[發明專利]一種散熱結構

在審

• 申請號: 201910656449.6
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110323193A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 董翊
• 申請（專利權）人: 南京伯克利新材料科技有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/40;H01L23/473
• 代理公司: 深圳市智勝聯合知識產權代理有限公司 44368
• 代理人: 齊文劍

本發明提供了一種散熱結構，包括基板和散熱器，所述基板背面設有預設排布方式的楔形溝槽和楔形凸起，所述散熱器表面設有與所述基板背面適配的楔形溝槽和楔形凸起，所述預設排布方式的楔形溝槽和楔形凸起橫截面呈鋸齒狀。通過將基板與散熱器接觸的表面設置為鋸齒形，增大了接觸面積和接觸面上的壓力，使得散熱器與基板間的接觸熱阻減小，提高散熱效率。

技術領域

本發明涉及光電元器件的散熱技術領域，特別是涉及一種散熱結構。

背景技術

現有的光電元器件存在著散熱效果不佳的問題，現有的散熱途徑有三種，包括增加基板與散熱器的有效接觸面積、增加基板與散熱器之間導熱介質的導熱系數和減少導熱介質的厚度。

通過基板與散熱器直接接觸，理論上這是最理想的導熱方法，不需要中間介質，但實際上其散熱效果卻是最差的，因為基板背面和散熱器表面雖然肉眼觀察下都非常光滑平整，但微觀尺度下卻非常粗糙，上面有著許許多多微小尺度的“山峰”和“山谷”，真正實現接觸的面積非常小，絕大部分區域是被空氣隔開的。由于空氣的導熱系數僅為0.023瓦/米·度，不及銅鋁的萬分之一，使得基板與散熱器之間的接觸熱阻很大。為減小熱阻，采取的措施就是加大壓力，把那些微小尺度的“山峰”和“山谷”壓平一些，增大有效接觸面積，但電子元件和LED等不能承受直接的壓力，只能在基板的四角或邊緣施壓，這對中間的作用很小，使得壓力施加不均勻，導致散熱效果不均勻。

其次，在基板和散熱器之間填充導熱材料，常用的是導熱硅脂、導熱膏、導熱膠帶等柔軟的填充材料，填充因固體表面的粗糙度而產生的間隙。雖然這類填充材料的導熱系數只有1～5瓦/米·度，遠遠低于銅和鋁，但大大增加了基板與散熱器的有效接觸面積，使用這類材料時必須盡量用力壓薄減少厚度，同時這種方法徹底隔絕了基板與散熱器的直接接觸，容易產生氣泡和空洞，不利于導熱。甚至基板與散熱器的溫差會導致基板在高溫時微微隆起產生面積較大的間隙。

另外，直接用錫膏將基板焊在散熱器上，有效接觸面積大又不會隆起，焊錫的導熱系數為67瓦/米·度，雖不及銅和鋁，但比導熱膏和導熱硅脂高出不少，但缺點是不能方便地更換，如需更換必須把整個散熱器拆下來拿到加熱臺上去熔化焊錫，所有元件都受到影響，二是焊錫膏焊有大量揮發性物質和松香，焊接時都會產生氣泡和空洞，若空洞較大就會影響局部散熱。

因此，現有的散熱結構一直困擾著大功率電子、電氣元件和大功率LED的散熱問題。

發明內容

鑒于上述問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種散熱結構。

為了解決上述問題，本發明公開了一種散熱結構，包括基板和散熱器，所述基板背面設有預設排布方式的楔形溝槽和楔形凸起，所述散熱器表面設有與所述基板背面適配的楔形溝槽和楔形凸起，所述預設排布方式的楔形溝槽和楔形凸起的橫截面呈鋸齒狀。

進一步地，所述楔形凸起的尖端削平0.05-1mm。

進一步地，所述楔形凸起設置為頂角為5°-170°的齒形結構。

進一步地，相鄰所述楔形溝槽的間距為1-100mm。

進一步地，還包括固定連接元件，所述基板與所述散熱器通過所述固定連接元件固定連接。

進一步地，所述固定連接元件包括螺絲，所述基板與所述散熱器通過若干所述螺絲固定連接。

進一步地，所述散熱器包括風冷散熱器、水冷散熱器和自然對流散熱器。

進一步地，所述基板由銅質、鋁制或陶瓷材料制成。

進一步地，所述散熱器由鋁制或銅制材料制成。

進一步地，還包括大功率光電元器件，所述大功率光電元器件固定鋪設于所述基板背離所述散熱器的一面。