[發明專利]用于密封液態金屬的密封框及應用、一體化散熱結構以及電子元器件

在審

• 申請號: 201710152533.5
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106960830A
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 童瀟;楚盛;鄭海鵬;葛愛雄;廖太明
• 申請（專利權）人: 東莞市明駿智能科技有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/373;H01L23/473
• 代理公司: 東莞市華南專利商標事務所有限公司44215
• 代理人: 劉克寬

技術領域

本發明涉及電子設備的散熱技術領域，具體涉及用于密封液態金屬的密封框及應用、用于密封液態金屬的一體化散熱結構以及電子元器件。

背景技術

隨著智能時代的到來，通信設備等電子設備越來越朝著小型化、輕薄化和高性能的方向發展。在電子設備內部的有限空間內需要配置各種電子元器件（例如IGBT模塊、CPU等），其集成度和組裝密度不斷提高，由于電子設備小型化和輕薄化，使得其在提供了強大的使用功能的同時，也導致了其工作功耗和發熱量急劇增大，從而對電子元器件的性能造成嚴重的影響。

現有技術中，為了避免電子元器件中的發熱元件在運行過程中持續發熱，通常在電子設備中設置散熱裝置（見圖1），并在散熱裝置與發熱元件之間填充導熱膏（即膏狀的導熱硅脂）進行導熱，以降低接觸熱阻，提升傳熱性能。然而，導熱硅脂主要通過人工操作的方式涂覆在散熱裝置與電子元器件的接觸面之間，這種手工涂覆工藝誤差大、操作復雜，且其導熱系數往往不超過6W/m·k。因而，現有的導熱硅脂在電子設備的應用存在制備工藝復雜、導熱效果差等缺陷，且隨著電子元器件的功率增大，現有的導熱硅脂已無法滿足其較高的導熱需求。

近些年逐漸發展的液態金屬，因其具有遠超傳統導熱硅脂的熱導率，傳熱效果顯著，已逐漸成為可替代導熱硅脂的新型導熱材料，但由于液態金屬的流動性大，長期使用過程中容易出現液態金屬泄露或滲入到散熱裝置或者電子元器件的材料內部而導致流淌失效的問題，這也是目前嚴重阻礙液態金屬在電子設備中得到廣泛應用的難題。目前，液態金屬的密封結構及其制備工藝主要有兩種：第一種密封結構（見圖1）是先將液態金屬60單獨加工成片，然后將液態金屬60放置在發熱元件20的表面，并在液態金屬60的四周涂覆導熱膏50，最后將散熱裝置30與導熱膏50粘結固定，從而將液態金屬60密封在導熱膏50、發熱元件20和散熱裝置30之間的空間內；第二種是對于智能手機這一類帶有屏蔽罩40的密封結構（見圖2），其制備工藝為先在屏蔽罩40的底壁401、側壁402以及發熱元件20的上表面與液態金屬60的接觸處分別手工涂覆密封膠，以形成密封液態金屬60的容置空間，然后通過等離子噴涂法、化學氣相沉積法等方式將液態金屬填充于容置空間內，最后將屏蔽罩40倒扣在發熱元件20上表面實現密封。然而，上述兩種密封結構及制備工藝存在的缺陷是：（1）采用手工涂覆導熱膏或者密封膠加工方式，涂覆的量、厚度以及均勻度存在較大誤差，不利于精密封裝，而且手工操作復雜、效率低下；（2）用于密封液態金屬的導熱膠或者導熱膏比較軟，而液態金屬質量和流動性較大，容易把周邊的導熱膠或者導熱膏擠變形而導致開膠泄露，上述密封結構仍然存在密封性能不夠好的問題；（3）整個制備工藝繁瑣，包括將液態金屬單獨加工成片、填充液態金屬、多次手工涂覆導熱膏或密封膠等多個步驟，從而導致整個流程耗時長、生產效率低下，難以得到大規模的產業化應用。

發明內容

針對現有技術存在上述技術問題，本發明的目的在于提供一種用于密封液態金屬的密封框及其在電子設備中的應用、用于密封液態金屬的一體化散熱結構以及采用該一體化散熱結構制成的電子元器件，其既具有良好的密封性能以解決液態金屬容易發生泄露的技術難題，又能夠提高加工精度、簡化制備步驟、實現批量化生產。

為實現上述目的，本發明提供以下技術方案：

提供用于密封液態金屬的密封框，包括與發熱元件的外形相匹配的框架本體，以及分別設置于所述框架本體的兩個表面的導熱膠層，所述框架本體開設有用于填充液態金屬的通孔；所述框架本體為耐腐蝕耐老化材料制成的框架本體；

使用時，所述框架本體通過所述導熱膠層分別粘接在發熱元件和散熱裝置之間，從而在所述密封框、發熱元件、散熱裝置之間形成密封液態金屬的容置空間。

優選的，所述導熱膠層為導熱雙面膠。

優選的，所述板材體為PET、PC或PVC材料制成的板材。

本發明提供上述用于密封液態金屬的密封框在電子設備中用于密封液態金屬和散熱方面的應用。

優選的，所述密封框在制備用于密封液態金屬的一體化散熱結構中的應用。

本發明還提供用于密封液態金屬的一體化散熱結構，所述一體化散熱結構包括液態金屬和上述用于密封液態金屬的密封框，所述液態金屬填充于所述通孔且通過壓鑄工藝與所述密封框一體成型，所述液態金屬通過壓鑄工藝成型為片狀液態金屬。

優選的，所述片狀液態金屬的形狀與所述通孔的形狀相一致。