專利名稱：堆棧式散熱模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型有關(guān)一種散熱模組，特別是指利用金屬固定棒結(jié)合數(shù)片非金屬散熱片，且能提高散熱能力的堆棧式散熱模組。
背景技術(shù)：
目前，隨著信息半導(dǎo)體業(yè)的發(fā)展，半導(dǎo)體芯片不斷朝向高頻化發(fā)展，近年來(lái)例如中央處理器(CPU)等電子裝置的處理速度一日千里，LED也朝向高功率照明的應(yīng)用，然而伴隨而來(lái)的是產(chǎn)生的高溫，如何有效的將電子裝置熱源(如會(huì)發(fā)熱的電子主、被動(dòng)元件，例如 中央處理器、LED、IC、整流器、電阻、電容、電感等)產(chǎn)生的高溫排出，使電子裝置能于適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟认逻\(yùn)轉(zhuǎn)，為各業(yè)內(nèi)人士爭(zhēng)相開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。以LED為例，LED是發(fā)光二極管(Light-emitting Diode)的縮寫(xiě)，是半導(dǎo)體材料制成的固態(tài)發(fā)光元件，材料使用III-V族化學(xué)元素(如磷化鎵(GaP)、砷化鎵(GaAs)等)，發(fā)光原理是將電能轉(zhuǎn)換為光，也就是對(duì)化合物半導(dǎo)體施加電流，通過(guò)電子與空穴的結(jié)合，過(guò)剩的能量會(huì)以光的形式釋出，達(dá)到發(fā)光的效果，屬于冷性發(fā)光，壽命長(zhǎng)達(dá)十萬(wàn)小時(shí)以上。LED最大的特點(diǎn)在于無(wú)需暖燈時(shí)間(Idling Time)、反應(yīng)速度快、體積小、用電省、耐震、污染低、 適合量產(chǎn)，具高可靠度，容易配合應(yīng)用上的需要制成極小或數(shù)組式的元件。但因?yàn)長(zhǎng)ED是固態(tài)照明，即是利用芯片通電，量子激態(tài)回復(fù)發(fā)出能量(光)，但在發(fā)光的過(guò)程，芯片內(nèi)的光能量并不能完全傳至外界，不能出光的能量，在芯片內(nèi)部及封裝體內(nèi)便會(huì)被吸收，形成熱。LED 一般的轉(zhuǎn)換效率約只有10% 30%，所以IW的電，只有不到0. 2W變成你可以看見(jiàn)的光，其它都是熱，若不散熱，這些熱量累積會(huì)對(duì)芯片效率及壽命造成損傷。故要以高效率LED運(yùn)用于照明設(shè)備首先要解決散熱的問(wèn)題。再以LED散熱專利為例，中國(guó)臺(tái)灣公告號(hào)為M314505 的實(shí)用新型專利“高功率LED燈泡散熱結(jié)構(gòu)”(參照2007年06月21日專利公告資料)，主要是在一燈頭上固定有底基板，該底基板的頂面支撐固定有至少一支熱導(dǎo)管，熱導(dǎo)管套設(shè)固定有兩個(gè)以上散熱片及一個(gè)頂基板，頂基板的頂面設(shè)有對(duì)應(yīng)熱導(dǎo)管數(shù)量的高功率LED，該高功率LED的底面粘結(jié)支撐于熱導(dǎo)管的頂端。中國(guó)臺(tái)灣公告號(hào)為M314433的實(shí)用新型專利 “發(fā)光二極管封裝之散熱模組”(參照2007年06月21日專利公告資料)，該散熱模組包含 LED電路板；散熱塊，包括兩個(gè)以上散熱片；以及散熱膠材，借以直接將該LED電路板固定于該散熱塊上；其中在該LED電路板與該散熱塊之間，不具有金屬基板。中國(guó)臺(tái)灣公告號(hào)為 1260798的發(fā)明專利“高散熱發(fā)光二極管”(參照2006年08月21日專利公告資料)，至少包括多孔隙材料層；熱傳導(dǎo)層，設(shè)于該多孔隙材料層表面；以及芯片，設(shè)于該熱傳導(dǎo)層，由該熱傳導(dǎo)層將該芯片所發(fā)出的熱量傳導(dǎo)至該多孔隙材料層，并由該多孔隙材料層將該熱量對(duì)流至外部。由以上現(xiàn)有技術(shù)可知公知LED散熱大都采用金屬散熱片，或結(jié)合熱導(dǎo)管、致冷芯片、均熱板、散熱風(fēng)扇等方式，普遍具有散熱效果不佳、散熱速度不夠迅速、散熱模組結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高等缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種能快速散熱、且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低的堆棧式散熱模組。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供一種堆棧式散熱模組，其由第一散熱片結(jié)合至少一片的第二散熱片所堆棧結(jié)合而成，其中第一散熱片及各第二散熱片為非金屬構(gòu)成，第一散熱片及各第二散熱片并具有多數(shù)個(gè)穿孔，該穿孔內(nèi)結(jié)合有能將熱傳導(dǎo)至第一散熱片及各第二散熱片的金屬固定棒，金屬固定棒固定第一散熱片及各第二散熱片，第一散熱片表面結(jié)合熱源。優(yōu)選地，所述第一散熱片及各所述第二散熱片為具多個(gè)孔隙結(jié)構(gòu)的非金屬構(gòu)成。熱源結(jié)合有電連結(jié)部，金屬固定棒位于第一散熱片處的一端連結(jié)熱源的電連結(jié)部，另一端則連結(jié)外部電源。前述金屬固定棒可設(shè)為中空金屬管，該中空金屬管內(nèi)穿設(shè)有連結(jié)熱源的電連結(jié)部與外部電源的導(dǎo)線。本實(shí)用新型前述第一散熱片與熱源接觸部設(shè)有金屬導(dǎo)熱層，以快速將熱源產(chǎn)生的熱迅速導(dǎo)熱至各散熱片而散熱。本實(shí)用新型前述第一散熱片及各第二散熱片相對(duì)處另設(shè)有導(dǎo)熱孔，該導(dǎo)熱孔結(jié)合有導(dǎo)熱棒，該導(dǎo)熱棒連結(jié)第一散熱片及各第二散熱片，以快速將熱源產(chǎn)生的熱，借導(dǎo)熱棒迅速導(dǎo)熱至各散熱片而散熱。前述導(dǎo)熱棒可為金屬或?qū)嵝Ч^第一散熱片及各第二散熱片佳的非金屬構(gòu)成。前述導(dǎo)熱棒可為中空結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型前述第一散熱片及各第二散熱片之間具有介面層，借介面層結(jié)合上、 下散熱片。該介面層為金屬材料構(gòu)成，或者介面層為焊錫制成。本實(shí)用新型金屬固定棒及金屬導(dǎo)熱棒是利用金屬具有高結(jié)構(gòu)密度以及高比容熱的特性，所以具有較高的導(dǎo)熱能力(如銅金屬的熱傳導(dǎo)率為382W/m°C )，而非金屬散熱片是利用不同粒徑的高熱導(dǎo)率非金屬粉粒(如碳化硅SiC熱傳導(dǎo)率為270W/m°C)，非金屬具有較低的比容熱，是一種相當(dāng)好的散熱材料，本實(shí)用新型以金屬導(dǎo)熱棒穿設(shè)各非金屬散熱片，更能提高其散熱能力。

圖1為本實(shí)用新型堆棧式散熱模組第一實(shí)施例組立截面圖；圖2為本實(shí)用新型堆棧式散熱模組第二實(shí)施例組立截面圖；圖3為本實(shí)用新型堆棧式散熱模組第三實(shí)施例組立截面圖；圖4為本實(shí)用新型堆棧式散熱模組第四實(shí)施例組立截面圖；圖5為本實(shí)用新型堆棧式散熱模組第五實(shí)施例組立截面圖；圖6為本實(shí)用新型堆棧式散熱模組第六實(shí)施例組立截面圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明A 熱源B 電連接部C 導(dǎo)線1第一散熱片10穿孔11 導(dǎo)熱孔[0025]2散熱片20穿孔21 導(dǎo)熱孔3金屬固定棒 30中空金屬管4金屬導(dǎo)熱層5導(dǎo)熱棒6介面層
具體實(shí)施方式
為達(dá)本實(shí)用新型前述目的的技術(shù)手段，現(xiàn)列舉一實(shí)施例，并配合附圖說(shuō)明如后，以便對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)、特征及所達(dá)到的功效，獲得更佳的了解。首先，請(qǐng)參閱圖1所示，由圖可知本實(shí)用新型堆棧式散熱模組是由第一散熱片1結(jié)合至少一片的第二散熱片2所堆棧結(jié)合而成(在本實(shí)施例中第一散熱片1結(jié)合有兩片第二散熱片2~)，其中第一散熱片1及各第二散熱片2為散熱性良好的非金屬構(gòu)成，也可為散熱性良好的具多孔隙結(jié)構(gòu)非金屬構(gòu)成(第一散熱片1及各第二散熱片2可由熱導(dǎo)率高的非金屬粉體制成，熱導(dǎo)率高的非金屬粉體諸如氧化鋁Al2O3、氧化鋯&20、氮化鋁A1N、氮化硅SiN、 氮化硼B(yǎng)N、碳化鎢WC、碳化硅SiC、石墨C、結(jié)晶碳化硅、再結(jié)晶碳化硅ReSiC等，而以氮化鋁及碳化硅為佳)，第一散熱片1及各第二散熱片2并具有多數(shù)個(gè)穿孔10、20，穿孔10、20內(nèi)結(jié)合有金屬固定棒3，以借金屬固定棒3固定第一散熱片1及各第二散熱片2 (金屬固定棒 3可為一般導(dǎo)熱良好的金屬制螺栓、鉚釘、銷件等)，第一散熱片1表面結(jié)合熱源A，熱源A產(chǎn)生的熱可借金屬固定棒3迅速的導(dǎo)熱至第一散熱片1及各第二散熱片2而散熱，如此達(dá)到快速散熱的功效。請(qǐng)參閱圖2所示，本實(shí)用新型前述金屬固定棒3，在熱源需連結(jié)電源時(shí)(如LED模組)，金屬固定棒3位于第一散熱片1處的一端連結(jié)熱源A的電連結(jié)部B，另一端則連結(jié)外部電源。請(qǐng)參閱圖3所示，前述金屬固定棒3為中空金屬管30，以穿設(shè)導(dǎo)線C連結(jié)熱源A的電連結(jié)部B與外部電源，使金屬固定棒3除具有導(dǎo)熱功能外，兼具電極功能。請(qǐng)參閱圖4所示，本實(shí)用新型前述第一散熱片1與熱源A接觸部設(shè)有金屬導(dǎo)熱層 4(金屬導(dǎo)熱層4由導(dǎo)熱良好的金屬制成，導(dǎo)熱良好的金屬如金、銀、銅、鐵、鋁、鈷、鎳、鋅、 鈦、錳等)，以快速將熱源A產(chǎn)生的熱迅速導(dǎo)熱至第一散熱片1及各第二散熱片2而散熱，本實(shí)用新型金屬導(dǎo)熱層4可直接成形于第一散熱片1上，如以印刷或涂布等方式直接于第一散熱片1與熱源A的結(jié)合部上形成金屬導(dǎo)熱層4，以減少部件、降低成本。請(qǐng)參閱圖5所示，本實(shí)用新型前述第一散熱片1及各第二散熱片2相對(duì)處另設(shè)有導(dǎo)熱孔11、21，導(dǎo)熱孔11、21結(jié)合有導(dǎo)熱棒5，該導(dǎo)熱棒5連結(jié)第一散熱片1及各第二散熱片2，以快速將熱源A產(chǎn)生的熱，借導(dǎo)熱棒5迅速導(dǎo)熱至第一散熱片1及各第二散熱片2而散熱。前述導(dǎo)熱棒5可為導(dǎo)熱效果佳的金屬(導(dǎo)熱效果佳的金屬如金、銀、銅、鐵、鋁、鈷、鎳、 鋅、鈦、錳)或?qū)嵝Ч^第一散熱片1及各第二散熱片2佳的非金屬構(gòu)成。前述導(dǎo)熱棒5 可為中空結(jié)構(gòu)或熱管構(gòu)成。請(qǐng)參閱圖6所示，本實(shí)用新型前述第一散熱片1及各第二散熱片2之間具有介面層6，借介面層6結(jié)合上、下第一散熱片1及各第二散熱片2。該介面層6為高導(dǎo)熱金屬材料，如以低溫焊錫為主材料，也可添加稀土元素、堿金族及過(guò)渡元素等，以降低熔點(diǎn)。
5[0037]如此而達(dá)到本實(shí)用新型設(shè)計(jì)目的。但以上所述，僅為本實(shí)用新型的其中之一較佳可行實(shí)施例而已，并非用以局限本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是熟悉此項(xiàng)技藝的人士，運(yùn)用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及權(quán)利要求所作的等效結(jié)構(gòu)變化，理應(yīng)包括于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種堆棧式散熱模組，其特征在于，其由第一散熱片結(jié)合至少一片的第二散熱片所堆棧結(jié)合而成，其中第一散熱片及各散熱片為非金屬構(gòu)成，所述第一散熱片及各所述第二散熱片并相對(duì)設(shè)有多數(shù)個(gè)穿孔，該穿孔內(nèi)結(jié)合有能將熱傳導(dǎo)至所述第一散熱片及各所述第二散熱片的金屬固定棒，所述金屬固定棒固定所述第一散熱片及各所述第二散熱片，所述第一散熱片表面結(jié)合熱源。
2.如權(quán)利要求1所述的堆棧式散熱模組，其特征在于，所述第一散熱片及各所述第二散熱片為具多個(gè)孔隙結(jié)構(gòu)的非金屬構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的堆棧式散熱模組，其特征在于，所述熱源結(jié)合有電連結(jié)部， 所述金屬固定棒位于所述第一散熱片處的一端連結(jié)所述熱源的電連結(jié)部，所述金屬固定棒的另一端連結(jié)外部電源。
4.如權(quán)利要求3所述的堆棧式散熱模組，其特征在于，所述金屬固定棒為中空金屬管， 該中空金屬管內(nèi)穿設(shè)有連結(jié)所述熱源的電連結(jié)部與所述外部電源的導(dǎo)線。
5.如權(quán)利要求1或2所述的堆棧式散熱模組，其特征在于，所述第一散熱片及各所述第二散熱片相對(duì)處設(shè)有導(dǎo)熱孔，該導(dǎo)熱孔結(jié)合有導(dǎo)熱棒，該導(dǎo)熱棒連結(jié)所述第一散熱片及各所述第二散熱片。
6.如權(quán)利要求5所述的堆棧式散熱模組，其特征在于，所述導(dǎo)熱棒為金屬構(gòu)成。
7.如權(quán)利要求5所述的堆棧式散熱模組，其特征在于，所述導(dǎo)熱棒為導(dǎo)熱效果較所述第一散熱片及各所述第二散熱片佳的非金屬構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求5所述的堆棧式散熱模組，其特征在于，所述導(dǎo)熱棒為中空結(jié)構(gòu)。
9.如權(quán)利要求1或2所述的堆棧式散熱模組，其特征在于，所述第一散熱片及各所述第二散熱片之間具有介面層。
10.如權(quán)利要求9所述的堆棧式散熱模組，其特征在于，所述介面層為金屬材料構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求9所述的堆棧式散熱模組，其特征在于，所述介面層為焊錫制成。
專利摘要本實(shí)用新型有關(guān)一種堆棧式散熱模組，其由第一散熱片結(jié)合至少一片的第二散熱片所堆棧結(jié)合而成，其中各散熱片為散熱性良好的具多孔隙結(jié)構(gòu)非金屬構(gòu)成，各散熱片并具有多數(shù)個(gè)穿孔，以借金屬固定棒固定各散熱片，第一散熱片表面結(jié)合熱源，熱源產(chǎn)生的熱可借金屬固定棒迅速的導(dǎo)熱至各散熱片而散熱，如此達(dá)到快速散熱的功效。
文檔編號(hào)H01L33/64GK201985161SQ20112000141
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者林宏蒝, 秦華均, 鄧福緯 申請(qǐng)人:芃博科技有限公司