应用相变化金属热界面箔片的散热模组及散热系统技术方案

一种应用相变化金属热界面箔片的散热模组及散热系统。所述散热模组和散热系统可使一电子元件运作时所产生的热，能快速传导至外界环境。此散热模组包括一散热器及一相变化金属热界面箔片（ｐｈａｓｅ　ｃｈａｎｇｅ　ｍｅｔａｌ　ｔｈｅｒｍａｌｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｍａｔｅｒｉａｌ，ＴＩＭ）。散热器设置于电子元件上方，且散热器的底面至少具有一沟槽。相变化金属热界面箔片设置于电子元件与散热器的底面之间，作为电子元件与散热器间的热界面材料。其中，相变化金属热界面箔片受热熔融时，部分热熔液可流至沟槽内，以避免多余的热熔液溢漏出热界面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于一种散热模组及散热系统，特别是关于一种应用相变化金属热界面箔片作为热界面材料的散热模组及散热系统。
技术介绍
构装微电子元件，例如高亮度发光二极管和中央处理器等，因为发展朝向高功率、高速化、和/或小型化等趋势，微电子元件产生的高热流量必须移除，使其接面温度维持在其安全操作温度之下。微电子元件的接面温度一旦超过安全操作温度时，将劣化微电子元件的性能，或者损坏微电子元件，严重地影响电子元件的使用寿命及可靠度。伴随着微电子及电子元件的散热需求，剌激了散热元件、材料等电子散热产品的多样化与技术创新。电子散热产品主要有散热装置，例如冷板、散热器及风扇等，以及热界面材料(Thermal Interface Materials, TIM)两种类别。在中国台湾专利申请号96133111的专利中揭露了一种应用低熔点合金箔片作为热界面材料的散热模组。此散热模组可使一电子元件运作时所产生的热，能快速传导至外界环境，主要有两种实施例，概略介绍如下请参照图1A,其为此散热模组的第一种实施例的示意图。散热模组10包括一散热器11及一低熔点合金箔片14。如图所示，散热器ll设置于电子元件12上方，低熔点合金箔片14设置于电子元件12与散热器11之间，且作为电子元件12与散热器11间的热界面材料。另外，电子元件12设置于一电路板13上，且彼此电路相连接。详细地说，低熔点合金箔片14的两侧面分别接触于散热器11的底面以及电子元件12的上表面。请参照图1B，其为此实施例的低熔点合金箔片14示意图。在此散热模组10中，为了有效地防止低熔点合金箔片14的热熔液流动而泄漏至电路板13上，散热模组10的低熔点合金箔片14的厚度不大于0.04 mm。请参照图2A，其为上述专利的散热模组的第二实施例的剖面示意图。如图所示，本实施例的散热模组20，亦可使一电子元件22运作时所产生的热，能快速传导至外界环境，散热模组20包括一散热器21、 一低熔点合金箔片24及一环形体25。其中，低熔点合金箔片24的厚度不大于0.04 mm。环形体25的作用主要有维持界面接合厚度、延缓低熔点合金箔片24热熔氧化的速率，使低熔点合金箔片24的散热效能不致因过度氧化而劣化，此外，也可用来强化低熔点合金箔片24热熔液相的阻漏。请同时参照图2B，其为本实施例的低熔点合金箔片24与环形体25的设置型态。本实施例与前述实施例的差异在于，环形体25设置于电子元件22与散热器21之间，且环绕于低熔点合金箔片24的周缘。其中，环形体25可与低熔点合金箔片24的周缘接触，或者亦可与低熔点合金箔片24的周缘具有些微空隙。借由环形体25的设计可使低熔点合金箔片24受热熔融液化时，热熔液相更不易自电子元件22与散热器21之间泄漏出去。为了使公知技术的阻漏效果更加完善，并达到一定的散热效果，专利技术人提出了一种更佳的散热模组。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于，避免相变化金属热界面箔片受热液化后的热熔液溢漏出热界面的情形。本专利技术的另一目的在于，在散热器底面制作适当数目、宽度及深浅的沟槽，使得相变化金属热界面箔片受热熔融时，多余的热熔液可流至沟槽内，以避免热熔液溢漏出热界面，同时保有极佳的散热效果。为达上述目的，本专利技术提供一种应用相变化金属热界面箔片的散热模组，5可使一电子元件运作时所产生的热，能快速传导至外界环境。此应用相变化金属热界面箔片的散热模组包括一散热器及一相变化金属热界面箔片(phase-change metal thermal interface material ， TIM)。散热器设置于电子元件上方，且散热器的底面至少具有一沟槽。相变化金属热界面箔片设置于电子元件与散热器的底面之间，作为电子元件与散热器间的热界面材料。其中，相变化金属热界面箔片受热熔融时，部分热熔液可流至沟槽内，以避免多余的热熔液溢漏出热界面，甚至泄漏至电子元件外的情形。本专利技术还提供一种散热系统，该散热系统包括一芯片单元及一散热模组。芯片单元包括一基板、一芯片及一导热均温板(Integrated Heat Spreader,IHS)。芯片是叠置于基板上。导热均温板则设置于芯片的上表面上，用以均匀传导芯片运作时所发出的热，且导热均温板的上表面至少具有一沟槽。散热模组设置于导热均温板上方，可使芯片单元的热，能快速地传导至外界环境。散热模组包括一散热器及一相变化金属热界面箔片(phase-change metalthermal interface material, TIM)。其中，相变化金属热界面箔片设置于导热均温板的上表面与散热器的底面之间，作为芯片单元与散热器间的热界面材料。当相变化金属热界面箔片受热熔融时，部分热熔液可流至沟槽内，以避免多余的热熔液溢漏出热界面。综上所述，本专利技术的散热模组或散热系统具有下列优点一、 在本专利技术的应用上，可针对不同厚度的相变化金属热界面箔片，在散热器底面或导热均温板的上表面设计不同数目、宽度及深浅的沟槽。当相变化金属热界面箔片受热熔融时，多余的热熔液可流至沟槽内，以避免热熔液溢漏出热界面。借此，散热模组或散热系统不但具有极佳的散热效果，更能避免相变化金属热界面箔片的液相溢漏的问题。二、 借由逃气沟槽，可有效帮助相变化金属热界面箔片熔融后的热熔液中的气体逸散。三、 在公知技术中，为了将低熔点合金箔片做到一定的薄度(0.04mm以下)，必须经过多道制程，制程难度较高，制造成本也高。另外，在具有环形体的公知技术中，此公知技术需要额外支出环形体的材料成本及制造成本，且低熔点合金箔片与环形体两者厚度的调整必须精确且一致，制作难度较高。再者，环形体的设置容易造成低熔点合金箔片熔融后的热熔液中的气体无法顺利逸散。相较于公知技术，本专利技术的散热模组或散热系统仅需以简单的机械制程即可制造出具有沟槽的散热器或导热均温板，且只要调整沟槽的数目、宽度及深浅，即可使用厚度较大的相变化金属热界面箔片(或低熔点合金箔片)，整体制程简单且成本低。另外，再加上逃气沟槽的设计，可使得热界面间的气体具有顺利逸散的管道。附图说明借由以下详细的描述结合所附图示，将可轻易的了解上述内容及此项专利技术的诸多优点，其中图1A为公知散热模组的一实施例的示意图1B为公知散热模组的低熔点合金箔片示意图2A为公知散热模组的另一实施例的剖面示意图2B为公知散热模组中低熔点合金箔片与环形体的设置型态的示意图3A为本专利技术散热模组的示意图3B为本专利技术散热模组中，散热器底面的示意图4A及图4B分别为本专利技术散热器底面的不同实施例；图5A为本专利技术散热系统的示意图5B为本专利技术散热系统中，导热均温板的上表面示意图；以及图6A及图6B分别为本专利技术导热均温板的上表面的不同实施例。主要元件标号说明10、 20、 30、散热模组 11、 21、 31、 41、散热器712、 22、 32、电子元件14、 24、低熔点合金箔片312、 4223、环状沟槽314、 4225、外围环状沟槽40、散热系统421、芯片4221、导热均温板的上表面423、基板13、 23、 33、电路板311、散热器的底面313、 4224、逃气沟槽34、 44、相变化金属热界面箔片42、芯片单元422、导热均温板4222、导热均温板的下表面424、接脚具体实施例方式请同时参本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用相变化金属热界面箔片的散热模组，能够使一电子元件运作时所产生的热，能快速传导至外界环境，其特征在于，该散热模组包括：　一散热器，设置于该电子元件上方，且该散热器的底面至少具有一沟槽；以及　一相变化金属热界面箔片，设置于该 电子元件与该散热器的底面之间，作为该电子元件与该散热器间的热界面材料，其中该相变化金属热界面箔片受热熔融时，部分热熔液可流至该沟槽内，以避免多余的热熔液溢漏出热界面。

【技术特征摘要】
1.一种应用相变化金属热界面箔片的散热模组，能够使一电子元件运作时所产生的热，能快速传导至外界环境，其特征在于，该散热模组包括一散热器，设置于该电子元件上方，且该散热器的底面至少具有一沟槽；以及一相变化金属热界面箔片，设置于该电子元件与该散热器的底面之间，作为该电子元件与该散热器间的热界面材料，其中该相变化金属热界面箔片受热熔融时，部分热熔液可流至该沟槽内，以避免多余的热熔液溢漏出热界面。2. 如权利要求1所述的应用相变化金属热界面箔片的散热模组，其特征在 于，该相变化金属热界面箔片为一低熔点合金箔片。3. 如权利要求1所述的应用相变化金属热界面箔片的散热模组，其特征在 于，该沟槽包括一环状沟槽。4. 如权利要求3所述的应用相变化金属热界面箔片的散热模组，其特征在于，该散热器的底面更包括至少一条与该环状沟槽交错的逃气沟槽。5. 如权利要求3所述的应用相变化金属热界面箔片的散热模组，其特征在 于，该环状沟槽所围绕的区域小于该相变化金属热界面箔片的面积。6. 如权利要求5所述的应用相变化金属热界面箔片的散热模组，其特征在 于，该散热器的底面更包括一外围环状沟槽，该外围环状沟槽所围绕的区域大 于该相变化金属热界面箔片的面积。7. 如权利要求6所述的应用相变化金属热界面箔片的散热模组，其特征在 于，该散热器的底面更包括多数条呈放射状排列的逃气沟槽，每一该逃气沟槽 皆同时与该环状沟槽及该外围环状沟槽相交错。8. —种散热系统，包括 一芯片单元及一散热模组，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：萧复元，林成全，庄天赐，
申请(专利权)人：元瑞科技股份有限公司，萧复元，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]