手机散热结构的制作方法

本实用新型属于散热技术领域，具体涉及一种应用于手机上的散热结构。

背景技术：

近几十年来，大规模集成电路的出现推动了智能手机行业的繁荣和发展。同时，电子元器件功率密度不断增加，封装技术更紧凑导致有效的热管理变得相当困难。在智能手机的典型散热系统中，CPU和散热片无法完全接触，这是因为所有的表面都是非理想化和粗糙的。由于制造工艺的限制，在CPU 和散热片之间即使是很光滑的面-面接触也不可避免地存在一定空隙，导致多达90％的界面面积被空气填充间隙分开。显然，利用具有高导热性能的热界面材料填充接触表面之间的空隙将为解决传热问题提供最高效的方案。

现有技术中采用的为导热硅胶垫作为散热片材料，主要由聚合物和无机填料（例如金属纳米颗粒，BN，AlN，纳米粘土，碳纳米管等）组成。虽然填料颗粒具有非常高的导热率，例如AlN＞300W/m·K，但是由于高导热粒子仍然被非常低导热的聚合物分离，它们的导热率大多低于5W/m·K。导热性能一般较差，无法满足高性能电子元器件的需求。近年来逐渐发展的液态金属因具有远超传统导热硅胶材料的热导率，传热效果显著，已逐渐成为替代导热硅胶的新型导热材料。但是由于液态金属的流动性大，在长期使用的过程中容易出现液态金属泄露或者渗入到散热装置或者电子元器件的材料内部二导致流淌失效的问题，这也是目前严重阻碍液态金属在电子设备中得到广泛应用的难题。在防止导热材料泄露方面现有技术中大量采用硅脂外围密封，大量占用了液态金属材料的有效导热面积降低导热效果。少量采用的围胶方案并不成熟，在最优尺度上没有统一的标准。围胶的边沿宽太薄无法有效防止液态金属泄露，太厚则占用有效散热空间导致效率下降；围胶的边沿高度过低使其无法有效粘合界面，过高造成材料浪费及引入空气介质降低散热效果。

技术实现要素：

为了解决所述现有技术的不足，本实用新型提供了一种基于液态金属材料的手机散热结构，该散热结构不仅具有优良的导热性能，导热能力远超传统的硅胶导热垫，而且具有非常好的填充效果，且填充密封结构的安全性能够得到良好的保障。

本实用新型所要达到的技术效果通过以下方案实现：

本实用新型中提供的一种手机散热结构，设于原手机散热片位置；所述散热结构包括回型胶框以及设于回型胶框内的散热填充材料，所述散热填充材料从内至外包括液态金属散热片和导热膜层，散热填充材料的厚度与回型胶框厚度相同；所述回型胶框边沿宽度为1-1.5mm，其边沿高度与液态金属散热片高度比为1.2-1.5:1。

进一步地，所述手机散热结构为无规则形状。

进一步地，所述导热膜层为散热石墨膜、石墨烯导热膜或者包含有散热石墨膜和/或石墨烯导热膜的复合膜。

进一步地，所述液态金属散热片为纯镓散热片，其分子式为Ga_0.97[(Ga₂O₃)]_0.03。优选地，所述纯镓散热片厚度为0.5-1mm。

进一步地，所述散热填充材料与回型胶框之间的缝隙由导热胶黏剂进行填充。

进一步地，所述散热结构底部设有填充槽。优选地，所述填充槽均匀分布于散热结构底部，其深度为0.01-0.05mm。

进一步地，所述导热膜层表面设有隔离保护层。优选地，所述隔离保护层为离型膜层。

本实用新型具有以下优点：本实用新型提供了一种基于液态金属材料的手机散热结构，该散热结构不仅具有优良的导热性能，导热能力远超传统的硅胶导热垫，而且具有非常好的填充效果，且填充密封结构的安全性能够得到良好的保障。

附图说明

图1为本实用新型中手机散热结构的结构示意图；

图2为本实用新型中手机散热结构使用状态的侧面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。

本实施例中提供的手机散热结构如附图1所示，散热结构包括回型胶框101以及设于回型胶框内的散热填充材料102，如附图2所示，该散热结构设于手机104上，散热填充材料由内至外包括液态金属散热片1021和导热膜层1022，为保证手机的装配性能，散热填充材料的厚度与回型胶框的厚度相同。如附图1所示，回型胶框边沿宽度m优选为1-1.5mm，如附图2所示，回型胶框边沿高度n与液态金属散热片高度比为1.2-1.5:1。上述回型胶框尺寸为最优尺寸，可有效防止相变后的液态金属溢出。经过大量实际制备上述散热结构得出，上述围框尺寸可在节省成本及保证最低程度泄露概率的前提下最大程度发挥液态金属散热片的散热效果。

回型胶框可在加工过程中点胶制成，也可利用导热胶成型后直接粘附在导热片所在的位置。导热膜层一方面起到促进导热的作用，另一方面起到防止液态金属导热片渗漏的作用，起到很好的遮挡作用。导热膜层优选为散热石墨膜、石墨烯导热膜或者包含有散热石墨膜和/或石墨烯导热膜的复合膜。为进一步保证液态金属导热片在使用过程中不泄露，将散热填充材料与回型胶框之间的缝隙由导热胶黏剂进行填充。若散热结构作为手机中间加工工序，还可在导热膜层表面加设隔离保护层，以防止散热结构发生变化，所述隔离保护层为离型膜层。

本实用新型中的散热结构不仅可以制成正方形或者长方形的整体结构，由于液态金属导热片相变后形态更自由，更容易满足装配的要求，故本实用新型中的散热结构更适合制成无规则形状或者具有弧面结构的整体结构。液态金属散热片在装填的过程中，由于表面张力，其底部与回型胶框形成的填充腔体底部易不贴合，所以在实际使用过程中，散热结构底部即回型胶框形成的填充腔体底部设有填充槽103，优选地，如附图1所示，填充槽均匀分布于散热结构底部，其深度为0.01-0.05mm，可使液态金属导热片在装填的过程中紧密贴合于底部，避免产生空隙。

为保证导热效率，液态金属散热片选用纯镓散热片，其分子式为Ga_0.97[(Ga₂O₃)]_0.03，纯镓散热片厚度优选为0.5-1mm。

以下提供本实施例中的手机散热结构的一种加工方法，包括如下步骤：

S01：液态金属导热片的制备：Ga基液态金属散热片由纯Ga制备，升温融化后的液态Ga倒入烧杯中。样品在36℃下搅拌24小时，使其完全氧化生成银白色液态产品（主要物质为Ga0.97[(Ga₂O₃)]0.03）。 Ga基液态金属在高于熔点（32℃）的状态下呈现出明亮的金属光泽，表现出较大的表面张力。在低于其熔点的温度下，将其制备成一定厚度的薄片。手机内散热硅胶片的厚度一般为0.5mm，通过辊轧机可以将冷却后的固态Ga基金属精确压制成0.5mm厚度的薄片，即导热片；

S02：将手机拆机，取出原散热片，装入裁剪后大小适中的液态金属导热片，并在其周围用回型围胶密封防止泄漏，形成回型胶框；

S03：将导热膜层剪裁后放置于液态金属导热片上，利用冲压设备将两者压紧，然后再将散热填充材料与回型胶框之间的缝隙由导热胶黏剂进行填充。

本实施例中的散热结构不仅具有优良的导热性能，导热能力远超传统的硅胶导热垫，而且具有非常好的填充效果，且填充密封结构的安全性能够得到良好的保障。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。