[实用新型]一种石墨散热器装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种散热器，尤其涉及一种应用于印刷电路板晶片散热的石墨散热器装置。

背景技术

目前，印刷电路板上任何器件在工作时都有一定的损耗，大部分的损耗变成热量，小功率器件损耗小，无需散热装置；而大功率器件损耗大，若不采取散热措施，则晶片的温度可达到或超过允许的结温，器件将受到损坏，因此必须加散热装置，最常用的就是将功率器件安装在散热器上，利用散热器将热量散到周围空间，必要时再加上散热风扇，以一定的风速加强冷却散热。散热器首先需要快速传递热量，根据热传导的基本公式“Q＝K×A×ΔT/ΔL”(其中Q代表热量，也就是热传导所产生或传导的热量，K为材料的热传导系数，A代表传热的面积或是两物体的接触面积，ΔT代表两端的温度差，ΔL则是两端的距离)，根据公式可知，要提升传热的量Q，则需要提升与之成正比的K、A、ΔT，或是减少ΔL的数值；对于散热器而言，ΔL是恒定的，而A再大也不能大过CPU顶盖的面积，能够改变的只有K。金属材料的导热系数是恒定的，纯铜的导热系数约390-402W/m-k，银和铝分别在420W/m-k和220W/m-k左右，因此从传热速度来看，铜相比铝提高了至少70％，当然是一个更好的选择；比热容的单位是焦每千克摄氏度，也就是说，比热容应该和材料的质量而不是体积相关，而似乎同样体积的铜会比同样体积的铝重很多，因为铜的密度是8.9g/cm³，而铝是2.7g/cm³。根据公式可知，1000cm³的铜，比热容为3.47；而同样体积的铝，比热容只有2.43，相当于铜的70％。因此可得出结论，铜能够快速吸收热量并存储大量热能，是制造散热片的最佳材质。在选择散热片时，应该选择铜以达到最佳的散热效果，不过铜价值偏高并且较重。

综上分析，目前铜铝结合是一个散热器解决方案，而市场中流行的铜铝结合工艺(用铜来做散热器底部的吸热端，用铝来做散热端)主要有“嵌铜”、“压固”、“插齿”、“锻造”等，几种工艺都是通过在铝质散热器底部加入铜质吸热片或者铜芯来改散吸热能力，其中的“嵌铜”主要是将铝散热器加热后塞入铜柱，等待铝冷却后将铜柱紧紧抱住，这种工艺成本较低，实际效果也不错；其中的“压固”则是通过螺丝将铜块与铝质散热器结合，成本低，但结合介面热阻难以控制；其中的“插齿”是通过在铜底上插上数量众多的铝质鳍片来增加散热面积；其中的“锻造”相对高端，主要是将铝质散热器加压到降伏点，然后加入铜底与之紧密结合，效果最好但成本最高。导热石墨片也称石墨散热片，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，屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能。石墨散热片能平滑贴附在任何平面和弯曲的表面，并能依客户的需求作任何形式的切割，其主要系数包括：低热阻：热阻比铝低40％，比铜低20％；重量轻：重量比铝轻25％，比铜轻75％；高导热系数：石墨散热片300-1500W/mK(铝200W/mK，铜380W/mK)。但由于石墨材料材质的自身特性，外形不美观，难以实现石墨散热材料与金属基材的紧密连接，同时本身机械强度差，在散热片上负载风扇等散热材料时可能出现石墨散热片的脱落的意外，从而影响整个散热设备的效能。因此，综合质量、效果和价格三个因素，铜和石墨结合一个很好的散热器解决方案，可根据此方向对现有技术进行改进。

实用新型内容

针对以上缺陷，本实用新型提供一种石墨散热器装置，使其既能够有效提升散热效果，也能显著降低整个散热装置的制造成本。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种石墨散热器装置，包括一个铜基座及若干导热石墨鳍片，所述导热石墨鳍片嵌插于铜基座表面沟槽内，该导热石墨鳍片表面包覆一层化学镀铜层。所述导热石墨鳍片自该铜基座的上表面向上延伸，所述铜基座由纯铜板组成。整个装置所采用的镀覆方式是化学镀铜，制备方式主要包括：铜基座和复合石墨鳍片组装，整个装置电镀铜处理。

本实用新型所述的石墨散热器装置的有益效果为：通过采用导热石墨片代替铜材，在散热器的底部设置一铜基座，该铜基座与热源晶片接触，将运行时产生的热量迅速扩散开并传导至石墨散热鳍片组，通过石墨散热片表面包覆的铜，创造出最大的有效表面积，并在这个铜表面上热量被外界冷却媒介转移走；此石墨为性能优越且成本低廉的导热材料，而铜为最佳的散热材料，两者结合可达最佳散热效果，具有表面清洁光亮、装饰性能、物理机械性能优良、低热阻、重量轻、导热系数高等特点。

附图说明

下面根据附图对本实用新型作进一步详细说明。