一种可能的实现方式中,所述导热膜为可压缩的导热膜。这样在导热结构承受压缩应力时,应力可传递至内部的导热膜,通过导热膜的压缩变形来吸收应力,可降低压缩应力。使得导热结构压缩后,导热结构的平面尺寸没有明显扩张,对应导热结构的密度有所增加,避免了导热结构受压时平面尺寸扩展而出现短路的风险。
46.在一种可能的实现方式中,所述可压缩的导热膜的密度为1.2~1.95g/cm3。
47.在一种可能的实现方式中,所述导热膜为石墨烯膜或石墨膜。这样当导热膜为石墨烯膜时,石墨烯膜具有可压缩性,确保了导热膜为可压缩的导热膜。
48.本技术第二方面提供一种导热系统,包括发热元件和上述所述的导热结构,所述导热结构用于传递来自所述发热元件的热量。这样通过包含上述导热结构,导热结构中的第二有机材料向外扩散在发热元件和导热结构之间形成具有范德华力、化学键结合力或咬合力的粘接层,粘接层将发热元件和导热结构实现紧密相连,避免发热元件与导热结构之间出现分层的问题。
49.在一种可能的实现方式中,还包括散热器,所述导热结构位于所述发热元件和所述散热器之间,所述导热结构用于将来自所述发热元件的热量传递到所述散热器。这样导热结构中的第二有机材料向外扩散在发热元件和导热结构之间以及发热元件和散热器之间形成具有范德华力、化学键结合力或咬合力的粘接层,粘接层将发热元件和导热结构以及导热结构与散热器之间实现紧密相连。
50.本技术第三方面提供一种芯片封装结构,至少包括:设置在封装载板上的芯片、封
装散热盖和上述任一所述的导热结构,所述导热结构位于所述芯片和所述封装散热盖之间;
51.且所述导热结构在预设温度或预设压力下,所述导热结构中的第二有机材料向外扩散到所述导热结构和所述芯片之间和/或所述导热结构与所述封装散热盖之间并形成粘接层,所述导热结构与所述芯片之间和/或所述导热结构与所述封装散热盖之间通过所述粘接层相连。
52.通过在芯片封装结构中包括上述导热结构,实现了导热结构和芯片和导热结构之间和/或导热结构和封装散热盖之间形成粘接层,粘接层生成过程中将导热结构与芯片和/或导热结构与封装散热盖之间结合处形成化学结合力,确保了导热结构与芯片/封装散热盖表面维持紧密结合,从而避免了导热结构在使用过程中与芯片/封装散热盖之间界面出现分层而导致芯片超温的问题。另外,向外扩散的第二有机材料可以填充在导热结构与芯片和/或导热结构与封装散热盖之间的局部微孔,改善导热结构的微观浸润性,从而降低界面接触热阻,减小了导热结构的应用热阻,实现了对芯片良好散热的目的。
53.在一种可能的实现方式中,还包括:固定框架,所述固定框架位于所述封装载板和所述封装散热盖之间,且所述固定框架、所述封装载板和所述封装散热盖围成腔体,所述芯片和所述导热结构位于所述腔体内。
54.在一种可能的实现方式中,所述固定框架与所述封装散热盖之间通过弹性紧固件紧固相连,这样固定框架与封装散热盖之间连接后,固定框架与封装散热盖之间具有可压缩余量,这样对封装散热盖施加作用力后可以实现对导热结构施加压力,导热结构在压力作用下第二有机材料向外扩散并发生化学反应形成粘接层。
55.或者,所述固定框架与所述封装散热盖是一体的。这样封装时将封装载板与固定框架相连即可完成封装,封装效率提升,而且固定框架与封装散热盖一体的,这样固定框架与封装散热盖之间不存在装配缝隙,所以封装完成后,避免了水汽从固定框架与封装散热盖之间的装配缝隙进入到封装载板、封装散热盖和固定框架围成的腔体内而对芯片造成影响。
56.在一种可能的实现方式中,所述固定框架和所述封装载板之间紧固连接。
57.本技术实施例第四方面提供一种电子设备,至少包括:上述任一所述的芯片封装结构。这样芯片运行产生的热量使得第二有机材料扩散到导热结构和芯片之间和/或导热结构与封装散热盖之间,向外扩散的第二有机材料发生化学反应形成粘接层,粘接层将导热结构与芯片和/或导热结构与封装散热盖相连。这样芯片产生的热量通过导热结构传递给封装散热盖,封装散热盖通过与电子设备的壳体接触将热量向电子设备外传递出去。另外,向外扩散的第二有机材料可以填充在导热结构与芯片和/或导热结构与封装散热盖之间的局部微孔,改善导热结构的微观浸润性,从而降低界面接触热阻,减小了导热结构的应用热阻,实现了对电子设备内的芯片良好散热的目的。
58.本技术实施例第五方面提供一种电子设备,至少包括:壳体和设在壳体内的发热元件、散热器和上任一所述的导热结构,所述导热结构位于所述发热元件和所述散热器之间,所述散热器与壳体接触。
59.这样在高温或压力下,导热结构中的第二有机材料扩散到发热元件与导热结构之间和/或散热器与导热结构之间,达到反应条件时,第二有机材料发生化学反应,使发热元
件与导热结构之间和/或散热器与导热结构之间结合处产生具有范德华力、化学键结合力或咬合力的粘接层,确保了导热结构与发热元件/散热器表面紧密接触,避免了导热结构在使用过程中与发热元件/散热器之间界面出现分层而导致电子设备内的发热元件超温的问题。另外,向外扩散的第二有机材料可以填充在导热结构与发热元件以及导热结构与散热器之间的局部微孔,改善导热结构的微观浸润性,从而降低界面接触热阻,减小了导热结构的应用热阻。使得电子设备内的发热元件产生的热量及时向外散热,避免了发热元件温度过高而导致发热元件无法正常工作。而且,向外扩散的第二有机材料可以填充在导热结构与发热元件以及导热结构与散热器之间的局部微孔,这样形成的粘接层与发热元件/散热器之间的接触面积增大,粘接力更大。
60.在一种可能的实现方式中,所述散热器与所述壳体接触。这样发热元件产生的热量经过导热结构传递给散热器,散热器通过电子设备的壳体将热量向电子设备外散发,实现了对电子设备内发热元件散热的目的。
61.本技术实施例第五方面提供一种导热结构的制作方法,所述方法包括:
62.提供多个导热膜,每个所述导热膜具有第一表面以及与所述第一表面相背的第二表面;
63.在每个所述导热膜的所述第一表面和所述第二表面上形成介质层,所述介质层包括第一有机材料和位于所述第一有机材料中的第二有机材料;
64.将形成有所述介质层的多个所述导热膜层叠并压合,形成块状结构;
65.对所述块状结构进行切割制得导热结构。
66.在一种可能的实现方式中,所述对所述块状结构进行切割制得导热结构,包括:
67.沿着切割方向对所述块状结构进行切割,且垂直于所述导热膜的方向与所述切割方向之间形成夹角,所述夹角大于或等于0
°
且小于等于45
°

68.在一种可能的实现方式中,所述在每个所述导热膜的所述第一表面和所述第二表面上形成介质层,包括:
69.提供第一有机材料和第二有机材料,将所述第二有机材料混合在所述第一有机材料中,形成有机浆料;
70.在每个所述导热膜的所述第一表面和所述第二表面上涂布所述有机浆料,形成所述介质层。
71.在一种可能的实现方式中,所述提供第一有机材料和第二有机材料,形成有机浆料,包括:
72.提供乙烯基硅油、端氢硅油、侧氢硅油以及催化剂;
73.将所述乙烯基硅油、所述端氢硅油、所述侧氢硅油和所述催化剂混合制得所述第一有机材料;
74.提供丁三醇和辛基三乙氧基硅烷;
75.将所述丁三醇和所述辛基三乙氧基硅烷混合制得所述第二有机材料;
76.将所述第一有机材料和所述第二有机材料混合形成所述有机浆料;
77.或者,所述提供第一有机材料和第二有机材料,形成有机浆料,包括:
78.提供第一有机材料,所述第一有机材料包括丙烯酸-4-羟基丁酯和己二酸二乙烯基酯;
79.提供第二有机材料,所述第二有机材料包括丙烯酸-2-乙基己酯;
80.提供引发剂,所述引发剂包括光聚合引发剂和热引发剂;
81.将所述丙烯酸-4-羟基丁酯、所述己二酸二乙烯基酯、所述丙烯酸-2-乙基己酯、所述光聚合引发剂和所述热引发剂混合制得所述有机浆料。
附图说明
82.图1为本技术一实施例提供的导热结构与发热元件以及散热器的装配示意图;
83.图2为图1中a-a方向的剖面结构示意图;
84.图3为本技术实施例提供的导热结构中第二有机材料向外扩散的示意图;
85.图4为本技术实施例提供的导热结构与发热元件以及散热器装配后的剖面结构示意图;
86.图5为本技术另一实施例提供的导热结构中的剖面结构示意图;
87.图6为本技术另一实施例提供的导热结构的制作方法的流程示意图;
88.图7a为本技术另一实施例提供的多个导热膜的结构示意图;
89.图7b为本技术另一实施例提供的多个导热膜的两个面上形成介质层的结构示意图;
90.图7c为本技术另一实施例提供的形成有介质层的多个导热膜压合形成的块状结构示意图;
91.图7d为图7c中块状结构切割的结构示意图;
92.图7e为制得的导热结构的结构示意图;
93.图8a为本技术另一实施例提供的芯片封装结构的剖面示意图;
94.图8b为本技术另一实施例提供的芯片封装结构的剖面示意图;
95.图9为本技术另一实施例提供的电子设备的立体示意图;
96.图10为本技术另一实施例提供的电子设备的拆分结构示意图;
97.图11为本技术另一实施例提供的电子设备的又一拆分结构示意图;
98.图12为本技术一实施例提供的导热结构中第一有机材料中各组分加成反应的示意图。
99.附图标记说明:
100.100-导热结构;10-导热膜;20-介质层;21-第一有机材料;22-第二有机材料;221-粘接层;
101.200-发热元件;201-芯片;300-散热器;301-封装散热盖;
102.400-芯片封装结构;401-固定框架;402-封装载板;403-第一焊盘;404-第二焊盘;405
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弹性紧固件;
103.500-手机;510-壳体;501-显示屏;502-后盖;5021-内表面;520-电路板。
具体实施方式
104.本技术的实施方式部分使用的术语仅用于对本技术的具体实施例进行解释,而非旨在限定本技术,下面将结合附图对本技术实施例的实施方式进行详细描述。
105.应用热阻:指导热材料在应用时的综合热阻。应用热阻可认为由导热材料本体的
热阻及导热材料与两个接触面的界面接触热阻构成。导热材料的本体热阻主要由导热材料的导热系数和应用厚度决定,界面热阻受导热材料本身特性、压力、粗糙度等诸多因素综合影响。
106.本技术实施例提供一种导热结构,通过至少在相邻导热膜之间设置介质层,介质层至少包含第一有机材料以及位于所述第一有机材料中的第二有机材料,第二有机材料在预设温度或预设压力下朝向导热结构的外表面扩散,向外扩散的第二有机材料在导热结构和发热元件之间和/或导热结构和散热器之间形成粘接层,粘接层将导热结构与发热元件相连和/或将导热结构与散热器相连,确保了导热结构与发热元件/散热器表面维持紧密接触,从而避免了导热结构在使用过程中与发热元件/散热器之间界面出现分层而导致发热元件超温的问题;另外,向外扩散的第二有机材料可以填充在导热结构与发热元件和/或导热结构与散热器之间的局部微孔,改善导热结构的微观浸润性,从而降低界面接触热阻,减小了导热结构的应用热阻。
107.下面结合附图和实施例对本技术实施例提供的导热结构进行详细描述。
108.实施例一
109.本技术实施例提供的导热结构100可以将发热元件200产生的热量传递给散热器300,参见图1所示,导热结构100位于发热元件200和散热器300之间,按照图1中的箭头装配后,导热结构100的一面与发热元件200接触,导热结构100的另一面可以与散热器300接触,这样发热元件200产生的热量经过导热结构100传递给散热器300,从而实现对发热元件200的散热。
110.其中,发热元件200可以为芯片或者产生热量的电子元器件,本技术实施例中以发热元件200为芯片为例进行说明。散热器300可以为散热板,例如散热板可以为铝板,或者散热器300还可以为热管、散热翅片、石墨烯片等可以吸收热量的散热件。
111.参见图1所示,导热结构100可以包括:多个导热膜10以及一个或多个介质层20,导热膜10和介质层20交替排布,例如,如图1所示,多个导热膜10和多个介质层20沿着x 方向依次交替排布(例如介质层20、导热膜10、介质层20、导热膜10、介质层20)。当然,在一些其他示例中,多个导热膜10和多个介质层20也可以沿着y方向交替排布。其中,多个导热膜10和多个介质层20交替排布时,如图1所示,多个导热膜10、多个介质层20竖向放置。
112.其中,多个导热膜10的一端朝向发热元件200,多个导热膜10的另一端朝向散热器300,例如,如图1所示,导热结构100在z方向上位于发热元件200和散热器300之间,多个导热膜10的底端朝向发热元件200,多个导热膜10的顶端朝向散热器300。当然,在一些其他示例中,导热结构100也可以在y方向上位于发热元件200和散热器300之间,多个导热膜 20的左端朝向发热元件200,多个导热膜20的右端朝向散热器300。
113.其中,需要说明的是,多个导热膜10和介质层20交替排布形成导热结构时,一个或多个介质层20可以位于相邻两个导热膜10之间,或者如图1所示,多个导热膜10位于相邻两个介质层20之间。
114.本技术实施例中,参见图2所示,介质层20可以至少包含:第一有机材料21以及位于第一有机材料21中的第二有机材料22,例如图1所示,第二有机材料22混合在第一有机材料21中。第一有机材料21将相邻两个导热膜10进行粘接,多个导热膜10通过第一有机材料21形成整体结构。
115.需要说明的是,介质层20还可以包含功能助剂,该功能助剂例如可以为改善粘接强度的纳米填料等。
116.需要说明的是,第二有机材料22位于第一有机材料21中可以为第二有机材料22完全位于第一有机材料21内,也可以为第二有机材料22的部分位于第一有机材料21内,第二有机材料22的部分裸露在第一有机材料21外。
117.需要说明的,第一有机材料21将相邻两个导热膜10进行粘接具体为第一有机材料21固化后变成固体状或胶状以将相邻两个导热膜10进行相连,其中,第一有机材料21固化过程中,第二有机材料22不参与固化反应,例如在第一有机材料21固化过程中第二有机材料22 仍保持液态或凝胶态。
118.其中,导热结构100在预设温度或预设压力下,第一有机材料21中的第二有机材料22 朝向导热结构100的外表面扩散,例如,第二有机材料22在高温(例如大于或等于35℃) 或压力作用下穿过第一有机材料21向导热结构100的两端面扩散(扩散方向参见图3中的虚线箭头所示),这样导热结构100朝向发热元件200和/或朝向散热器300的两面上具有第二有机材料22。
119.其中,向外扩散的第二有机材料22在满足预设反应条件时(预设反应条件例如高温、潮气、金属表面等反应条件)至少在导热结构100和发热元件200之间和/或在导热结构100和散热器300之间形成粘接层221(参见图4所示),例如,向外扩散的第二有机材料22可以在导热结构100和发热元件200之间形成粘接层221,或者,向外扩散的第二有机材料22可以在导热结构100和散热器300之间形成粘接层221,或者,如图4所示,向外扩散的第二有机材料22可以在导热结构100和散热器300之间以及在导热结构100和散热器300之间均形成粘接层221。
120.需要说明的是,当向外扩散的第二有机材料22可以在导热结构100和发热元件200之间形成粘接层221,粘接层221将导热结构100和发热元件200实现相连,此时,导热结构100 与散热器300之间例如可以采用胶层实现相连,这样实现了导热结构100与发热元件200之间不易出现分层现象,从而解决了现有导热垫与芯片之间易分层而导致芯片温度过高的问题。
121.或者,当向外扩散的第二有机材料22可以在导热结构100和散热器300之间形成粘接层 221,粘接层221将导热结构100和散热器300之间实现相连,此时,导热结构100与发热元件200之间可以采用胶层相连,这样解决了导热垫与散热器之间易分层而导致芯片热量由于无法及时向外散发而芯片出现温度过高的问题。
122.其中,本技术实施例中,由于发热元件200在运行过程中会产生热量,所以导热结构100 位于发热元件200和散热器300之间时,发热元件200与导热结构100的结合处温度高于导热结构100与散热器300之间的结合处温度,所以导热结构100中的第二有机材料22受到高温向外扩散时会首先扩散到发热元件200与导热结构100之间结合处,这样确保了向外扩散的第二有机材料22在发热元件200与导热结构100之间的结合处形成粘接层221,随着发热元件200产生的热量增多,第二有机材料22向散热器300和导热结构100之间扩散,扩散到散热器300和导热结构100之间的第二有机材料22形成粘接层221,粘接层221将散热器300 和导热结构100进行粘接。而且发热元件200产生的热量越多,向外扩散的第二有机材料22 越多,这样生成的粘接层221更多,使得发热元件200与导热结构100之间以及散热器
300 与导热结构100之间粘接更牢靠。
123.本技术实施例中,向外扩散的第二有机材料22在满足预设反应条件时可以发生化学反应形成粘接层221。即第一有机材料22在导热结构100与发热元件200和/或导热结构100与散热器300之间通过发生化学反应生成粘接层221,粘接层221生成过程中由于第二有机材料 22与发热元件200和/或散热器300朝向导热结构100的表面接触,所以,生成的粘接层221 与发热元件200和/或散热器300朝向导热结构100的表面之间产生化学结合力,使得导热结构100与发热元件200和/或导热结构100与散热器300之间结合更紧不易出现分层,而且发热元件200产生的温度越高,第二有机材料22向外扩散的更多,从而使得导热结构100与发热元件200和/或导热结构100与散热器300之间粘接更牢固。
124.需要说明的是,第二有机材料22向外扩散具体指第二有机材料22穿过第一有机材料21 向外移动。
125.所以,本技术实施例提供的导热结构100,在未处于高温(例如大于或等于35℃)或压力下时,导热结构100中的第二有机材料22位于第一有机材料21的内部,且由于反应条件不具备,所以处于液态状或半固体状,当导热结构100应用在发热元件200和散热器300之间,且导热结构100与发热元件200和散热器300之间需要连接时,则提供扩散条件(例如高温或通过发热元件200和散热器300向导热结构100施加压力),这样导热结构100中的第二有机材料22在高温或压力下向外扩散,扩散出的第二有机材料22位于导热结构100与发热元件200之间和/或发热元件200和散热器300之间。
126.当反应条件满足时,反应条件例如高温、潮气、金属表面等加速因素具备时,扩散出来的第二有机材料22便会发生化学反应,导热结构100与发热元件200和/或导热结构100与散热器300之间的结合处形成具有化学结合力的粘接层。与现有技术中导热垫与发热元件200/ 散热器300之间直接通过胶层粘合相比,本技术实施例中,导热结构100与发热元件200和/ 或导热结构100与散热器300之间结合处形成化学结合力,这样导热结构100与发热元件200 和/或导热结构100与散热器300之间通过生成的粘接层实现了紧密连接,温度变化时,导热结构100与发热元件200和/或导热结构100与散热器300之间不易出现分层现象。
127.在一些示例中,随着发热元件200的温度升高,导热结构100内的第二有机材料22会继续向外扩散以形成具有化学结合力的粘接层,所以,温度变化时,导热结构100与发热元件 200以及导热结构100与散热器300之间连接反而会更加牢靠。
128.所以,本技术实施例提供的导热结构100在发热元件200和散热器300之间设置时,实现了导热结构100与发热元件200和/或导热结构100与散热器300之间产生化学结合力的目的,确保了导热结构100与发热元件200/散热器300表面之间保持紧密接触,避免导热结构 100在使用过程中与发热元件200/散热器300之间界面出现分层而导致发热元件200超温的问题。
129.另外,向外扩散的第二有机材料22可以填充在导热结构100与发热元件200和/或导热结构100与散热器300之间的局部微孔或间隙中,改善导热结构100的微观浸润性,从而降低界面接触热阻,减小了导热结构100的应用热阻,提升了导热结构100的导热效果,而且,第二有机材料22可以填充在导热结构100与发热元件200和/或导热结构100与散热器300 之间的局部微孔或间隙中,这样生成的粘接层221与发热元件200/散热器300之间的接触面积增大,粘合力更大。
130.需要说明的是,由于第二有机材料22在第一有机材料21中分散的分布,所以向外扩散出来的第二有机材料22在导热结构100的表面上局部分布,呈颗粒状或点状,例如图3所示,导热结构100的两面的部分区域具有向外扩散的第二有机材料22,所以导热结构100与发热元件200和散热器300之间形成间隔分布的多个粘接层221(即粘接层不是在导热结构100 的整面进行覆盖)。当然,在一些其他示例中,向外扩散的第二有机材料22在导热结构100 的整面均存在,所以形成的粘接层全部覆盖导热结构100的一面。需要说明是的,图4中为了说明形成的粘接层221为粒状或点状,所以图4中发热元件200以及散热器300与导热结构100的两个面之间具有间隙,但在实际产品中,发热元件200以及散热器300均与导热结构100紧密接触,不存在间隙的。
131.需要说明的是,本技术实施例中,预设温度可以为大于或等于35℃,预设压力可以为大于或等于psi,例如,预设压力可以大于或等于5psi且小于或等于150psi,例如预设压力可以为10~60psi。或者,预设压力可以为50psi。
132.需要说明的是,导热结构100中的第二有机材料22在压力作用下向外扩散时,第一有机材料21固化后需形成具有弹性的固态状物质,导热膜10为可压缩的导热膜10。这样导热结构100具有可压缩性,导热结构100在压力下被压缩,第二有机材料22受到挤压可以向外扩散,压力去除后,导热膜10和第一有机材料21固化后的固态物质可以恢复到原始状态。
133.需要说明的是,扩散出来的第二有机材料22厚度往往在纳米级厚度,所以形成的粘接层 221属于分子层级粘结剂,分子层级粘接剂是指扩展出来的第二有机材料22在导热结构100 表面为单分子或者少数分子层的厚度,且可与接触面形成化学力结合,例如,粘接层的厚度小于1μm。
134.本技术实施例中,需要说明的是,第一有机材料21固化后形成一般是固态状,第二有机材料22在高温或压力作用下从第一有机材料21固化后的固态状物质的分子间隙向外扩散。所以便于第二有机材料22的扩散,第一有机材料21可以选用分子链网格结构交联密度低,网格大的材料,这样固化后的第一有机材料21中分子间的间隙较大,第二有机材料22(例如可以选用小分子材料)在固化后的第一有机材料21内部容易移动以实现向外扩散的目的。
135.本技术实施例中,向外扩散的所述第二有机材料22至少在导热结构100和发热元件200 之间和/或在导热结构100和散热器300之间形成具有范德华力、化学键结合力或咬合力的粘接层221。例如,第二有机材料22向外扩散后在导热结构100和发热元件200之间粘接层221,且粘接层221生成过程中使得导热结构100和发热元件200之间的结合处形成范德华力、化学键结合力或咬合力等结合力,实现了导热结构100和发热元件200之间和/或导热结构100 与散热器300之间产生化学结合力的目的,而且发热元件200温度越高,导热结构100内的第二有机材料22向外扩散的越多,这样导热结构100和发热元件200之间和/或导热结构100 与散热器300之间的结合力更大,从而避免了导热结构100与发热元件200之间和/或导热结构100与散热器300之间由于温度过高而导致分层的问题。
136.或者,第二有机材料22向外扩散后在导热结构100和散热器300之间形成粘接层221,且粘接层221生成过程中使得导热结构100和发热元件200之间的结合处形成范德华力、化学键结合力或咬合力等结合力,实现了导热结构100和散热器300之间产生化学结合力的目的,避免了导热结构100与散热器300之间由于温度过高而导致分层的问题。
137.或者,第二有机材料22向外扩散后在导热结构100和散热器300之间以及导热结构100 与散热器300之间均形成粘接层221,粘接层221生成过程中使得导热结构100和发热元件 200之间以及导热结构100与散热器300之间的结合处形成范德华力、化学键结合力或咬合力等化学结合力,使得导热结构100和发热元件200之间以及导热结构100与散热器300之间不易出现分层现象。
138.其中,咬合力具体为向外扩散的第二有机材料22扩散到发热元件200朝向导热结构100 的一面和/或散热器300朝向导热结构100的一面上的凹凸不平的微孔或微小的缝隙内,使得生成的粘接层221与发热元件200朝向导热结构100的一面之间和/或与散热器300朝向导热结构100的一面之间形成相互咬合的机械结合力。
139.范德华力为向外扩散的第二有机材料22中的分子与发热元件200朝向导热结构100的一面和/或散热器300朝向导热结构100的一面之间产生的分子间结合力。
140.化学键结合力为向外扩散的第二有机材料22中的分子与发热元件200朝向导热结构100 的一面和/或散热器300朝向导热结构100的一面上的分子发生化学反应形成化学键的化学结合力。
141.本技术实施例中,在预设温度或预设压力下,第二有机材料22穿过第一有机材料21的本体进行扩散。第一有机材料21的本体是指介质层20内除去第二有机材料22后剩余的材料。其中,第一有机材料21的分子结构可以为网格结构,在预设温度或所述预设压力下,第二有机材料22的分子穿过网格结构进行扩散。
142.在一种可能的实现方式中,第一有机材料21是固态状或半固定状,第二有机材料22是液态或半固体状。例如,第一有机材料21为固态状时,第二有机材料22为液体,这样第二有机材料22在高温或压力下可以流动,从而便于从第一有机材料21中穿过向外扩散。或者第一有机材料21为固态状时,第二有机材料22为半固体状,或者,第一有机材料21可以为半固定状,第二有机材料22为液态这样第二有机材料22也可以在第一有机材料21中流动,从而实现第二有机材料22向外扩散。
143.当然,在一些其他示例中,第一有机材料21还可以为凝胶状,第二有机材料22也可以为凝胶状,例如第一有机材料21为凝胶状,第二有机材料22为半固体状,或者,第一有机材料21为半固态状,第二有机材料22可以为凝胶状.
144.在一些示例中,第二有机材料22还可以为能发生相变的有机材料,这样未达到预设温度时,例如低温时,第二有机材料22为固态,高温(例如40-105℃)时变为液态状,在温度或压力下穿过第一有机材料21向外扩散。
145.在一种可能的实现方式中,粘接层221与散热器300之间的粘接力,和/或,粘接层221 与发热元件200之间的粘接力均大于介质层20的内聚力(内聚力指固化后有机材料抵抗拉伸变形时的破坏强度)。例如,粘接层221与散热器300之间的粘接力大于介质层20的内聚力,或者,粘接层221与发热元件200之间的粘接力大于介质层20的内聚力,或者,粘接层221 与散热器300之间的粘接力以及粘接层221与发热元件200之间的粘接力均大于介质层20的内聚力。这样确保了即使导热结构100发生拉伸损坏,但是导热结构100与发热元件200/散热器300之间仍保持粘接状态,保证了导热结构100与发热元件200/散热器300之间具有牢固的粘接力,避免导热结构100与发热元件200/散热器300之间出现分层的问题。
146.本技术实施例中,第二有机材料22为在预设反应条件下与发热元件200和/或与散
热器300朝向导热结构100的外表面上的至少部分区域发生脱水缩合反应或者聚合反应的材料,即第二有机材料22在预设反应条件满足时可以在发热结构200与导热结构100和/或散热器 300和导热结构100之间可以发生脱水缩合反应或聚合反应。
147.下面对第二有机材料22为在预设反应条件下可在发热结构200与导热结构100和/或散热器300和导热结构100之间发生脱水缩合反应进行详细阐述。
148.预设反应条件可以包括:反应温度、反应湿度或反应介质,其中,反应温度例如可以为大于或等于35℃,反应湿度大于或等于10%(即反应时具有潮气)。反应介质为第二有机材料22发生反应时所接触的表面材料。本技术实施例中,反应介质可以为金属材料,即第二有机材料22发生反应时所接触的表面为金属表面,金属表面通常具有羟基(金属表面在空气中氧化生成金属氧化物,金属氧化物与空气中的水蒸气反应产生羟基),所以羟基与第二有机材料22之间可以形成化学键结合。
149.本技术实施例中,发热元件200和散热器300的表面往往均为金属表面,所以第二有机材料22扩散到导热结构100与发热元件200之间和/或导热结构100和散热器300之间时,发热元件200和散热器300的金属表面对第二有机材料22发生化学反应提供反应条件,第二有机材料22在发热元件200和散热器300的金属表面发生化学反应并形成化学键,使得导热结构100与发热元件200/散热器300的界面之间产生化学键结合力,从而改善了现有导热垫与发热元件200/散热器300之间的界面无化学键结合而导致粘接力较小的现状。
150.本技术实施例中,为了实现第二有机材料22发生脱水缩合反应,第二有机材料22可以包括含有活性羟基的液体材料和含有可水解基团的液体材料,即第二有机材料22为液态。其中,第二有机材料22中含有可水解基团的液体材料提供可水解基团,可水解基团发生水解反应,得到羟基,羟基达到足够活性后,在高温、潮气或金属表面等加速因素下第二有机材料 22发生脱水缩合反应形成粘接层221。
151.其中,粘接层221形成过程中,导热结构100与发热元件200/散热器300(发热元件200/ 散热器300的表面为金属表面)之间形成化学键,其中,发热元件200为芯片时,芯片表面具有羟基,与第二有机材料22可以形成化学键结合,散热器300的金属表面与第二有机材料 22之间化学键结合以及散热器300的金属表面与形成的粘接层221之间形成类似螯合作用的界面粘接,所以导热结构100与发热元件200和散热器300之间的形成化学结合力,粘接更牢靠,不易发生分层。
152.在一种可能的实现方式中,含有活性羟基的液体材料可以为多元醇,多元醇为分子中含有二个或二个以上羟基的醇类,通式为c
n
h
2n
+2-x(oh)x(x≥3)。含有可水解基团的液体材料可以为硅烷偶联剂。
153.其中,多元醇可以为丁三醇、季戊四醇、甘油、三羟甲基乙烷、木糖醇或山梨醇中的至少一种,例如,多元醇为丁三醇,丁三醇可以为1,2,4丁三醇。硅烷偶联剂可以为三烷氧基硅烷,或者硅烷偶联剂可以为辛基三乙氧基硅烷。
154.其中,第一有机材料21包括丁三醇和辛基三乙氧基硅烷时,其中,可以选用0.5份丁三醇和0.3份的辛基三乙氧基硅烷混合得到第二有机材料22,当然,在一些其他示例中,丁三醇和辛基三乙氧基硅烷混合时,选择的份数包括但不限于为0.5份和0.3份。
155.在一种可能的实现方式中,第一有机材料21可以为至少含有不饱和硅氧烷的聚有机硅油,这样第一有机材料21中含有不饱和键,在加热或光照等方式下可以激活反应官能
团,使得不饱和键发生加成聚合反应实现固化。
156.需要说明的是,为了避免第一有机材料21在加热固化过程中第二有机材料22在高温下向外扩散,本技术实施例中,将第一有机材料21加热固化的温度可以低于第二有机材料22 向外扩散需要的温度,或者第一有机材料21与第二有机材料22选用不同的固化方式,例如,第一有机材料21采用uv光照方式实现固化。
157.在一种可能的实现方式中,含有不饱和硅氧烷的聚有机硅油可以为乙烯基硅油,为了实现加成聚合反应,第一有机材料21还包括含氢硅油,且乙烯基硅油和含氢硅油的分子量均小于15000,且为了加快固化反应,可以选择催化剂,催化剂可以为pt基催化剂,其中,乙烯基硅油的分子式可以为如下分子式(1):
[0158][0159]
含氢硅油包括端氢硅油和侧氢硅油中的至少一个,本技术实施例中,含氢硅油采用端氢硅油,端氢硅油的分子式可以为如下分子式(2):
[0160][0161]
则第一有机材料21固化过程发生如下加成反应:
[0162][0163]
其中,乙烯基硅油和端氢硅油的粘度可以选用50~10000cps(1cps=1mpa
·
s)),例如,乙烯基硅油可以选用粘度为50mpa
·
s的乙烯基硅油,端氢硅油可以选用粘度为50mpa
·
s的端氢硅油。其中,配置时,可以选用50份的乙烯基硅油、40份的端氢硅油以及微量催化剂混合均匀,在120度下加热固化30min,形成有机硅弹性粘接材料,即第一有机材料21,有机硅弹性粘接材料将导热膜10实现粘接。
[0164]
需要说明的是,第二有机材料22在第一有机材料21中混合时,需将第二有机材料22在第一有机材料21固化前加入第一有机材料21中进行混合。且第一有机材料21和第二有机材料22的固化方式不同,这样确保第一有机材料21固化过程第二有机材料22不参与第一有机材料21的固化,这样第一有机材料21固化后,第二有机材料22仍可以保持液体可流动性,在高温或压力下第二有机材料22可以向外实现扩散。
[0165]
在另一种可能的实现方式中,含氢硅油包括端氢硅油和侧氢硅油,即第一有机材料21可以包括乙烯基硅油、催化剂、端氢硅油和侧氢硅油,其中,端氢硅油可以选用上述分子式(2) 侧氢硅油可以选用粘度为200mpa
·
s,且分子式选用如下分子式(3):
[0166][0167]
则第一有机材料21中的乙烯基硅油(1)、端氢硅油(2)和侧氢硅油(3)在固化过程发生如图12所示的加成反应,其中,图12中所示的加成反应中的(1)表示分子式(1),即乙烯
基硅油,(2)表示分子式(2),即端氢硅油,(3)表示分子式(3),即含氢硅油。
[0168]
在一种可能的实现方式中,第二有机材料22混合在第一有机材料21中时,第二有机材料22在第一有机材料21中的重量百分比低于50%,例如,配置有机材料时,第一有机材料21可以选用100份,第二有机材料22低于50份,这样确保第二有机材料22在第一有机材料21中的重量百分比低于50%,例如,第二有机材料22在第一有机材料21中的重量百分比可以为25%以下,或者,第二有机材料22在第一有机材料21中的重量百分比可以为10%以下,这样确保第一有机材料21固化后导热结构100的可压缩性和回弹性在50%以上。
[0169]
在一种可能的实现方式中,向外扩散出的第二有机材料22占介质层20重量百分比小于或等于50%。例如,向外扩散出的第二有机材料22可以占介质层20重量百分比可以为10%。其中,向外扩散出的第二有机材料22的量具体可以通过控制温度或压力来实现。
[0170]
在一种可能的实现方式中,导热结构100的厚度h(参见图2所示)大于或等于0.1mm 且小于或等于5mm。例如,导热结构100的厚度h可以为0.1mm,或者导热结构100的厚度 h可以为2mm,或者,导热结构100的厚度h可以为0.2~0.5mm中的任意值。
[0171]
在一种可能的实现方式中,导热结构100在第一方向上的导热系数大于导热结构100在第二方向上的导热系数,导热结构100在第三方向上的导热系数大于导热结构100在第二方向上的导热系统,其中,第一方向为与发热元件200或散热器300朝向导热结构100的一面的垂直的方向,在一些示例中,由于发热元件200或散热器300朝向导热结构100的一面往往为非平面,所以,本技术实施例中,第一方向具体可以为与发热元件200或散热器300朝向导热结构100的一面的正投影垂直的方向,例如,第一方向可以为图1中z方向。第二方向为与导热膜10朝向介质层20的一面垂直的方向,在一些示例中,导热膜10朝向介质层 20的一面为斜面或非竖直面,所以本实施例中,第二方向具体可以为与导热膜10朝向介质层20的一面的正投影垂直的方向,例如,第二方向可以为图1中的x方向,第三方向为与第一方向和第二方向均垂直的方向,例如,第三方向可以为图1中的y方向。这样发热元件 200和散热器300沿着第一方向(即z方向)位于导热结构100的两侧时,由于导热结构100 第一方向的导热系数较大,所以确保了导热结构100将发热元件200产生的热量快速传递给散热器300,从而实现对发热元件200快速散热的目的。其中,导热结构100在第一方向上的导热系数与第三方向上的导热系数相当,所以发热元件200和散热器300也可以沿着第三方向(即y方向)位于导热结构100的两侧,由于导热结构100第三方向的导热系数较大,从而在第三方向上实现了对发热元件200快速散热的目的。
[0172]
在一种可能的实现方式中,导热结构100在第一方向上的导热系数高于或等于35w/mk。例如,导热结构100在第一方向上的导热系数可以为50w/mk。
[0173]
其中,导热结构100在第一方向的导热系数与导热结构100在第二方向上的导热系数之比大于或等于5。例如,导热结构100在第一方向的导热系数与导热结构100在第二方向上的导热系数之比可以为10-40中的任意值。
[0174]
在一种可能的实现方式中,各个导热膜10的厚度可以相同,这样确保多个导热膜10的两端分别位于同一平面,这样导热结构100与发热元件200和散热器300的表面接触时,每个导热膜10的两端与发热元件200和散热器300之间的距离相同,确保导热结构100对发热元件200实现均匀导热的作用。当然,在一些其他示例中,各个导热膜10的厚度也可以不相同。
[0175]
其中,每个导热膜10的厚度l(参见图2)大于或等于7μm且小于或等于200μm,例如,导热膜10的厚度l可以为50μm,或者导热膜10的厚度l可以为100μm。实际应用中,导热膜10的厚度l选用15μm~50μm。
[0176]
在一种可能的实现方式中,当导热膜10的密度为1.95~2.05g/cm3时,导热膜10往往不可压缩,本技术实施例中,为了实现导热结构100在压力下第二有机材料22向外扩散的目的,所以导热膜10为可压缩的,导热膜10的密度可以为1.2~1.95g/cm3。例如,导热膜10的密度可以为1.5g/cm3,或者导热膜10的密度可以为1.8g/cm3。实际使用中,导热膜10选用的密度为1.5~1.8g/cm3。通过选用密度为1.2~1.95g/cm3的导热膜10,使得导热膜10具有可压缩性,这样便于第二有机材料22受到导热膜10的压力挤压时向外扩散。
[0177]
在一种可能的实现方式中,导热膜10可以为石墨烯膜,石墨烯膜为可压缩的,制作成导热结构100后,在导热结构100承受压缩应力时,应力可传递至内部的石墨烯膜,通过石墨烯膜的压缩变形来吸收应力,可降低压缩应力。且导热结构100压缩后,导热结构100的平面尺寸没有明显扩张,对应导热结构100的密度有所增加。而现有技术,导热填料都是实心的,制作而成的导热垫在压缩后会在四边明显扩展,即由于密度维持不变,导热垫压缩后厚度变薄,同时尺寸变大。但是,本技术实施例提供的导热结构100在压缩变薄后,导热结构 100的实际密度有所增加,导热垫的尺寸无明显增加。
[0178]
其中,石墨烯膜为多层石墨烯堆叠构成的膜层,例如,石墨烯膜可以是由纳米级厚度的石墨烯微片作为原材料制作而成。
[0179]
其中,当导热膜10为石墨烯膜时,石墨烯膜的厚度可以大于或等于15μm且小于或等于 50μm。多个导热膜10之间的间隔可以在纳米级到微米级之间变化,这样介质层20填充在相邻两个导热膜10之间时,形成的介质层20的厚度d(参见图2所示)为纳米级到微米级之间,例如,可以为1nm~100μm,为了达到更高性能的导热系数,相邻两个导热膜10之间形成的介质层20的厚度d可以在1μm以下。其中,介质层20的厚度可通过第一有机材料21 的粘度及制作过程中叠层压力来进行控制。在实际情况下,竖直排列的石墨烯膜通常呈不规则扭曲形状,即介质层20的厚度呈不均匀形状。
[0180]
其中,导热膜10为石墨烯膜时,石墨烯膜可以采用单层石墨烯微片或者少层石墨烯微片制作(少层通常是指10层以内)而成,微观上由多层石墨烯微片层叠构成。多层石墨烯微片的层叠方式通常是非ab堆叠方式。ab堆叠是指上层石墨烯微片与下层石墨烯微片错位排列堆叠形成石墨烯膜,非ab堆叠方式是指上层石墨烯微片与下层石墨烯微片非错位排列形成石墨烯膜。
[0181]
例如,石墨烯膜可以采用如下方式制得:使用d50尺寸为20μm(即石墨烯微片的纵向尺寸为20μm)的单层氧化石墨烯微片,其中,d50是指石墨烯微片的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径,称取500mg单层氧化石墨烯微片分散在20ml的去离子水中,配置成溶液。将氧化石墨烯水溶液涂布在宽度为100mm的基材(例如耐高温的石墨膜)上,得到宽度为100mm,厚度约25μm的氧化石墨烯膜。将氧化石墨烯膜放入烘箱中,60℃干燥24h。将干燥后的氧化石墨烯膜放入高温石墨化炉内,通入氩气作为保护气,流量为100cm3/min,在2600℃高温下煅烧20min进行高温还原反应。还原反应结束后,自然降温至室温,通过压合的压力,控制石墨烯导热膜10的密度约1.6g/cm3。采用激光闪射法测试石墨烯膜的平面导热系数为1100w/mk,厚度为20μm。
[0182]
其中,本技术的实施例中,具体使用20μm厚、100mm
×
100mm,密度为1.6g/cm3,导热系数为1100w/mk的石墨烯薄膜作为导热膜10进行竖直排列。参考上述有机材料配方制作0.2mm
×
30mm
×
30mm导热结构100。采用astm d 5470方法,台湾瑞岭lw9389设备实测该导热垫在40psi下的热阻为0.07℃-cm2/w。测试不同厚度下热阻,计算得出导热结构 100的接触热阻仅为0.03~0.035℃-cm2/w。采用万能力学试验机测试此导热结构100的压缩性,在40psi下压缩量可达到50%。
[0183]
将上述0.2mm
×
30mm
×
30mm导热垫贴放在裸芯片尺寸为30
×
30mm的芯片上,此芯片为裸芯片外露,封装尺寸为55
×
55mm,典型工作热耗为300w。采用弹簧螺钉将散热器 300安装在芯片上,散热器300紧固力为40psi,完成散热器300与芯片所在单板上的螺钉紧固,通过风扇调速控制方式,实现芯片表面温度为100度,持续工作500h后拆开散热器300,可发现导热垫尺寸无显著变化,尺寸增加在单边扩大2mm范围内。拆开散热器300后的导热结构100呈内聚破坏状态,散热器300及芯片的两侧均有部分导热垫,且芯片及散热器300 的局部位置可观察到点状有机物。所以,第二有机材料22体系扩展至导热结构100和散热接触面的界面,形成了局部的化学键结合。第二有机材料22体系与散热接触面的粘接力大于第一有机材料21体系的内聚力,即粘接层221与散热器300以及粘接层221与芯片之间的粘接力大于第一有机材料21固化后的内聚力,因此,拆卸散热器300时,散热器300上具有点状的粘接层221,导热结构100出现了内聚破坏。
[0184]
因此,本技术实施例提供的导热结构100实现更低接触热阻(降低50%以上),在间隙变化时维持导热结构100与散热接触面的可靠接触,避免导热结构100出现界面分层导致发热元件200超温的问题,另外,采用可压缩的石墨烯膜,导热结构100在压缩后尺寸无明显扩展。可规避导热结构100尺寸扩展溢出到发热元件200(例如芯片)边缘后引起短路问题,导热结构100实现超低应用热阻,应用热阻比现有最优导热垫降低一倍以上。
[0185]
或者,在另一种可能的实现方式中,导热膜10还可以为石墨膜,例如可以为人工石墨膜。人工石墨膜是由多层石墨烯采用ab堆叠方式堆叠(ab堆叠是指上层石墨烯微片与下层石墨烯微片错位排列堆叠)。人工石墨膜是采用聚酰亚胺薄膜作为原材料,在压合的情况下经过高温石墨化实现不可压缩的导热膜10,导热膜10的密度可以为大于或等于2.0g/cm3且小于或等于2.1g/cm3。
[0186]
当导热膜10为石墨膜时,较厚的石墨膜在竖直放置后受压容易出现内部开裂,所以需使用厚度较薄的石墨膜,所以,石墨膜的厚度小于或等于25μm,例如,石墨膜的厚度可以小于或等于17μm。石墨膜的密度可以大于或等于1.51.9g/cm3且小于或等于1.9g/cm3,密度可通过调整压合工艺条件进行控制。
[0187]
本技术的实施例中,使用厚度为12μm,密度1.75g/cm3,平面导热系数为1100w/mk的石墨膜作为原材料进行竖直排列。参考上述有机材料配方(即第一有机材料21由乙烯基硅油、端氢硅油和侧氢硅油组成,第二有机材料22由丁三醇和辛基三乙氧基硅烷组成)及其工序制作成0.2mm
×
30mm
×
30mm导热结构100。采用台湾瑞岭lw9389设备实测该导热结构100 在40psi下的热阻为0.08℃-cm2/w。采用万能力学试验机测试该导热结构100的压缩性,在 40psi下压缩量达到35%。
[0188]
在一种可能的实现方式,图5所示,每个导热膜10呈倾斜状,例如,导热膜10朝向介质层20的一面与导热结构100的厚度方向(即图5中的z方向)之间形成的夹角a大于0
°
且小
于或等于45
°
,例如,导热膜10朝向介质层20的一面与导热结构100的厚度方向之间形成的夹角a可以为30
°
。或者,一些示例中,导热膜10与介质层20交替排布时,介质层 20位于相邻两个导热膜10之间,这样导热膜10朝向介质层20的一面以及导热膜10背离介质层20的一面均与导热结构100的厚度方向之间形成大于0
°
且小于或等于45
°
的夹角a。
[0189]
通过将导热膜10设置成倾斜状,这样导热膜10压缩变形来吸收应力,从而显著降低导热结构100的压缩应力,使得导热结构100受到外力压缩时,导热结构100的平面尺寸没有明显扩张,从而避免了导热结构100尺寸扩张而造成短路风险。其中,导热膜10呈倾斜状设计具体可以切割工艺实现。
[0190]
实施例二
[0191]
与上述实施例的区别为:本技术实施例中,第二有机材料22为在预设反应条件下在发热结构200和导热结构100之间和/或导热结构100与散热器300之间可发生聚合反应的材料。且,第二有机材料22发生聚合反应后形成的粘接层221具有压敏特性。即生成的粘接层221 为一种对压力有敏感性的粘接剂,这样通过对发热元件200和散热器300施加压力使得导热结构100与发热元件200和/或导热结构100散热器300之间通过形成的粘接层221实现紧密粘接。
[0192]
下面对第二有机材料22在发热结构200和导热结构100之间和/或导热结构100与散热器300之间发生聚合反应进行详细介绍。
[0193]
其中,为了实现第二有机材料22在反应条件满足时发生聚合反应,例如,第二有机材料 22可以为不饱和丙烯酸材料。不饱和丙烯酸材料可以发生聚合反应。
[0194]
本技术实施例中,不饱和丙烯酸材料例如可以为含有酯基官能团的丙烯酸材料,或者不饱和丙烯酸材料为含有亲水性基团的丙烯酸材料,例如,不饱和丙烯酸材料还可以为含有羧基、羟基等强亲水性基团的丙烯酸材料。
[0195]
本技术实施例中,含有酯基官能团的丙烯酸材料可以包括:丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸
ꢀ-
4-羟基丁酯,即第二有机材料22可以为丙烯酸-2-乙基己酯,或者第二有机材料22可以为丙烯酸-4-羟基丁酯,将丙烯酸-2-乙基己酯混合在第一有机材料21中。
[0196]
其中,本技术实施例中,第一有机材料21可以为含有丙烯酸、聚氨酯、环氧或聚酰亚胺的有机化学物。例如,本技术实施例中,第一有机材料21可以包括丙烯酸-4-羟基丁酯和己二酸二乙烯基酯,丙烯酸-4-羟基丁酯和己二酸二乙烯基酯具体在引发剂(例如光引发剂、热引发剂等)作用下发生固化反应。
[0197]
所以,本技术实施例中,将第一有机材料21和第二有机材料22从有机硅变化为丙烯酸体系,这样第一有机材料21固化后的物质成固态或凝胶态,使得导热结构100为柔性的导热垫。且第二有机材料22可以扩散到导热结构100的外表面进行聚合形成压敏特性的粘接剂
[0198]
配置时,可以选用:60份丙烯酸-4-羟基丁酯,25份丙烯酸-2-乙基己酯,15份己二酸二乙烯基酯,1份苯乙酮光聚合引发剂,0.02份有机过氧化物热引发剂混合配置成有机浆料,有机浆料填充在相邻两个导热膜10之间,形成厚度为5μm的介质层20,经过uv光照固化后第一有机材料21成为具有压敏特性的粘接剂,粘结剂将导热膜10粘结形成整体结构。
[0199]
uv光照下单体之间发生自由基聚合反应的反应机理如下:
[0200][0201]
在上述第一有机材料21和第二有机材料22的混合有机浆液中,部分丙烯酸-2-乙基己酯未完全参与uv光照下引发的自由基聚合反应(例如丙烯酸-2-乙基己酯的量较大,一部分参与自由基聚合反应,剩余的部分丙烯酸-2-乙基己酯混合在第一有机材料21中)。该些未参与聚合反应的丙烯酸-2-乙基己酯组分可在压力或高温的作用下扩展至导热结构100表面及导热结构100与散热接触面的微孔中。向外扩散的该些丙烯酸-2-乙基己酯在高温及热引发剂的存在下,可发生自聚合形成具有压敏性的粘接层221,粘接层221与发热元件200和散热器300 的金属表面形成相互咬合的结合力,使得导热结构100与发热元件200和散热器300实现良好的紧密粘合。
[0202]
采用astm d 5470方法,台湾瑞岭lw9389设备,将厚度为0.2mm导热结构100压缩至0.18mm,测试应用热阻为0.17℃-cm2/w。维持导热垫的厚度等测试状况不变,持续加热168h监控导热垫热阻变化,可观察到应用热阻逐渐降低,应用热阻可降至0.13℃-cm2/w。表明,导热结构100的接触热阻在持续加压及高温下显著降低,所以,本技术提供的导热结构 100,通过第二有机材料22向外扩散并发生聚合反应形成具有化学结合力的粘接层221,第二有机材料22向外扩散至发热元件200与散热器300表面的微观凹槽中,从而使得导热结构 100与发热元件200和散热器300之间实现紧密接触,进而降低了导热结构100的接触热阻,使得导热结构100的应用热阻降低,提升了导热结构100的导热能力。
[0203]
需要说明的是,本技术实施例中,由于粘接层221具有压敏特性,所以即使导热结构100 内部局部曾出现开裂,但恢复受力后依然具备粘合作用,具备一定的愈合恢复效果。
[0204]
实施例三
[0205]
本技术实施例还提供一种导热结构100的制作方法,如图6所示,方法包括如下步骤:
[0206]
s101、提供多个导热膜10,每个导热膜10具有第一表面11以及与第一表面11相背的第二表面12;
[0207]
参见图7a所示,提供4个导热膜10。当然,在一些其他示例中,导热膜10的数量包括但不限于为4个。导热膜10可以为石墨烯膜或人工石墨膜。
[0208]
其中,导热膜10为石墨烯膜时,制备方法如下:使用d50尺寸为20μm(即石墨烯微片的纵向尺寸为20μm)的单层氧化石墨烯微片,称取500mg单层氧化石墨烯微片分散在20ml 的去离子水中,配置成溶液。将氧化石墨烯水溶液涂布在宽度为100mm的基材(例如耐高温的石墨膜)上,得到宽度为100mm,厚度约25μm的氧化石墨烯膜。将氧化石墨烯膜放入烘箱中,60℃干燥24h。将干燥后的氧化石墨烯膜放入高温石墨化炉内,通入氩气作为保护气,流
量为100cm3/min,在2600℃高温下煅烧20min进行高温还原反应。还原反应结束后,自然降温至室温,通过压合的压力,控制石墨烯导热膜10的密度约1.6g/cm3。采用激光闪射法测试石墨烯膜的平面导热系数为1100w/mk,厚度为20μm。
[0209]
导热膜10为人工石墨膜时,制作方法为:多层石墨烯采用ab堆叠方式堆叠(ab堆叠是指上层石墨烯微片与下层石墨烯微片错位排列堆叠)而成,形成不可压缩的导热膜10,导热膜10的密度可以为大于或等于2.0g/cm3且小于或等于2.1g/cm3。
[0210]
s102、在每个导热膜10的第一表面11和第二表面12上形成介质层20,介质层20包括第一有机材料21和位于第一有机材料21中的第二有机材料22;
[0211]
本技术实施例中,可以将第二有机材料22混合在第一有机材料21中形成有机浆液,如图7b所示,将有机浆液在导热膜10的两面均进行涂布形成介质层20。第一有机材料21和第二有机材料22的组成可以参考上述实施例一和实施例二,本技术实施例不再赘述。
[0212]
s103、将形成有介质层20的多个导热膜10层叠并压合,形成块状结构;
[0213]
如图7c所示,4个具有介质层20的导热膜10层叠放置并压合,构成高度为100mm,尺寸为100
×
100mm的块状物,并将块状物在uv光照或120℃下加热30min下进行固化,第一有机材料21固化后将多个导热膜10与介质层20之间形成整体结构。需要说明的是,在 120℃下加热30min进行固化过程中,会存在部分第二有机材料22在高温下会向外扩散的情况,但是,第一有机材料21内仍会存在部分第二有机材料22。这样固化后的第一有机材料 21内存在第二有机材料22,第二有机材料22可以呈液体状或半固体状。
[0214]
s104、对块状结构进行切割制得导热结构100。
[0215]
参见图7d所以,对步骤103制得的块状结构进行切割,例如,可以切割成厚度为0.2mm 的导热垫。其中,步骤104之后,还包括:将上述0.2mm导热垫进行抛光处理,然后切割成小片,比如30
×
30mm尺寸,可得到0.2mm
×
30mm
×
30mm的导热结构100(参见7e所示)。
[0216]
其中,本技术实施例中,对块状结构进行切割制得导热结构100,包括:沿着切割方向对块状结构进行切割,且垂直于导热膜10的方向(即图7d中实线箭头的方向)与切割方向 (即图7d中虚线箭头的方向)之间形成夹角,夹角大于或等于0
°
且小于或等于45
°
。即通过倾斜切割使得导热结构100中的导热膜10相对导热结构100的厚度方向呈倾斜状,如图 7d所示,沿着虚线箭头倾斜切割,例如,切割方向与垂直于导热膜10方向之间夹角可以为 5
°
,这样切割得到的导热结构100中,导热膜10朝向介质层20的一面与导热结构100的厚度方向之间的夹角为5
°

[0217]
本技术实施例中,在每个导热膜10的第一表面11和第二表面12上形成介质层20,包括:提供第一有机材料21和第二有机材料22,将第二有机材料22混合在第一有机材料21 中,形成有机浆料;在每个导热膜10的第一表面11和第二表面12上涂布有机浆料,形成介质层20。
[0218]
其中,提供第一有机材料21,包括:
[0219]
提供乙烯基硅油、端氢硅油、含氢硅油以及催化剂;例如,配置时,可以提供50份乙烯基硅油、40份的端氢硅油和10份的侧氢硅油,将乙烯基硅油、端氢硅油、侧氢硅油和催化剂混合制得第一有机材料21。其中,乙烯基硅油、端氢硅油、侧氢硅油可以选用粘度为 50~10000cps,其中,1cps=1mpa
·
s,例如可以选用粘度为50mpa
·
s的乙烯基硅油、粘度为50 mpa
·
s的端氢硅油、粘度为200mpa
·
s侧氢硅油。
[0220]
提供第二有机材料22,包括:提供丁三醇和辛基三乙氧基硅烷,例如,提供0.5份的丁三醇,0.3份的辛基三乙氧基硅烷。将丁三醇和辛基三乙氧基硅烷混合制得第二有机材料22。将丁三醇和辛基三乙氧基硅烷形成的第一有机材料21可以通过胶囊方式混合到第一有机材料21中。
[0221]
或者,在另一种可能的实现方式中,提供第一有机材料21和第二有机材料22,形成有机浆料,包括:提供第一有机材料21,第一有机材料21包括丙烯酸-4-羟基丁酯和己二酸二乙烯基酯;提供第二有机材料22,第二有机材料22包括丙烯酸-2-乙基己酯;提供引发剂,引发剂包括光聚合引发剂和热引发剂;配合时可以将50份的丙烯酸-4-羟基丁酯、15份的己二酸二乙烯基酯、25份的丙烯酸-2-乙基己酯、1份的光聚合引发剂和0.02份的热引发剂混合制得有机浆料。
[0222]
当然,一些其他示例中,也可以将第二有机材料22在第一有机材料21固化后渗透扩散到第一有机材料21中,例如,可以将第一有机材料21先固化形成固态或凝胶态物质,然后在制得的导热结构100的第一有机材料21上设置纳米级厚度的第二有机材料22,第二有机材料22可渗透扩散进入到固化后的第一有机材料21。需要说明的是,第二有机材料22渗透扩散进入到固化后的第一有机材料21中时,第二有机材料22的粘度需较低。
[0223]
实施例四
[0224]
本技术实施例还提供一种导热系统,导热系统可以包括发热元件200和上述任一实施例所述的导热结构,导热结构用于传递来自发热元件200的热量。通过包含上述导热结构100,导热结构100中的第二有机材料22向外扩散在发热元件200和导热结构100之间形成具有范德华力、化学键结合力或咬合力的粘接层221,粘接层221将发热元件200和导热结构100 实现紧密相连,避免发热元件200与导热结构100之间出现分层的问题。
[0225]
在一种可能的实现方式中,导热系统还包括散热器300,导热结构100位于发热元件200 和散热器300之间,导热结构100用于将来自发热元件200的热量传递到散热器300。这样导热结构100中的第二有机材料22向外扩散在发热元件200和导热结构100之间以及发热元件200和散热器300之间形成具有范德华力、化学键结合力或咬合力的粘接层221,粘接层 221将发热元件200和导热结构100以及导热结构100与散热器300之间实现紧密相连。
[0226]
实施例五
[0227]
本技术实施例还提供一种芯片封装结构400,如图8a所示,至少包括:设置在封装载板 402(例如可以为电路板或封装板)上的芯片201、封装散热盖301和上述任一所述的导热结构100,导热结构100位于芯片201和封装散热盖301之间。
[0228]
且导热结构100在预设温度或预设压力下,导热结构100中的第二有机材料22扩散到导热结构100和芯片201之间和/或导热结构100与封装散热盖301之间,且向外扩散的第二有机材料22发生化学反应形成粘接层221,粘接层221将导热结构100与芯片201和/或导热结构100与封装散热盖301相连。
[0229]
通过包括上述导热结构100,实现了导热结构100和芯片201之间和/或导热结构100和封装散热盖301之间形成粘接层221,粘接层221生成过程中将导热结构100与芯片201和/ 或导热结构100与封装散热盖301之间结合处形成化学结合力,确保了导热结构100与芯片 201/封装散热盖301表面维持紧密结合,从而避免了导热结构100在使用过程中与芯片201/ 封装散热盖301之间界面出现分层而导致芯片201超温的问题。另外,向外扩散的第
二有机材料22可以填充在导热结构100与芯片201和/或导热结构100与封装散热盖301之间的局部微孔,改善导热结构100的微观浸润性,从而降低界面接触热阻,减小了导热结构100的应用热阻,实现了对芯片201良好散热的目的。
[0230]
在一种可能的实现方式中,还包括:固定框架401,固定框架401位于封装载板402和封装散热盖301之间,且固定框架401、封装载板402和封装散热盖301围成封装腔体,芯片201和导热结构100位于封装腔体内。例如,固定框架401的一端与封装载板402相连,固定框架401的另一端与封装散热盖301相连,固定框架401、封装载板402和封装散热盖 301的内表面围成腔体。这样芯片201产生的热量通过导热结构100传递给封装散热盖301,这样将腔体内的芯片201产生的热量传递到腔体外,从而实现了对芯片201的散热作用。本技术实施例中,封装散热盖301可以为采用铝板制成的封装盖。
[0231]
在一种可能的实现方式中,参见图8a所示,固定框架401的底端与封装载板402通过卡接、焊接或胶层粘合连接,固定框架401的顶端与封装散热盖301之间通过弹性紧固件405 紧固相连,即固定框架401与封装散热盖301之间连接后,固定框架401与封装散热盖301 之间具有可压缩余量,这样对封装散热盖301施加作用力后可以实现对导热结构100施加压力,导热结构100在压力作用下第二有机材料22向外扩散并发生化学反应形成粘接层221。
[0232]
本技术实施例中,弹性紧固件405具体可以为弹性卡扣或弹簧螺钉等具有弹性的紧固件,固定框架401上设有多个螺纹孔,例如可以设置8个螺纹孔,可以采用8个弹簧螺钉与螺纹孔配合实现封装散热盖301与固定框架401相连。
[0233]
当然,在一些其他示例中,固定框架401和封装载板301之间紧固连接,例如,固定框架401和所述封装载板301之间采用螺钉、卡接或焊接等方式紧固相连。
[0234]
在另一种可能的实现方式中,参见图8b所示,封装散热盖301和固定框架401可以一体成型,例如,可以采用铝板通过冲压方式形成封装散热盖301和固定框架401。这样封装散热盖301和固定框架401组成的盖体与封装载板402相连围成腔体。芯片201与封装载板 402之间可以通过第一焊盘403进行连接,封装载板402背向第一焊盘的一面上设有第二焊盘404,芯片201通过第一焊盘和第二焊盘404与电路板实现相连。通过封装散热盖301和固定框架401设置为一体的,这样封装时将封装载板402与固定框架401相连即可完成封装,封装效率提升,而且固定框架401与封装散热盖301一体的,这样固定框架401与封装散热盖301之间不存在装配缝隙,所以封装完成后,避免了水汽从固定框架401与封装散热盖301 之间的装配缝隙进入到封装载板402、封装散热盖301和固定框架402围成的腔体内而对芯片201造成影响。
[0235]
本技术实施例中,导热结构100可以选择厚度为0.1-0.4mm的导热结构100,例如选用厚度为0.2mm的导热结构100放置在裸芯片尺寸为30
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30mm的芯片201上。
[0236]
实施例六
[0237]
本技术实施例还提供一种电子设备,电子设备可以包括但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,umpc)、手持计算机、对讲机、上网本、销售终端(point of sale,pos)、个人数字助理(personal digital assistant,pda)、可穿戴设备、虚拟现实设备、无线u盘、蓝牙音响/耳机、或车载前装、行车记录仪、安防设备等具有发热元件200的移动或固定终端。
[0238]
在一种可能的实现方式中,以手机500为上述电子设备为例进行说明,电子设备可以至少包括:上述实施例四所述芯片封装结构400(参见图10所示)。
[0239]
参见图9和图10所示,电子设备还可以包括显示屏501和后盖502,显示屏501和后盖 502围成壳体510,芯片封装结构400和电路板520位于壳体510内,芯片封装结构400可以设在电子设备内的电路板520上。例如,芯片封装结构400中的封装载板402可以通过第二焊盘404与电路板520电连接,芯片封装结构400中的封装散热盖301可以与电子设备的壳体510(例如后盖502的内表面5021)接触,这样封装散热盖301的热量可以通过电子设备的壳体510向外电子设备外散发,实现了电子设备内芯片201的良好散热。
[0240]
在另一种可能的实现方式中,本技术实施例提供的电子设备,如图9和图11所示,至少包括:壳体510和设在壳体510内的发热元件200、散热器300和上述任一的导热结构100,导热结构100位于发热元件200和散热器300之间。发热元件200可以为存储器或者cpu等,或者发热元件200还可以为其他工作时产生热量的电子元件。
[0241]
安装时,将导热结构100设在发热元件200上,将散热器300覆盖在导热结构100上,散热器300的另一端可以与电子设备的壳体510接触,例如,散热器300的另一端可以与后盖502的内表面5021接触,或者电子设备具有中框时,散热器300可以与中框接触,这样在高温或压力下,导热结构100中的第二有机材料22扩散到发热元件200与导热结构100之间和/或散热器300与导热结构100之间,达到反应条件时,第二有机材料22发生化学反应,使发热元件200与导热结构100之间和/或散热器300与导热结构100之间结合处产生具有范德华力、化学键结合力或咬合力的粘接层221,确保了导热结构100与发热元件200/散热器 300表面紧密接触,避免了导热结构100在使用过程中与发热元件200/散热器300之间界面出现分层而导致发热元件200超温的问题。
[0242]
另外,向外扩散的第二有机材料22可以填充在导热结构100与发热元件200以及导热结构100与散热器300之间的局部微孔,改善导热结构100的微观浸润性,从而降低界面接触热阻,减小了导热结构100的应用热阻。使得电子设备内的发热元件200产生的热量及时向外散热,避免了发热元件200温度过高而导致发热元件200无法正常工作。而且,向外扩散的第二有机材料22可以填充在导热结构100与发热元件200以及导热结构100与散热器300 之间的局部微孔,这样形成的粘接层221与发热元件200/散热器300之间的接触面积增大,粘接力更大。
[0243]
其中,本技术实施例中,以手机500为上述电子设备为例进行说明,参见图9和图11所示,壳体510可以包括显示屏501和后盖502,显示屏501和后盖502围成内部具有腔体的壳体510。发热元件200可以设在电路板520上,散热器300可以与后盖502的内表面5021 进行接触,以使发热元件200产生的热量通过导热结构100传递给散热器300,散热器300 通过后盖502将热量向外电子设备外散热。
[0244]
当然,在一些示例中,电子设备的后盖502和/或中框为金属材质时,后盖502和/或中框可以作为散热器300,即发热元件200可以设在电路板520上,导热结构100的一面覆盖在发热元件200上,导热结构100的另一面可以抵压在电子设备的后盖502内表面或中框上,这样发热元件200产生的热量通过导热结构100传递给电子设备的后盖502或中框,从而实现向外散热目的。
[0245]
或者,在一些示例中,由于电子设备内元器件布局的限制,散热器300无法与电子
设备的后盖502或中框实现接触,这样散热器300可以与电子设备的后盖502或中框通过导热金属进行连接,这样散热器300上的热量可以通过导热结构传递给电子设备的后盖502或中框。
[0246]
可以理解的是,本技术实施例示意的结构并不构成对手机500的具体限定。在本技术另一些实施例中,手机500可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。
[0247]
在本技术实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
[0248]
本技术实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0249]
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本技术实施例的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本技术实施例进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术实施例各实施例技术方案的范围。
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