整体的散热装置制造方法及图纸

一种用于含有发热部件的装置的热学结构（１０），其定位于发热部件（１００）和装置（３０）的外表面之间。该热学结构有助于来自发热部件的热量散发，同时使得外表面免受发热部件产生的热量的影响。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及这样一种热学结构，其能降低含有发热部件例如电子器件部件的装置的外表面的热点部位，从而缓解对于该装置的使用者的热效应，并散发由该部件所产生的热量。
技术介绍
随着越来越多的精密复杂的电子器件的发展，包括那些能提高处理速度和更高的频率，具有较小尺寸和更复杂的动力装备，以及体现其它技术改进，例如电子和电学部件中的微处理器和集成电路，象便携式电脑、手机、掌上电脑(PDAs)、数码相机等；高容量及相应记忆部件，例如硬盘；电磁源，例如数字放映机中的电灯泡；以及诸如高能光学器件的其它器件，都能产生相对极高的温度。事实上，安装于机动车仪表板上的电子器件也能产生高温。目前，随着此类器件中产热的增加，热点部位即高温区域的聚集部位已成为一个难题。例如，对于较小且更紧凑的电子器件需求的增加，如便携式电脑、手机、PDAs、数码相机和放映机等，意味着热源(如硬盘、中央处理器(CPU)、图形芯片、逆变换流器/换流器、内存条、光源等)与该器件(即使是机动车的仪表板)的外表面接近。这样，器件的外表面可能被加热，这对于使用者而言是不舒适的，或者甚至是有危险的。例如，在一些便携式电脑中，能产生大量热量的硬盘被安装于电脑的一个称作“掌托”之下，即该区域在键盘和使用者之间，打字时其通常支撑使用者的手掌。在薄型便携式电脑中，硬盘产生的热量能通过便携式电脑外壳传导致使用者的手掌而引起不适甚至疼痛。事实上，在某些便携式电脑中测得掌托温度高于40℃。同样，产热部件能使便携式电脑底部变热，当便携式电脑置于使用者的大腿上时使使用者产生不适甚至疼痛。这已成为便携式电脑以及不断致力于缩小器件使之更轻便的其它便携器件制造者的重要问题。一个潜在的解决方案是隔绝热源；但由于这么做使热源产生的热量集中于该热源，潜在地损伤该热源，因此这不是个令人满意的解决方案。电子装置的性能可靠性和预期寿命与装置部件温度反相关。例如，诸如典型的硅半导体的器件其工作温度降低能引起该器件处理速度、可靠性和预期寿命的提高。因此，将产生的热量集中于热源上是达不到预期目标的。通常公知石墨是一种类的重量相对轻且适用于从诸如电子部件热源散热的材料，而且尤其是如下文所述的基于天然石墨和柔性石墨的石墨。这些材料是各向异性的，并可使散热器件设计成在选定方向上优先传热。该石墨材料的较轻重量使其有优于铜或铝的许多优点。石墨是由碳原子的六边形排列或网状结构的层面构成的。这些碳原子的六边形层面十分平坦且是定向和整齐的，使得相互间高度平行和等距。该高度平坦、平行等距的碳原子片或层，通常指石墨层或基面，连接或结合在一起，其聚集体形成微晶。高度有序的石墨由相当大尺寸的微晶组成该微晶相互之间高度地对齐或定向并具有有序的碳层。换句话说，高度有序的石墨具有高程度的首选微晶定向性。值得注意的是石墨具有各向异性结构，因而显示出或具有许多高度方向性，如导热性和导电性及流体扩散。简而言之，石墨可以碳的叠层结构为特征，即结构是由通过弱的范德华力结合在一起的碳原子叠层或薄片组成。考虑石墨结构通常注意两个轴或方向，即“c”轴或方向和“a”轴或方向。简单而言，该“c”轴或方向可认为是垂直于碳层的方向。“a”轴或方向可认为是平行于碳层的方向或垂直于“c”轴的方向。适于制造柔性石墨片材的石墨具有很高水平方向性。如上所述，维持碳原子平行层聚集的结合力仅是弱的范德华力。可以处理天然石墨使其叠置碳层或薄片间的间隙略微打开，从而在垂直于碳层的方向上，即在“c”方向上提供显著的膨胀，由此形成膨胀或扩大的石墨结构，其中充分保留了碳层的片状特性。无需在膨化石墨的粘着或结合层之中使用粘合剂就能够形成极大膨胀的片状石墨，更特别地，膨胀的最终厚度或“c”方向尺寸是原“c”方向尺寸的约80倍或更多，例如，网状、纸状、条状、带状、叶片状、小垫状等(典型地称为“柔性石墨”)。可以确信的是，由于获自大量膨胀的石墨颗粒间的机械联锁或结合，无需使用任何粘结物质，通过压缩可使得膨胀的最终厚度或“c”方向尺寸是原“c”方向尺寸的约80倍或更多的石墨颗粒形成结合的柔性片材是可能的。除了弹性，还发现上述片状材料在很高的压力如辊压下，由于膨胀的石墨颗粒和石墨层的方向性与相对层面大致平行，在导热性和导电性及流体扩散方面具有高水平的各向异性，这些与天然石墨原材料相当。由此制备的片材具有极好的弹性、良好的强度和很高水平的方向性。简而言之，制备弹性、无粘合剂的各向异性石墨片材，例如网状、纸状、条状、带状、叶片状、小垫状等的方法包括在预定的负荷及无粘合剂的条件下进行压缩或压紧，从而使具有“c”方向厚度是原颗粒的约80倍或更多的膨胀的石墨颗粒形成相当平坦、有弹性、结合的石墨片。外观通常是虫状或蠕虫状的该膨化石墨颗粒一旦被压缩，将保持压缩形变并与该片材相对的主表面对齐排列。可通过控制压缩程度来改变片材的密度和厚度。片材的厚度可以在约0.04g/cm3至约2.0g/cm3的范围内。由于石墨颗粒平行于主要相对该片材平行平面的整齐排列，使该柔性石墨片材显示出可观程度的各向异性，随着片材在辊压下各向异性程度的增加其方向性增加。在辊压的各向异性片材中，受尺寸的影响，片材在″c″和″a″方向，其厚度，即垂直于相对的平行片表面包括″c″方向的方向，和沿着长度和宽度，即沿着或平行于相对主表面包括″a″方向的方向，以及热、电和流体扩散特性有很大不同。尽管压缩的片状石墨颗粒的片材(即柔性石墨)的通途已被建议用于散热器、热界面及吸热器的构成部分以散发热源产生的热量(参见，例如，美国专利第6,245,400；6,482,520；6,503,626；和6,538,892号)，但“接触温度”的问题，即器件的外表面的温度的程度使使用者感到不舒适或处于危险中的问题还没有被充分研究。因此，还需要提供用于含有发热部件的装置的热学结构的改进设计，发热部件包括便携式或小型器件，其需要散发部件热量，同时避免对器件使用者造成不舒适或危险。
技术实现思路
本专利技术提供这样一种热学结构，其能够散发来自电子部件的热量，且同时降低热点部位的出现，从而保护使用者免受该部件产生的热量的影响。本专利技术的热学结构包括将各向异性的膨化石墨(exfoliatedgraphite)的压缩颗粒的片材(本文所称为“柔性石墨”)结合到含有发热电子部件的装置的外表面中。本文中使用的术语“柔性石墨”也指单体的或叠层形式的热解石墨。本专利技术的热学结构中使用的柔性石墨片的平面内的导热系数比其穿过平面的导热系数高很多。换句话说，本专利技术的热学结构具有相对高的热学各向异性比率(数量级约10或更大)。该热学各向异性比率是平面内的导热系数对于穿过平面的导热系数的比率。该热学结构包括具有两个主表面的柔性石墨片材，其设置在(或夹入)两个层结构之间，以便组合形成集成的叠层或夹层结构，其用作装置的一个外表面。夹合该热学结构的两个层结构可以是诸如高密度聚乙烯的塑料、诸如不锈钢或铝的金属、或结合体(例如金属作为叠层结构的一个层而塑料作为另一层)，并形成含发热部件装置的盒体或壳体的至少一部分。例如，层/石墨片/层的夹层结构可形成手机的盒体；便携式电脑机盒的底部；数码放映机盒的一部分；机动车仪表盘的一部分等。可以用任何适当方式将两个外层装配起来，例如当是金属时通过焊接或软焊、熔合到一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于含有发热部件的装置的热学结构，包括：用于含有第一部件的装置的外壳，该第一部件包括一热源，其中，所述第一部件将热量传递到外壳的表面，所述外壳包括夹在两个外壳层之间的至少一片的膨化石墨的压缩颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：BM福德，GD什夫斯，J诺尔利，RA雷诺三世，
申请(专利权)人：先进能源科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]