一种防泄漏的散热装置的制作方法

1.本实用新型涉及散热装置领域，特别是关于一种包括室温液态金属热界面材料的散热装置及其应用。


背景技术：

2.随着电子行业的迅猛发展，以及电子芯片的集成度越来越高，电子器件的工作效率也越来越依靠于散热问题的解决，因此密闭散热结构也越来越重要。对于集成电路工作时产生的大量热量不能由芯片封装外壳传出，反而会逐渐积累，导致温度大幅上升，从而影响电子设备正常的工作。目前室温液态金属与低熔点合金可以实现将集成电路与芯片封装外壳之间的热量快速传出，从而解决这一难题，但是低熔点合金在一定温度下会融化成液态，如有震荡，会产生大量泄漏，金属液滴的泄漏对电子元器件来说，无疑是致命的，因为导热片是导体，会使电路短路，且导热片的泄漏，会导致热源和散热器间接触不良，使用效果变差，使用寿命变短。为了避免液态金属泄漏，目前大家普遍采用绝缘导热硅脂或导热胶进行封边。但这种解决方案有两个问题，一是需要安装时寻找合适的封边胶，很不方便，如果封边做的不合适，仍然可能造成液态金属泄漏，二是导热胶容易老化，老化后也可能造成液态金属泄漏，不利于长期稳定使用。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种防泄漏的散热装置，其能够高效导热，并能避免液态金属或低熔点合金泄漏，长期稳定发挥导热作用。
4.本实用新型的另一目的在于提供了所述的防泄漏的散热装置在用于电子发热部件散热中的应用。
5.为实现上述目的，本实用新型提供了一种防泄漏的散热装置包括：
6.导热片，所述导热片由液态金属或低熔点合金制成；
7.防泄漏结构，其紧贴所述导热片设置在所述导热片周围。
8.在本实用新型的一实施方式中，所述防泄漏结构由泡棉、硅橡胶、软金属、铜或石墨制成。
9.在本实用新型的一实施方式中，所述散热装置还进一步包括附加防泄漏结构。
10.在本实用新型的一实施方式中，所述附加防泄漏结构紧贴所述防泄漏结构设置在所述防泄漏结构的外围。
11.在本实用新型的一实施方式中，所述附加防泄漏结构为一个或多个。
12.在本实用新型的一实施方式中，所述附加防泄漏结构由泡棉、硅橡胶、软金属、铜或石墨制成。
13.在本实用新型的一实施方式中，所述防泄漏结构由软金属、铜或石墨制成，所述附加防泄漏结构由泡棉或硅橡胶制成。
14.在本实用新型的一实施方式中，所述泡棉为乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva)泡棉、聚
氨酯(pu)泡棉、可发性聚乙烯(epe)泡棉、氯丁橡胶(cr)泡棉、丁苯橡胶(sbr)或三元乙丙橡胶(epdm)。
15.在本实用新型的一实施方式中，所述防泄漏结构和/或所述附加防泄漏结构的周围进一步用有机硅橡胶或硅脂涂覆密封。
16.本实用新型还提供了所述防泄漏的散热装置在用于电子发热部件散热中的应用，优选的，所述电子发热部件为手机、电脑、汽车的芯片，或者igbt模块。
17.与现有技术相比，本实用新型的防泄漏的散热装置具有以下优点：
18.(1)所述防泄漏结构和与电子散热部件和散热器底板能够形成中空密闭空间，将液态金属或低熔点合金密封于密闭空间内，避免了液态金属或低熔点合金泄漏；形成的密闭空间一侧与电子器件发热部件接触，热量从电子器件中传至液态金属或低熔点合金，液态金属或低熔点合金再传递给散热器底板，最后从散热器散出，传递过程中液态金属或低熔点合金不会损失或减少，能够长期稳定保持高效导热效果。
19.(2)所述防泄漏的散热装置还可进一步包括附加防泄漏结构，所述附加防泄漏结构与所述防泄漏结构配合，能够实现更好的密封防泄漏效果。
20.(3)所述防泄漏结构和/或所述附加防泄漏结构可由泡棉或硅橡胶制备，泡棉或硅橡胶具有良好的柔软性和弹性，使得所述防泄漏的散热装置能够获得更好的密封效果。
21.(4)所述防泄漏结构和/或所述附加防泄漏结构也可由软金属、铜或石墨制备，由于软金属、铜或石墨本身具有良好的导热性能，使得所述防泄漏的散热装置能够具有更好的散热性能。
22.(5)所述防泄漏的散热装置还可采用软金属、铜或石墨作为内圈的所述防泄漏结构，采用泡棉或硅橡胶作为外圈的所述附加防泄漏结构，使得所述防泄漏的散热装置在提升散热性能的同时也能提升防泄漏性能。
23.(6)所述防泄漏结构和/或所述附加防泄漏结构的周围还可进一步用有机硅橡胶或硅脂涂覆密封，从而更进一步地实现密封防泄漏目的。
24.(7)所述防泄漏结构和/或所述附加防泄漏结构采用的材料为泡棉、硅橡胶、软金属、铜或石墨，均具有良好的耐老化性，保证了所述防泄漏的散热装置能够长期稳定发挥散热作用。
附图说明
25.图1是根据本实用新型一实施方式的防泄漏的散热装置的结构图；
26.图2是根据本实用新型另一实施方式的防泄漏的散热装置的结构图。
27.主要附图标记说明：
28.1-导热片，2-防泄漏结构，3-电子发热部件，4-附加防泄漏结构。
具体实施方式
29.下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的限制。
30.除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元
件或其它组成部分。
31.如图1所示，根据本实用新型优选实施方式的防泄漏的散热装置包括：导热片1，所述导热片由液态金属或低熔点合金制成；和防泄漏结构2，其紧贴所述导热片设置在所述导热片周围。
32.所述液态金属或低熔点合金为镓基、铟基、锡基或铋基液态金属或低熔点合金。所述液态金属或低熔点合金开始熔化温度小于等于157℃。
33.所述防泄漏结构2由泡棉、硅橡胶、软金属、铜或石墨制成。
34.所述防泄漏结构2由泡棉或硅橡胶制备时，所述防泄漏结构的厚度可略微大于导热片的厚度；所述防泄漏结构2由软金属、铜或石墨制备时，所述防泄漏结构2的厚度等于导热片的厚度。
35.所述泡棉为乙烯-醋酸乙烯共聚物(eva)泡棉、聚氨酯(pu)泡棉、可发性聚乙烯 (epe)泡棉、氯丁橡胶(cr)泡棉、丁苯橡胶(sbr)或三元乙丙橡胶(epdm)。
36.所述防泄漏结构2的周围可进一步用有机硅橡胶或硅脂涂覆密封。所述有机硅橡胶为选自天目、奥斯邦、或卡夫特的有机硅橡胶。
37.如图2所示，根据本实用新型优选实施方式的防泄漏的散热装置包括：导热片1，所述导热片由液态金属或低熔点合金制成；防泄漏结构2，其紧贴所述导热片设置在所述导热片周围；和附加防泄漏结构4，所述附加防泄漏结构4紧贴所述防泄漏结构2设置在所述防泄漏结构2的外围。
38.所述附加防泄漏结构可为一个或多个，如果所述附加防泄漏结构为多个，则每个附加防泄漏结构的尺寸逐渐增大，每个更大尺寸的附加防泄漏结构都紧贴略小于其的附加防泄漏结构设置。
39.所述附加防泄漏结构由泡棉、硅橡胶、软金属、铜或石墨制成。
40.所述防泄漏结构由软金属、铜或石墨制成，所述附加防泄漏结构由泡棉或硅橡胶制成。
41.所述防泄漏结构2和/或所述附加防泄漏结构4的周围进一步用有机硅橡胶或硅脂涂覆密封。
42.所述有机硅橡胶为奥斯邦、卡夫特或天目的有机硅橡胶。
43.在一个具体实施例中，本实用新型的防泄漏的散热装置包括：导热片1，所述导热片由60℃的bi in sn低熔点合金制成；和防泄漏结构2，其紧贴所述导热片设置在所述导热片周围。所述防泄漏结构2由泡棉制成。
44.防泄漏振动测试
45.应用igbt模块进行防泄漏振动测试，加热台设置100℃。
46.将上述实施例的防泄漏的散热装置置于igbt模块的背面，散热装置另一侧与铝散热板贴合，按照常规固定方式进行固定，四周涂上奥斯邦有机硅橡胶进行封装处理，将封装好的igbt模块固定于四度空间振动台进行x、y、z三个方向的振动测试，振动24h，未发现液态金属泄漏。
47.老化测试
48.将上述实施例的防泄漏的散热装置放于铜块上，散热装置另一侧与铝散热板贴合，按照常规固定方式进行固定，四周分别涂上奥斯邦有机硅橡胶、卡夫特有机硅橡胶、硅
脂进行封装处理，将封装好的铜块固定于四度空间振动台进行振动测试，未发现液态金属泄漏。然后将不同胶封装的铜块进行双八五(168h，300h，500h)老化试验，之后进行热阻测试，发现硅脂封装的热阻平均值在16m2k/w，奥斯邦封装的热阻平均值在30m2k/w，卡夫特封装的热阻平均值在46m2k/w。
49.然后将上述不同胶封装的铜块放入高低温试验箱，分别测试了100、500、800、1000 次循环后进行热阻测试，发现奥斯邦经1000次循环后热阻平均值约为25m2k/w，硅脂封装的经1000次循环后热阻平均值约为12m2k/w，卡夫特封装的经1000次循环热阻平均值约为20m2k/w。因此硅脂耐老化效果优于奥斯邦，奥斯邦耐老化效果优于卡夫特。
50.有机硅橡胶或硅脂涂覆密封效果测试
51.用激光标刻机在铜片上进行打孔处理，孔径在1.5mm，孔间距在1mm。在打好孔的铜片上镀上一层液态金属，并将其置于铜板夹内。然后在铜网的四周涂上奥斯邦有机硅橡胶、卡夫特704有机硅橡胶或硅脂。将其固定于四度空间振动台进行振动测试，发现奥斯邦有机硅橡胶封装效果优于卡夫特704有机硅橡胶，卡夫特704有机硅橡胶封装效果优于硅脂。
52.前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。