[發明專利]散熱結構及應用該散熱結構的電子設備

有效

• 申請號: 201110432703.8
• 申請日: 2011-12-21
• 公開（公告）號: CN103178026A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 張凌;劉長洪;范守善
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業（深圳）有限公司
• 主分類號: H01L23/373
• 分類號: H01L23/373;H05K7/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種散熱結構及應用該散熱結構的電子設備，尤其涉及一種含碳納米管層的散熱結構及應用該散熱結構的電子設備。

背景技術

近年來，隨著電子技術的不斷發展，高性能的處理器芯片(CPU)、顯存芯片和內存芯片被不斷開發出來，并在個人用臺式電腦、便攜式筆記本電腦、平板電腦和智能手機中不斷得到應用，用戶終端的性能也在不斷提升。另一方面，上述電子設備擁有的巨大市場潛力，也使得對于高性能電子元件的開發得到了足夠多的重視，目前仍有著相當廣闊的發展前景。

隨著電子元件加工技術的發展、處理器芯片的微型化以及用戶終端的小型輕量化，電子設備的散熱問題日益突出。眾所周知，處理器性能的上升必然伴隨著功率的上升，從而增大發熱量。Intel的Core?i7?860?CPU的發熱功率已經達到了95瓦，而目前其最為先進的Core?i9系列的功率更是高達130瓦。在這樣的發熱量下，處理器的表面溫度會迅速上升，由于在高熱量下出現的電子遷移現象會嚴重破壞處理器中的半導體結構，導致器件出現故障甚至完全報廢，因此，普通的散熱手段已經難以滿足電子元件的散熱需求。手持設備的推廣，更是把散熱問題從系統性能的后臺直接放大為用戶體驗，不良的散熱處理會影響用戶操作終端的直接感受。綜上所述，電子設備對于新的散熱材料以及散熱結構的需求已是迫在眉睫。

目前，筆記本電腦所采用的散熱方案為散熱通道的方式，也就是通過散熱材料貼膜、導熱硅脂覆層、散熱材料導桿、風扇等一系列材料和裝置的組合，將發熱量大的元件的熱量從機體內部導出至外部，從而達到散熱的目的。這種處理方式依賴于散熱材料的基本構造，需要散熱性能好、熱擴散速率快、熱導率高的新材料。現階段，筆記本電腦中所采用的散熱材料主要是金屬材料，典型材料為銅合金和鋁合金。然而，金屬材料有著密度較大、鑄造工藝復雜的缺點，過重的筆記本電腦也有悖于輕便易攜帶的發展潮流，也在一定程度上加大了制造成本。

而對于以智能手機、平板電腦和手持游戲機為代表的手持設備，其采用的散熱方案為散熱貼膜：通過在設備主板的大功耗元件上貼取以石墨為主要原料的復合材料，將熱量均勻散布開來，傳導至機體的后蓋板均勻散出，從而達到散熱的目的。然而，利用石墨作為散熱材料還存在著熱導率較低、散熱不夠均勻的問題，且由于手持設備體積的限制，無法加裝風扇等輔助散熱設備，因此在這種類型的散熱方案中，對于散熱材料和結構的要求更高。

有鑒于此，確有必要提供一種散熱性能好，體積小，重量輕，可方便應用于筆記本電腦、平板電腦、智能手機等多種電子設備中的散熱結構。

發明內容

一種散熱結構，包括一第一碳納米管層和一金屬網格層，該第一碳納米管層與該金屬網格層層疊設置，該第一碳納米管層具有一第一表面以及一與該第一表面間隔相對的第二表面，其中，所述第一碳納米管層包括至少一碳納米管紙。

進一步地，該散熱結構可包括一熱界面材料層，該熱界面材料層設置于上述第一碳納米管層或金屬網格層與發熱元件之間，用于將發熱元件產生的熱量傳導給上述第一碳納米管層。

更進一步地，該散熱結構可包括一第二碳納米管層，該第二碳納米管層與所述第一碳納米管層間隔相對設置，且所述金屬網格層設置于該第二碳納米管層與該第一碳納米管層之間，該第二碳納米管層包括至少一碳納米管紙。

一種電子設備，包括一散熱結構和至少一發熱元件，該散熱結構包括一第一碳納米管層和一金屬網格層，該金屬網格層與所述第一碳納米管層層疊設置，所述第一碳納米管層包括至少一碳納米管紙，該散熱結構固定于該至少一發熱元件表面，用于將該至少一發熱元件產生的熱量快速散開。

進一步地，該電子設備可包括一導熱結構和一風扇，該導熱結構具有一第一端以及一與該第一端間隔相對的第二端，該導熱結構的第一端與該散熱結構相接觸，該導熱結構的第二端與該風扇相接觸，當該電子設備工作時，熱量先從該至少一發熱元件散至該散熱結構，再從該散熱結構轉移至該導熱結構，再從該導熱結構傳導至該風扇，最后從該風扇排出至該電子設備外部。

相對于現有技術，本發明所提供的散熱結構具有以下優點：其一，由于碳納米管的密度僅為銅的1/6到1/7，鋁的1/2到1/3，因此，能夠減輕散熱結構的重量；其二，由于碳納米管的熱導率大于銅和鋁的熱導率，因此，能夠提高散熱結構的散熱性能；其三，該散熱結構占用空間小，且具有柔性，可以應用于復雜的空間環境；其四，該散熱結構可用導熱膠或導熱膠帶粘貼于任意發熱元件表面，應用方便快捷；其五，該散熱結構具有定向散熱和導熱功能，因此，能夠快速、準確地將熱量傳導至指定的部件，大大提高散熱效率。