本發(fā)明涉及一種散熱結(jié)構(gòu)，尤指一種兼具熱傳導(dǎo)及熱輻射功能的薄型散熱結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著電子裝置的高度發(fā)展，電子裝置內(nèi)部的電子元件的運(yùn)算效率要求越來(lái)越高，導(dǎo)致電子元件的溫度容易升高，進(jìn)而產(chǎn)生散熱的問(wèn)題。另外，也隨著電子裝置的設(shè)計(jì)趨勢(shì)朝向輕薄化的設(shè)計(jì)，易導(dǎo)致其極度壓縮的空間設(shè)計(jì)而造成散熱上的困難。

一般來(lái)說(shuō)，已知的作法乃通過(guò)在熱源附近設(shè)置風(fēng)扇、散熱鰭片等元件達(dá)成散熱的效果。然而，針對(duì)輕薄的電子產(chǎn)品，比如超薄的筆記型電腦、平板電腦，甚至是智能型手機(jī)則無(wú)法如此設(shè)置風(fēng)扇。因此，容易導(dǎo)致前述筆記型電腦、平板電腦及智能型手機(jī)因過(guò)熱而導(dǎo)致其系統(tǒng)不穩(wěn)定進(jìn)而死機(jī)。

此外，一般而言，散熱鰭片通常以面接觸的方式裝設(shè)在會(huì)產(chǎn)生高熱量的電子元件上，同時(shí)通過(guò)散熱鰭片的大體積特性將電子元件所產(chǎn)生的熱逸散到空氣環(huán)境中。然而，已知的散熱鰭片為了提高散熱效率，都采用增大其體積的方式來(lái)增進(jìn)其散熱效率。但是，一旦增加散熱鰭片的體積，就不適合應(yīng)用于輕薄化的電子裝置。再者，也會(huì)因?yàn)樯狯捚w積增加而導(dǎo)致成本上升。

因此，如何提供一種能夠提升散熱效率的薄型散熱結(jié)構(gòu)，以克服上述的散熱效率不佳的缺陷，已然成為該項(xiàng)事業(yè)所欲解決的重要課題之一。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于以上的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種薄型散熱結(jié)構(gòu)，可通過(guò)將薄型散熱結(jié)構(gòu)設(shè)置于待散熱物件上，先以熱傳導(dǎo)(heat conductive)的方式把待散熱物件所產(chǎn)生的熱依序通過(guò)熱擴(kuò)散輻射層、鋁基板及熱擴(kuò)散輻射層，而將熱從局部區(qū)域向周緣均勻散逸，再以熱輻射(heat radiation)或熱對(duì)流(thermal convection)的方式把熱通過(guò)薄型散熱結(jié)構(gòu)移除至外界環(huán)境中，達(dá)到大面積均勻散熱的效果。

為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明的其中一實(shí)施例提供一種薄型散熱結(jié)構(gòu)，其包括一鋁基材及一熱擴(kuò)散輻射層。所述鋁基材具有一第一表面、一與所述第一表面彼此相對(duì)應(yīng)設(shè)置的第二表面、一第三表面、一與所述第三表面彼此相對(duì)應(yīng)設(shè)置的第四表面、一第五表面及一與所述第五表面彼此相對(duì)應(yīng)設(shè)置的第六表面，其中所述第一表面與所述第二表面通過(guò)所述第三表面、所述第四表面、所述第五表面及所述第六表面而彼此相互連接。所述熱擴(kuò)散輻射層經(jīng)由涂布工藝涂布于所述第一表面、所述第二表面、所述第三表面、所述第四表面、所述第五表面及所述第六表面。其中，所述第一表面至所述第二表面之間具有一預(yù)定距離，所述預(yù)定距離介于0.3毫米至1.5毫米之間。其中，所述鋁基材與設(shè)置于所述第一表面及所述第二表面的所述熱擴(kuò)散輻射層的總厚度比為1:0.0033～0.1。

本發(fā)明的有益效果可以在于，本發(fā)明實(shí)施例所提供的薄型散熱結(jié)構(gòu)，可通過(guò)鋁基材的第一表面至第二表面之間的距離介于0.3毫米至1.5毫米之間的特征，同時(shí)通過(guò)鋁基材與熱擴(kuò)散輻射層之間的特殊厚度比值為1:0.0033～0.1，不僅縮減薄型散熱結(jié)構(gòu)的尺寸大小，同時(shí)也提升其散熱效率，藉此達(dá)到大幅提升散熱效率的效果。換言之，本發(fā)明實(shí)施例所提供的薄型散熱結(jié)構(gòu)，與已知通過(guò)大體積的鋁擠型而提升散熱效率完全不同。本 發(fā)明實(shí)施例所提供的薄型散熱結(jié)構(gòu)通過(guò)薄型化的鋁基材與熱擴(kuò)散輻射層配合使用，而能夠達(dá)到提升散熱效率的效果。

為使能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的特征及技術(shù)內(nèi)容，請(qǐng)參閱以下有關(guān)本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明與附圖，然而所附圖式僅提供參考與說(shuō)明用，并非用來(lái)對(duì)本發(fā)明加以限制。

附圖說(shuō)明

圖1A為本發(fā)明第一實(shí)施例鋁基材的立體示意圖。

圖1B為本發(fā)明第一實(shí)施例薄型散熱結(jié)構(gòu)的立體組合示意圖。

圖2為圖1B的A-A剖線(xiàn)的剖面示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例熱擴(kuò)散輻射層的其中一剖面示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例熱擴(kuò)散輻射層的另外一剖面示意圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例熱擴(kuò)散輻射層的再一剖面示意圖。

圖6A為本發(fā)明第二實(shí)施例鋁基材的立體示意圖。

圖6B為本發(fā)明第二實(shí)施例薄型散熱結(jié)構(gòu)的立體組合示意圖。

圖7為圖6B的B-B剖線(xiàn)的剖面示意圖。

【符號(hào)說(shuō)明】

薄型散熱結(jié)構(gòu) H,H’

鋁基材 1,1’

第一表面 11

第二表面 12

第三表面 13

第四表面 14

第五表面 15

第六表面 16

熱擴(kuò)散輻射層 2,2’

樹(shù)脂材料 21

碳復(fù)合材料 22

硅化合物系材料 23

輻射粒子 24

導(dǎo)熱粉體 25

不平整表面 26

本體部 H1

第一側(cè)端部 H2

第二側(cè)端部 H3

預(yù)定距離 D

容置空間 S

氣體流通道 F

具體實(shí)施方式

以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明所披露“薄型散熱結(jié)構(gòu)”的實(shí)施方式，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所披露的內(nèi)容輕易了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與效果。本發(fā)明亦可通過(guò)其他不同的具體實(shí)施例加以施行或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀(guān)點(diǎn)與應(yīng)用，在不悖離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。本發(fā)明的圖式僅為簡(jiǎn)單說(shuō)明，并非依實(shí)際尺寸描繪，亦即未反應(yīng)出相關(guān)構(gòu)成的實(shí)際尺寸，先予敘明。以下的實(shí)施方式進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容，但并非用以限制本發(fā)明的技術(shù)范疇。

〔第一實(shí)施例〕

首先，請(qǐng)參閱圖1A及圖1B所示，圖1A為本發(fā)明第一實(shí)施例鋁基材的立體示意圖，圖1B為本發(fā)明第一實(shí)施例薄型散熱結(jié)構(gòu)的立體組合示意圖。本發(fā)明第一實(shí)施例提供一種薄型散熱結(jié)構(gòu)H，其包括一鋁基材1及一熱擴(kuò)散輻射層2。值得說(shuō)明的是，以本發(fā)明實(shí)施例而言，熱擴(kuò)散輻射層2完全包覆鋁基材1。具體來(lái)說(shuō)，鋁基材1具有一第一表面11、一與第一表面11彼此相對(duì)應(yīng)設(shè)置的第二表面12、一第三表面13、一與第三表面13彼此相對(duì)應(yīng)設(shè)置的第四表面14、一第五表面15及一與第五表面15彼此相對(duì)應(yīng)設(shè)置的第六表面16。換言之，以本發(fā)明實(shí)施例而言，鋁基材1可以為一薄型片體，藉此能夠設(shè)置于輕薄化設(shè)計(jì)的電子裝置(圖未繪示)上。

承上述，以本發(fā)明實(shí)施例而言，第一表面11及第二表面12的表面積，都大于第三表面13、第四表面14、第五表面15及第六表面16。換言之，第一表面11及第二表面12為薄型散熱結(jié)構(gòu)H的主要散熱面。藉此，第一 表面11及第二表面12兩者之間可通過(guò)第三表面13、第四表面14、第五表面15、及第六表面16而彼此相互連接。另外，須說(shuō)明的是，第一表面11及第二表面12之間彼此平行，第三表面13及第四表面14之間彼此平行，第五表面15及第六表面16之間彼此平行。第一表面11、第三表面13及第五表面15三者之間彼此相互垂直。藉此，本發(fā)明實(shí)施例所提供的鋁基材1為一薄型六面體。

接著，鋁基材1的第一表面11及第二表面12之間具有一預(yù)定距離D，預(yù)定距離D可介于0.3毫米(millimeter,mm)至1.5毫米之間。較佳地，預(yù)定距離D可介于0.5毫米至1.5毫米之間，優(yōu)選地，預(yù)定距離D可介于0.8毫米至1毫米之間。另外，鋁基材1的純鋁含量可介于90.0％至99.9％之間。

承上述，值得注意的是，本發(fā)明實(shí)施例所提供的薄型散熱結(jié)構(gòu)H，熱擴(kuò)散輻射層2乃是通過(guò)涂布的方式設(shè)置于鋁基材1上。此種設(shè)置方式，與已知通過(guò)陽(yáng)極處理的方式將散熱物質(zhì)設(shè)置于鋁基材1上不同。具體來(lái)說(shuō)，熱擴(kuò)散輻射層2經(jīng)由涂布工藝而涂布于第一表面11、第二表面12、第三表面13、第四表面14、第五表面15及第六表面16上。熱擴(kuò)散輻射層2經(jīng)由涂布工藝而涂布于鋁基材1上之后，可再通過(guò)一烘烤干燥工藝或是紫外線(xiàn)(Ultraviolet)照射干燥工藝將其硬化。藉此，鋁基材1可以完全設(shè)置于熱擴(kuò)散輻射層2所形成的容置空間S中。另外，須說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例所提供的薄型散熱結(jié)構(gòu)H中的鋁基材1與設(shè)置于第一表面11及第二表面12上的熱擴(kuò)散輻射層2的厚度總和比例為1:0.0033～0.1，優(yōu)選地，薄型散熱結(jié)構(gòu)H中的鋁基材1與設(shè)置于第一表面11及第二表面12上的熱擴(kuò)散輻射層2的厚度總和比例還可為1:0.0033～0.06。通過(guò)該比例，能夠大幅提升薄型散熱結(jié)構(gòu)H的散熱效率。另外，須說(shuō)明的是，熱擴(kuò)散輻射層2的厚度并非與散熱效率成正比，若是熱擴(kuò)散輻射層2的厚度過(guò)厚，將會(huì)導(dǎo)致散熱效率不彰。優(yōu)選地，設(shè)置于第一表面11及第二表面12上的熱擴(kuò)散輻射層2的厚度總和介于5微米(micrometer,μm)至30微米之間。更好 地來(lái)說(shuō)，設(shè)置于第一表面11及第二表面12上的熱擴(kuò)散輻射層2的厚度總和介于10微米至25微米之間。藉此，通過(guò)0.3毫米至1.5毫米厚度的鋁基材1與5微米至30微米厚度的熱擴(kuò)散輻射層2所形成的比值，可增進(jìn)散熱效率。

接著，請(qǐng)參閱圖2至圖4所示，圖2為圖1B的A-A剖線(xiàn)的剖面示意圖，圖3為本發(fā)明實(shí)施例熱擴(kuò)散輻射層的其中一剖面示意圖，圖4為本發(fā)明實(shí)施例熱擴(kuò)散輻射層的另外一剖面示意圖。熱擴(kuò)散輻射層2包括一樹(shù)脂材料21、一碳復(fù)合材料22、一硅化合物系材料23及多個(gè)輻射粒子24。舉例來(lái)說(shuō)，上述樹(shù)脂材料21可為環(huán)氧樹(shù)脂、丙烯酸系樹(shù)脂、胺基甲酸酯系樹(shù)脂、硅橡膠系樹(shù)脂、聚對(duì)環(huán)二甲苯系樹(shù)脂、雙馬來(lái)酰亞胺系樹(shù)脂及聚酰亞胺樹(shù)脂，然本發(fā)明不以此為限。另外，前述碳復(fù)合材料可為(但不限于)鉆石、人造石墨、石墨烯、納米碳管、碳黑、碳纖維之中的一種或兩種以上的組合，其形狀包含顆粒狀、薄片狀及/或啞鈴狀，然本發(fā)明不以此為限。前述硅化合物系材料23可以為碳化硅、硅化硼或是其組合。另外，值得說(shuō)明的是，前述輻射粒子24可以為為硅化合物系材料23中的其中一種，且輻射粒子24的平均外徑大小可介于5納米(nanometer,nm)至20微米之間。優(yōu)選地，輻射粒子24的平均外徑大小可介于5納米至5微米之間。

進(jìn)一步來(lái)說(shuō)，熱擴(kuò)散輻射層2還可以進(jìn)一步包括一導(dǎo)熱粉體25，上述導(dǎo)熱粉體25包含金屬、氧化物或氮化物等粉粒之中的一種或兩種以上的組合，且上述金屬可為但不限于金、銀、銅、鎳及/或鋁，上述氧化物可為但不限于氧化鋁及/或氧化鋅，上述氮化物可為但不限于氮化硼及/或氮化鋁顆粒。

接著，請(qǐng)參閱圖5所示，圖5為本發(fā)明實(shí)施例熱擴(kuò)散輻射層的再一剖面示意圖。優(yōu)選地，當(dāng)熱擴(kuò)散輻射層2設(shè)置于鋁基材1的第一表面11、第二表面12、第三表面13、第四表面14、第五表面15及第六表面16上時(shí)，熱擴(kuò)散輻射層2上可具有一不平整表面26，藉此，通過(guò)此不平整表面26，以大幅增加熱擴(kuò)散輻射層2與外界環(huán)境接觸的表面積，從而大幅提高散熱效率。

優(yōu)選地，熱擴(kuò)散輻射層2包含以下組成份：40至60重量％的樹(shù)脂材料21，10至20重量％的碳復(fù)合材料22，10至20重量％的硅化合物系材料23，1至10重量％的輻射粒子24。另外，在某些情況中，可進(jìn)一步添加不超過(guò)10重量％導(dǎo)熱粉體25。

接著，請(qǐng)參閱表1所示，表1為本發(fā)明實(shí)施例與已知鋁擠型的實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)圖。本實(shí)驗(yàn)在環(huán)境室溫25℃的情況下，以熱電偶(Thermocouple)進(jìn)行溫度測(cè)量與攝像。具體而言，本實(shí)驗(yàn)將已知鋁擠型與薄型散熱結(jié)構(gòu)H分別貼附在熱阻器上并置入半密閉空間中，同時(shí)以功率供應(yīng)器提供5瓦(W)的熱源，經(jīng)持續(xù)測(cè)試60分鐘后，使其達(dá)到熱平衡，并記錄已知鋁擠型與薄型散熱結(jié)構(gòu)H兩者之間的溫差。已知鋁擠型的尺寸大小為：長(zhǎng)度及寬度分別為60毫米及50毫米，高度為20毫米，本發(fā)明所提供的薄型散熱結(jié)構(gòu)H其尺寸為厚度為1毫米，長(zhǎng)度及寬度分別為60毫米及50毫米的結(jié)構(gòu)。換言之，已知鋁擠型與熱阻器的接觸面積等于薄型散熱結(jié)構(gòu)H與熱阻器的接觸面積。

表1

藉此，經(jīng)由表1的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，在相同的環(huán)境條件下，本發(fā)明實(shí)施例所提供的薄型散熱結(jié)構(gòu)H相較于大體積的已知鋁擠型的散熱效率明顯較佳，在達(dá)到熱平衡的情況下，薄型散熱結(jié)構(gòu)H的溫度比已知鋁擠型的溫度低了約10.3℃。

〔第二實(shí)施例〕

首先，請(qǐng)參閱圖6A及圖6B所示，圖6A為本發(fā)明第二實(shí)施例鋁基材的立體示意圖，圖6B為本發(fā)明第二實(shí)施例薄型散熱結(jié)構(gòu)的立體組合示意圖。由圖6A與圖1A的比較可知，第二實(shí)施例與第一實(shí)施例最大的差別在于：第二實(shí)施例所提供的薄型散熱結(jié)構(gòu)H’，可進(jìn)一步包括一第一側(cè)端部H2及一第二側(cè)端部H3。值得說(shuō)明的是，當(dāng)本發(fā)明第二實(shí)施例所提供的薄型散熱結(jié)構(gòu)H’應(yīng)用于一開(kāi)放式或半開(kāi)放式(周?chē)锌梢耘c外界空氣接觸的開(kāi)孔或散熱通道)的散熱環(huán)境(例如：屏幕或路由器)時(shí)，可通過(guò)進(jìn)一步提供的第一側(cè)端部H2及第二側(cè)端部H3而增加散熱的效率。換言之，可直接將第一實(shí)施例所提供的薄型散熱結(jié)構(gòu)H的兩側(cè)彎折，而形成第二實(shí)施例所提供的薄型散熱結(jié)構(gòu)H’。

具體而言，本發(fā)明第二實(shí)施例所提供的薄型散熱結(jié)構(gòu)H’可具有一本體部H1及分別由本體部H1的兩側(cè)向上延伸的一第一側(cè)端部H2及一第二側(cè)端部H3，第一側(cè)端部H2及第二側(cè)端部H3之間可形成一氣體流通道F。

藉此，由于第一側(cè)端部H2及第二側(cè)端部H3與本體部H1之間可呈一預(yù)定角度的設(shè)置，使得待散熱物件熱能夠先以熱傳導(dǎo)(heat conductive)的方式，把待散熱物件所產(chǎn)生的熱依序通過(guò)本體部H1，再將熱傳導(dǎo)到第一側(cè)端部H2及一第二側(cè)端部H3而從局部區(qū)域向周緣均勻散逸，再以熱輻射(heat radiation)的方式把熱移除至外界環(huán)境中，達(dá)到大面積均勻散熱的效果。藉此，通過(guò)第一側(cè)端部H2及一第二側(cè)端部H3之間所形成的氣體流通道F而能夠持續(xù)且穩(wěn)定的將熱移除。另外，須說(shuō)明的是，舉例來(lái)說(shuō)，預(yù)定角度可以為45～90度之間，然本發(fā)明不以此為限。

接著，請(qǐng)一并參閱圖7所示，圖7為圖6B的B-B剖線(xiàn)的剖面示意圖。薄型散熱結(jié)構(gòu)H’同樣可包括一鋁基材1’及一熱擴(kuò)散輻射層2’。優(yōu)選地，鋁基材1’的厚度可介于0.3毫米(millimeter,mm)至1.5毫米之間。優(yōu)選地，鋁基材1’的厚度可介于0.8毫米至1毫米之間。另外，須說(shuō)明的是，本發(fā)明實(shí)施例所提供的薄型散熱結(jié)構(gòu)H’中的鋁基材1’與設(shè)置于鋁基材1’的兩個(gè)相反面上的熱擴(kuò)散輻射層2’的厚度總和比例為1:0.0033～0.1，優(yōu)選地，薄型散熱結(jié)構(gòu)H中的鋁基材1’與設(shè)置于鋁基材1’的兩個(gè)相反面上的熱擴(kuò)散輻射層2’的厚度總和比例還可為1:0.0033～0.06。另外，須說(shuō)明的是，第二實(shí)施例所提供的鋁基材1’及熱擴(kuò)散輻射層2’其尺寸及材料與前述第一實(shí)施例相仿，僅形狀上的改變，在此容不再贅述。

〔實(shí)施例的可行效果〕

綜上所述，本發(fā)明的有益效果可以在于，本發(fā)明實(shí)施例所提供的薄型散熱結(jié)構(gòu)H,H’可通過(guò)鋁基材1的第一表面11至第二表面12之間的距離介于0.3毫米至1.5毫米之間的特征，同時(shí)通過(guò)鋁基材1與熱擴(kuò)散輻射層2之間的特殊厚度比值1:0.0033～0.1，不僅縮減薄型散熱結(jié)構(gòu)H,H’的尺寸 大小，同時(shí)也提升其散熱效率，藉此達(dá)到大幅提升散熱效率的效果。換言之，本發(fā)明實(shí)施例所提供的薄型散熱結(jié)構(gòu)H,H’，與已知通過(guò)大體積的鋁擠型而提升散熱效率完全不同，本發(fā)明實(shí)施例所提供的薄型散熱結(jié)構(gòu)H,H’通過(guò)薄型化的鋁基材1與熱擴(kuò)散輻射層2配合使用，而能夠達(dá)到提升散熱效率的效果。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選可行實(shí)施例，非因此局限本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，故舉凡運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及圖式內(nèi)容所做的等效技術(shù)變化，皆包含于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。