本发明涉及散热器， 特别是涉及表面覆有石墨膜的散热器。 背景技术

众所周知， 散热器的作用是将电路和电子元件在工作过程 中产生的热量 驱散到空气中。 在现有技术中， 电路和电子元件作为发热器件如图 1 所示进 行散热。 损耗功率的传输首先是由发热器件 101 传出， 经导热界面材料 102 到达散热体 103。 在散热体 103 内部热量的分散是经热传导完成的， 而从散 热体 103 向空气的热量传递则需借助辐射和对流来完成 。 但是由于发热器件 101 与散热体 103 的接触面积有限， 热量在散热体 103 内部受散热器本体材 料的导热率限制， 热传导速度较慢。 因此， 在导热路径上形成热积累和较高 温度梯度分布， 导致发热器件温度偏高， 散热体 103的散热效率发挥有限。

随着器件的不断变小， 功率密度的不断增加， 导致损耗功率上升， 因此 良好的散热是必不可少的。 因此， 要求设计出效率更高的散热器， 在这种散 热器的表面上能够迅速地进行热传播， 并在散热器内达成热平衡。 从而， 降 低或消除热传导路径上温度梯度， 使发热器件的温度变低， 消除设备内部的 温度不平衡热点区域， 提高器件和设备的整体可靠性和长时间工作能 力。

石墨膜是一种全新的导热散热材料， 具有独特的晶粒取向， 沿两个方向 均匀导热， 片层状结构可很好地适应任何表面。 在本申请人未公开的专利 EP12158250.6 中， 提出一种制造石墨薄膜的方法， 该方法选用高分子膜作为 原料膜， 将多张原料膜层叠在一起填充在装料容器中， 使原料膜在竖直状态 下进行热处理， 获得石墨膜。 发明内容

有鉴于此， 本发明的目的在于提出一种散热器， 用以消除现有散热器散 热能力较低、 散热速度慢的弊端。

基于上述目的， 本发明提供一种散热器， 所述散热器包括散热体以及覆 盖在散热体表面的石墨膜。

可选地， 所述石墨膜覆盖在所述散热体表面的通过导热 界面材料与发热 器件相接触的部位上。

较佳地， 所述石墨膜覆盖在所述散热体的通过导热界面 材料与发热器件 相接触的整个表面上。

可选地， 所述散热体的表面全部覆盖有所述石墨膜。

可选地， 所述石墨膜通过导热粘接剂覆盖于所述散热体 的表面。

较佳地， 所述导热粘接剂为选自导热环氧树脂粘接剂、 丙烯酸系树脂导 热环氧树脂粘接剂和硅系导热粘接剂中的任意 一种。

优选地， 所述导热环氧树脂粘接剂为选自室温硫化导热 环氧树脂粘接剂 和高温硫化导热环氧树脂粘接剂中的任意一种 。

可选地， 所述导热粘接剂的厚度约为 0.05~lmm。

较佳地， 所述导热粘接剂的厚度约为 0.1~0.5mm。

可选地， 所述导热粘接剂的导热率为不小于 0.5 W/mK。

较佳地， 所述导热粘接剂的导热率为不小于 lW/mK。

可选地， 所述散热体是选自用于计算机芯片的带风扇鳍 状散热体、 不带 风扇鳍状散热体、 用于功率电子设备的金属压铸散热腔或箱体、 用于移动电 子设备中可充当散热器的金属结构件、 非金属结构件中的任意一种。

可选地， 所述石墨膜为将高分子膜经热处理后得到的人 工石墨膜。

较佳地， 所述高分子膜选自聚噁二唑、 聚酰亚胺、 聚对亚苯基亚乙烯、 聚苯并咪唑、 聚苯并噁唑、 聚苯并双噁唑、 聚噻唑、 聚苯并噻唑、 聚苯并双 噻唑和聚酰胺的膜中的至少一种。

从上面所述可以看出， 本发明提供的散热器， 利用石墨膜的高导热性

(平面导热率约 1500W/mK)， 热量能迅速沿着石墨膜进行面传递， 从而减少 了散热体内部的热传导路径， 提高了散热体的散热速度， 还能缩短导热界面 材料或者发热器件向散热体传热所需的时间。 本发明提供的散热器具有较高 的导热速度， 以及优越的散热性， 可以迅速在表面进行热传播， 并在散热器 内达成热平衡。 从而降低或消除热传导路径上温度梯度， 使发热器件的温度 变低， 消除设备内部的温度不平衡热点区域， 提高器件和设备的整体可靠性 和长时间工作能力。 因此， 本发明具有较高的导热速度以及优越的散热性 ， 具有可批量应用的实用价值。 附图说明

图 1为现有散热器的示意图；

图 2为本发明实施例 1的散热器的结构示意图;

图 3为本发明实施例 2的散热器的结构示意图;

图 4为本发明实施例 3的散热器的结构示意图;

图 5为本发明实施例 6的散热器的结构示意图。 具体实施方式

为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚明白， 以下结合具体实施 例， 并参照附图， 对本发明进一步详细说明。

本发明提供一种散热器， 所述散热器包括散热体以及覆盖在散热体表面 的石墨膜。 实施例 1

参考图 2， 其为本发明实施例 1 的散热器的结构示意图。 作为本发明的 一个实施例， 将石墨膜 204覆盖于散热体 103的表面， 为使发热器件 101上 的热量通过导热界面材料 102快速传至散热体 103， 石墨膜 204的覆盖范围 为散热体 103表面的通过导热界面材料 102与发热器件 101的接触部位处。

因此， 当石墨膜 204的任何一个部分接收到导热界面材料 102传来的热 量后， 热量迅速在石墨膜 204上进行横向传导， 然后整张石墨膜 204同时向 散热体 103传递热量， 提高了发热器件 101通过导热界面材料 102向散热体 103传输热量的速度。

需要注意的是， 所述石墨膜 204可以直接夹在导热界面材料 102和散热 器件 103之间。 如此， 当导热界面材料 102与散热器件 103压合时， 石墨膜 204就会覆盖于散热体 103的表面。

较佳地， 导热界面材料 102 与石墨膜 204 尽可能地紧密接触， 散热体 103与石墨膜 204也尽可能地紧密接触， 以提高导热界面材料 102 向散热体 103传输热量的速度。 实施例 2

参考图 3， 其为本发明实施例 2 的散热器的结构示意图。 本实施例为本 发明的优选实施例， 将石墨膜 304覆盖于散热体 103 的表面， 为进一步提高 散热体 103的传热速度， 石墨膜 304的覆盖范围为散热体 103的通过导热界 面材料 102与发热器件 101相接触的整个表面。

所以， 当石墨膜 304的任何一个部分接收到导热界面材料 102传来的热 量后， 热量迅速在石墨膜 304上进行横向传导， 然后整张石墨膜 304同时向 散热体 103进行纵向传热， 使得散热体 103 内部也进行纵向传热， 减短了传 热路径。

优选地， 导热界面材料 102 与石墨膜 304 尽可能地紧密接触， 散热体 103与石墨膜 304也尽可能地紧密接触， 以提高导热界面材料 102 向散热体 103传输热量的速度。

本实例不但提高了导热界面材料 102 向散热体 103传输热量的速度， 还 提高了散热体 103内部的传热速度。 实施例 3

石墨膜的覆盖范围并不仅限于上述实施例， 为进一步提高散热器的传热 速度， 还可以在其更多的表面覆盖石墨膜。

参考图 4， 其为本发明实施例 3 的散热器的结构示意图， 可以在散热体 103的整个表面上都覆盖石墨膜 404。 在本实施例中， 当石墨膜 404的任何一 个部分接收到导热界面材料 102传来的热量后， 热量迅速在石墨膜 404上传 递。 由于散热体 103 的整个表面都覆有石墨膜 404， 所以热量迅速传至散热 体 103的表面， 无需进行散热体 103内部的热传导， 散热体 103便可向外界 进行交流热传递。

当然， 导热界面材料 102与石墨膜 404尽可能地紧密接触， 散热体 103 与石墨膜 404也尽可能地紧密接触， 以提高导热界面材料 102 向散热体 103 传输热量的速度。 实施例 4

但是在实施例 2和 3中， 未与导热界面材料 102紧密接触的石墨膜却无 法与散热体 103 保持紧密接触， 真正起到传热作用的仅仅是与导热界面材料 102紧密接触的石墨膜， 这会降低石墨膜的利用率。

因此， 为了进一步提高散热器的传热速度， 充分发挥散热体 103 表面石 墨膜的利用率， 在本实施例中， 石墨膜通过导热粘接剂覆盖于所述散热体 103的表面。

选用片状高温硫化导热环氧树脂粘接剂 （HTV, 即导热环氧树脂预固化 片） 作为本实施例的导热粘接剂： 首先在片状 HTV的一侧叠放石墨膜， 然后 进行充分压合， 使石墨膜固定于片状 HTV上； 再将 HTV的另一侧放置于散 热体 103的表面， 然后进行压合， 使片状 HTV固定于散热体 103的表面， 得 到表面覆盖有石墨膜的散热体； 最后， 将面覆盖有石墨膜的散热体进行热固 化， 热固化温度为约 60~70°C， 热固化时间为约 10 分钟， 得到石墨膜与散 热体 103表面紧密接触的散热器。

较佳地， 所述片状 HTV的面积不小于石墨膜的面积。 所述片状 HTV的 厚度约为 0.1mm, 导热率约为 lW/mK。 实施例 5

作为本发明的另一个实施例， 本实施例选用液态高温硫化导热环氧树脂 粘接剂 （HTV) 作为导热粘接剂。

选用液态高温硫化粘结剂 （HTV) 作为本实施例的导热粘接剂： 首先， 采用刮涂的方法将液态 HTV均匀地涂覆于散热体 103的表面， 然后将石墨膜 固定于液态 HTV上， 得到表面覆盖有石墨膜的散热体； 最后， 将表面覆盖有 石墨膜的散热体进行热固化， 热固化温度为约 60~70°C， 热固化时间为约 lOmin, 得到石墨膜与散热体 103表面紧密接触的散热器。

较佳地， 所述液态 HTV的涂覆厚度约为 0.1mm, 导热率约为 lW/mK。 除此之外， 也可以采用喷涂的方式将液态 HTV均匀地喷涂于散热体 103 需要指出的是， 所述导热粘接剂并不限于高温硫化粘结剂 （HTV), 也可 以采用其他导热粘接剂使石墨膜覆盖于散热体 的表面。

可选地， 所述导热粘接剂为选自导热环氧树脂粘接剂、 丙烯酸系树脂导 热环氧树脂粘接剂和硅系导热粘接剂中的任意 一种。

优选地， 所述导热环氧树脂粘接剂为选自室温硫化导热 环氧树脂粘接剂 和高温硫化导热环氧树脂粘接剂中的任意一种 。 实施例 6

本实施例采用与实施例 2 相同的应用方式， 不同之处在于， 不使用导热 界面材料 102， 图 5为其示意图， 发热器件 101直接与石墨膜 504接触。 发热器件 101直接向散热体 103快速传热， 从而消除了导热界面材料的 热阻， 提高热效率， 从而节约了生产成本。 较佳地， 石墨膜 504通过导热粘 接剂覆盖于所述散热体 103的表面。

当然， 也可在实施例 1和 3中不使用导热界面材料 102， 将发热器件 101 直接与石墨膜接触。

需要指出的是， 除以上所述实施例外， 也可以在除散热体与导热界面材 料或者发热器件的接触部位之外的任何一处或 者多处覆盖石墨膜， 使得该处 的热传递速度提高， 从而提高散热体的散热速度。

优选地， 至少将石墨膜覆盖在散热体与导热界面材料或 者发热器件的接 触部位。 如此， 不但能提高散热器的散热速度， 还能缩短导热界面材料或者 发热器件向散热器传热所需的时间。

上述实施例所使用的散热体， 其本体材料可以包括金属、 金属合金和非 金属材料中的至少一种。 较佳地， 所述金属材料可以包括铝和铜中的至少一 种； 所述金属合金材料可以包括铝合金和铜合金中 的至少一种； 所述非金属 材料可以包括有机玻璃和结构塑料中的至少一 种。

所述散热体的形状并不唯一， 可以是选自用于计算机芯片的带风扇鳍状 散热体、 不带风扇鳍状散热体、 用于功率电子设备的金属压铸散热腔或箱 体、 以及用于移动电子设备中可充当散热器的金属 结构件和 /或非金属结构件 中的任意一种。

可选地， 所述石墨膜为将高分子膜经热处理后得到的人 工石墨膜。

较佳地， 所述高分子膜选自聚噁二唑、 聚酰亚胺、 聚对亚苯基亚乙烯、 聚苯并咪唑、 聚苯并噁唑、 聚苯并双噁唑、 聚噻唑、 聚苯并噻唑、 聚苯并双 噻唑和聚酰胺的膜中的至少一种。

如上所述， 本发明提供的散热器， 利用石墨膜的高导热性， 热量能迅速 沿着石墨膜进行面传递， 从而减少了散热体内部的热传导路径， 提高了散热 体的散热速度， 还能缩短导热界面材料或者发热器件向散热体 传热所需的时 间。

因此， 本发明提供的散热器具有较高的导热速度， 以及优越的散热性。 这种新型的散热器可以迅速在表面进行热传播 ， 并在散热器内达成热平衡， 从而， 降低或消除热传导路径上温度梯度， 使发热器件的温度变低， 消除设 备内部的温度不平衡热点区域， 提高器件和设备的整体可靠性和长时间工作