一种具备弹性空间的导热体的制作方法

1.本技术属于导热技术领域，涉及一种具备弹性空间的导热体。


背景技术：

2.电子设备的发热体(如芯片)在工作时会产生大量热量需要导热给散热部件，通过散热部件进行散热，现有的进行导热的导热衬垫，导热衬垫一部分与发热体上表面紧密贴合，另一部分散热部件紧密贴合，达到散热效果。
3.液态金属具有优秀的导热和热量输运能力，液态金属散热技术可为大功率散热需求提供全面而高效的解决方案，其必将在工业界衍生出系列崭新方法、应用和产品，可望在工业、民用，乃至军工领域发挥出巨大的作用。
4.液态金属的导热，在应用中也不是尽善尽美的，必须配合与之适用环境相配合的散热部件才能发挥液态金属的导热优势，然而生产生活中，某些特殊的散热条件下，由于散热过快，导致局部迅速膨胀，致使电子配件耗损严重的例子不胜枚举，能够延缓液态金属散热是本技术的目的。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不足，本技术目的是提供一种具备弹性空间的导热体，利能液态金属达到良好导热效果，同时延缓液态金属散热，防止导热过快的局部温度过高问题。
6.为了实现上述目的，本技术是通过如下的技术方案来实现：
7.本技术的技术方案是提供一种具备弹性空间的导热体，包括有用于内部支撑的弹性棉体，包覆于弹性棉体外围由内向外排布设置有用于在导热过程中形成液态金属并呈现为固态状金属的金属结构层、用于传递热量的导热层、以及外表层，外表层的侧边缘设有用于与弹性棉体连接的封边部，使金属结构层和导热层密封于弹性棉体与外表层之间。
8.本技术方案中的导热层导热把从发热体吸收的热量传递并作用到金属结构层，金属结构层在热作用下形成液态金属，液态金属把热量向周边延伸的同时，能大量储存热量，部分热量还能经弹性棉体向弹性棉体内部疏散，液态金属及弹性棉体的内部就形成了散热的弹性空间。
9.在导热过程中，液态金属从固态变液态过程中能够吸收大量热量，但是由于液态金属的液态在介质内相对静止时的传热性能不及固态，在液态金属结构层外设置有介质内导热及传热性能更好的导热层，将液态金属中的热量传递出去。
10.本技术方案的技术效果是，利用液态金属优秀的导热和大容量的热量吸收能力将发热体的热量吸收，加上导热层的热传导，可以具有短时内大量热量存储的弹性空间，又具有很好的导热性能，将热量传导给散热部件。通过外表层及其封边部对金属结构层进行密封，防止液态金属的泄漏。
11.在该技术方案的一个实施例中，弹性棉体的外围设置有第一导热胶层，第一导热
胶层位于金属结构层与弹性棉体之间，外表层的封边部连接在第一导热胶层上。
12.在该技术方案的一个实施例中，在导热层的外围设置有第二导热胶层，第二导热胶层位于导热层与金属结构层之间，外表层的封边部通过第二导热胶层与弹性棉体相连接。
13.在该技术方案的一个实施例中，第一导热胶层和第二导热胶层均为热固胶、硅酸凝胶、丙烯酸胶和聚氨酯热熔胶中的任一种。
14.在该技术方案的一个实施例中，外表层包覆在弹性棉体外围，外表层的包覆显现出外表层包覆住弹性棉体的四个面，露出弹性棉体相对的两个端面。
15.在应用中把由弹性棉体、导热胶层、金属结构层、导热层和外表层组成的导热体整体结构的左右两侧的进行封堵，防止漏胶、漏液态金属材料。
16.在该技术方案的一个实施例中，弹性棉体呈块状形状，弹性棉体露出的两个端面呈方形或圆角矩形。
17.在该技术方案的一个实施例中，金属结构层包括镓、铟、铋、锡、银、金、铝、镁中的单质金属或两种及以上金属的合金。金属结构层在热作用下形成液态金属，导热层与第一导热胶层或弹性棉体之间就形成了液态金属的流通通道。
18.在该技术方案的一个实施例中，导热层为天然石墨、人工合成石墨、石墨烯、铜箔或者铝箔中任一种或者几种的组合。利用导热层的在介质内的传热性能好，将导热体靠近发热体一侧的热量传导到散热部件一侧，使热量迅速分散，防止局部热量过高的膨胀。优选天然石墨、人工合成石墨、石墨烯作为导热层的材料，石墨和石墨烯都具有非常优秀的导热性能。
19.在发热体的一侧，导热层导热把热量传递并作用到金属结构层，金属结构层在热作用下形成液态金属，液态金属把热量向周边延伸的同时，储存大量热量，部分热量经块经弹性棉体的内部疏散，弹性棉体的内部也能储存部分热量；热量经金属结构层、导热层的内部热传导传递，在导热层上热量迅速向周边扩散，到达散热部件的一侧，热量冲击外表层，由于弹性棉体及外表层的弹性效果，把最后的热量冲击而形成的膨胀力进行卸力并弹回。
20.在该技术方案的一个实施例中，外表层为绝缘层或导电层。
21.在该技术方案的一个实施例中，弹性棉体为硅橡胶、聚氨酯海绵、pu 泡棉或者橡胶泡棉中的任意一种。
22.通过设置弹性棉体，对导热体形成内部支撑，避免了由于散热过快，导致局部迅速膨胀而产生的不良后果，设置外表层，避免漏胶、漏液态金属材料，同时还避免由于热量回弹而造成的崩裂。
附图说明
23.通过结合附图对本技术示例性实施方式进行更详细的描述，本技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
24.图1为本技术实施例中的导热体的结构示意图。
25.图2为图1中的导热体沿a-a方向的剖面结构示意图。
26.图3为图1中的导热体沿b-b方向的剖面结构示意图。
27.图4为本技术实施例中的导热体的导热原理图。
28.图5为本技术实施例中的导热体的部面结构示意图。
29.图6为本技术实施例中的导热体的部面结构示意图。
具体实施方式
30.下面将参照附图更详细地描述本技术的优选实施方式。虽然附图中显示了本技术的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本技术而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本技术更加透彻和完整，并且能够将本技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
31.如图1至3中所示，本实施例是一种具备弹性空间的导热体，包括由内向外排布的用于对导热体形成内部支撑的弹性棉体1、用于在导热过程中形成液态金属并呈现由粉末状金属围成的金属结构层2、用于传递热量的导热层3及用于密封金属结构层与导热层的外表层4。
32.弹性棉体1位于导热体中间部位，弹性棉体呈块状形状，在弹性棉体的外围设置第一导热胶层5，金属结构层位于第一导热胶层和导热层之间，在外表层4的两侧边缘设有封边部41，在封边部与第一导热胶层相贴合连接，使金属结构层和导热层密封于第一导热胶层与外表层之间。
33.在其它的实施例中，如图6中所示，在导热层的外围设置有第二导热胶层6，第二导热胶层位于导热层与金属结构层之间，外表层的封边部通过第二导热胶层与弹性棉体相连接。此外，也可以同时设置具有第一导热胶层和第二导热胶层的导热体。
34.第一导热胶层5是包覆在弹性棉体外围的结构层，第一导热胶层的包覆显现出第一导热胶层包覆住弹性棉体的四个面，露出弹性棉体相对两侧的两个端面，弹性棉体露出的两个端面呈圆角矩形。
35.金属结构层2是包覆在第一导热胶层外围的结构层，金属结构层的包覆显现出固体状金属均匀分布且围在第一导热胶层外围的结构层上，露出弹性棉体左右两侧的两个端面。
36.在本实施例中，金属结构层的液态金属选用铋铟锡合金，熔点约为 60℃，其中铋的含量为32％，铟的含量为51％，锡的含量为17％。可以根据导热的需要，选择不同的熔点的液态金层。
37.导热层3是包覆在金属结构层外围的结构层，导热层的包覆显现出导热层包覆住金属结构层外围，露出弹性棉体左右两侧的两个端面。
38.导热层为天然石墨、人工合成石墨、石墨烯、铜箔或者铝箔中任意一种或者几种的组合。
39.外表层4是包覆在最外围的结构层，外表层的包覆是显现出基材包覆住由弹性棉体、第一导热胶层、金属结构层、导热层、第二导热胶层组成的整体导热体的四个面，露出相对两侧的两个端面。
40.外表层4为绝缘层或导电层。具体的，当为绝缘层时，采用聚酰胺膜、聚乙烯薄膜、聚丙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜、聚酯薄膜或者聚酰亚胺中的一种。为导电层时，采用耐电压薄膜、金属箔膜、抗emi吸波薄膜、防静电薄膜、导电布或者导电纱网中的任意一种或者几种的
组合。
41.如图5中所示，本实施例中的导热体，整体结构呈回字型结构，可以进行批量生产，再进行裁切得到每个导热体，如图4中所示，使用时，在外表层4的外表面涂布胶层，通过胶层粘贴在发热体7的表面，散热部件 8压紧接触在导热体外表层4的上表面。
42.发热体7产生的热能一次穿透外表层进入导热层，在导热层上热量迅速向周边扩散，一部分传导给金属结构层，一部分通内部热传导至靠散热热置的一端，在导热层上逐渐均匀导热的同时，金属结构层吸收导热层的热量热量变成液态金属，液态金属逐渐均匀导热同时并且储热，导热体的另一端接触散热部件8，导热层及金属结构层传导给散热部件进行散热，图4中的箭头方向为热量迅速扩散的方向。
43.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。