[發(fā)明專利]復(fù)合結(jié)構(gòu)石墨散熱器及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010160082.8
• 申請(qǐng)日: 2010-04-29
• 公開（公告）號(hào): CN101825412A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 傅云峰;李云峰;王鳳軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中科恒達(dá)石墨股份有限公司
• 主分類號(hào): F28F3/02
• 分類號(hào): F28F3/02;H01L23/373
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務(wù)所 42103
• 代理人: 成鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電子產(chǎn)品散熱器件領(lǐng)域，特別是一種適用于集成電路芯片熱量散播的復(fù)合結(jié)構(gòu)石墨散熱器及其制備方法。

背景技術(shù)

目前集成電路技術(shù)的快速發(fā)展，導(dǎo)致各種電子器件和產(chǎn)品的體積越來(lái)越小，集成器件周圍的熱流密度越來(lái)越大，以計(jì)算機(jī)CPU為例，其運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的熱流密度已經(jīng)達(dá)到60-100W/cm²，半導(dǎo)體激光器中甚至達(dá)到103W/cm²數(shù)量級(jí)。另一方面，電子器件工作的可靠性對(duì)溫度卻十分敏感，器件溫度在70-80℃水平上每增加1℃，可靠性就會(huì)下降5％。較高的溫度水平已日益成為制約電子器件性能的瓶頸，而高效電子器件的溫度控制目前已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。

目前常用的散熱器多采用金屬材料，金屬材料具有良好的熱傳導(dǎo)能力，但金屬材料的熱容較小，碳、石墨材料也具有良好的熱傳導(dǎo)特性，同樣存在熱容較小的缺陷。普通風(fēng)冷散熱器選擇的散熱器材質(zhì)一般是鋁和銅，銅的熱導(dǎo)率高，可以迅速將發(fā)熱器件的熱量傳導(dǎo)出來(lái)，但銅的熱容很小，如果風(fēng)冷效率不足，銅材的溫度將會(huì)升高較快，形成的溫差較小，熱傳導(dǎo)速度將下降，從而達(dá)不到CPU超頻的目的，而且銅的密度較大，比較笨重和貴重；鋁材的熱導(dǎo)率低于銅，但密度較小，熱容比銅稍大，但純鋁性軟，需加工成鋁合金，散熱性能將大打折扣。金屬材料表面一般是硬質(zhì)表面，而且粗糙，與散熱表面接觸不良，也會(huì)造成熱量傳遞的不可控因素。

目前也有采用石墨材料作為散熱器的改進(jìn)方案，中國(guó)專利200510054362.x公開了一種“以石墨為基底的散熱座及其石墨的制造方法”，以石墨為基底的散熱座，另一面設(shè)有金屬面，金屬表面連接鰭片組，可以迅速地吸收電子元件所發(fā)出的熱源，可提高電子元件整體的穩(wěn)定性及延長(zhǎng)使用壽命。但是并未解決鰭片材料熱容量小的問題，散熱效率并未達(dá)到最優(yōu)。而且雖然通過(guò)破碎、浸漬和石墨化的方法使散熱座導(dǎo)熱從二維變?yōu)槿S，但是不可避免的是方向?qū)崧视兴陆担硗庠谥苽涞淖詈蟛襟E中利用加熱使其石墨化需要的時(shí)間約為1個(gè)月，增加了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種復(fù)合結(jié)構(gòu)石墨散熱器及其制備方法，可以充分利用石墨平面方向?qū)崧矢叩奶匦裕抑亓枯p、熱阻小、接觸好，生產(chǎn)成本低。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種復(fù)合結(jié)構(gòu)石墨散熱器，多片采用膨脹石墨復(fù)合材料的長(zhǎng)鰭片與多片采用柔性石墨材料的短鰭片在夾持裝置內(nèi)交錯(cuò)排列；

長(zhǎng)鰭片和短鰭片的一端對(duì)齊，對(duì)齊的端面上設(shè)有導(dǎo)熱層。

所述的導(dǎo)熱層是柔性石墨材料或金屬材料。

所述的導(dǎo)熱層厚度為0.15-0.2mm。

所述的導(dǎo)熱層上還設(shè)有帶孔的保護(hù)層。

除對(duì)齊的端面外長(zhǎng)鰭片和短鰭片其他端面上貼有PET單面膠膜封邊。

一種復(fù)合結(jié)構(gòu)石墨散熱器的制備方法，包括以下步驟：

1)將可膨脹石墨在真空浸漬箱內(nèi)浸漬石蠟，石蠟浸入量為成品總重量的60-90％壓實(shí)后制成多片長(zhǎng)鰭片；

2)采用密度為1.1-1.7g/cm3的柔性石墨板制成導(dǎo)熱層和多片短鰭片；

3)多片長(zhǎng)鰭片和多片短鰭片交錯(cuò)排列，一端對(duì)齊，采用夾持裝置安裝牢固，除對(duì)齊的端面外，其余三個(gè)端面采用PET單面膠膜進(jìn)行封邊處理；

4)拋光對(duì)齊的端面，在該端面上安裝導(dǎo)熱層。

所述的柔性石墨板，采用0.2-0.3g/cm3的膨脹石墨泡沫板，再將熱固性酚醛樹脂用無(wú)水乙醇溶解成熱固性酚醛樹脂：無(wú)水乙醇為20％的溶液，采用抽真空浸漬的方法，在石墨板中浸漬熱固性酚醛樹脂溶液，浸漬的石墨板干燥后用塑料粉碎機(jī)粉碎，再用攪拌磨粉碎成80目粉末，熱壓成型為1.1-1.7g/cm³密度的石墨板，經(jīng)過(guò)175℃±10℃溫度固化得到柔性石墨板。

所述的柔性石墨板，是將低密度的石墨板疊加在真空平板壓機(jī)上抽真空后施加壓力壓制成密度為1.1-1.7g/cm3的柔性石墨板。

在導(dǎo)熱層上與對(duì)齊的端面接觸的另一面上還粘貼有帶孔的保護(hù)層，該孔用于使電子元件的散熱面與導(dǎo)熱層接觸。

所述的導(dǎo)熱層也可以是由金屬材料制成。