[发明专利]六方氮化硼散热结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种六方氮化硼(h-BN)散热结构，其可完全克服电子装置的短路问题。

背景技术

现今的导热界面材料具低热导率，故对电子所产生的热量散热非常没有效率。

一般而言，散热片被作为散热材料，但它会增加装置的成本。

电子装置在近几年来发展非常快速，具有尺寸更小，处理速度更快，更轻巧，及高性能。但随着此发展，电子装置的散热问题逐渐涌现，成为一严肃的议题，因生成热量的密度高于装置的更小尺寸。此外，它们容置散热器的空间较少。众所皆知，电子装置通常在高温下会损毁。因此，迫切需要一种适用于电子装置的高效散热性能。

用于电子装置的散热材料必须与电绝缘，以防止短路现象。六方氮化硼(hexagonal boron nitride,h-BN)已被广泛应用于此用途。

六方氮化硼(h-BN)具有类似于石墨的二维层结构。六方氮化硼(h-BN)具有沿着基面非常高的热导率(400瓦/米.度)，且六方氮化硼(h-BN)的电子绝缘性使其与石墨烯不同。六方氮化硼(h-BN)具有优良热，化学稳定性，及电子绝缘性，是一种用于电子装置散热及扩热的材料。

美国专利号6054520公开六方氮化硼(h-BN)作为制造一散热片的填料。其结果显示硅橡胶复合物具有0.18℃/W的低热阻。

美国专利公开号20070259211亦公开制造一六方氮化硼(h-BN)的散热器。该萃取过程中被减少数量的粘合剂，导致该散热器具有48瓦/米.度的导热率。

除了散热器，六方氮化硼(h-BN)也被用作散热糊剂，中国专利号104220533公开制造六方氮化硼(h-BN)，氧化铝，及树脂糊剂。氧化铝增加涂层的强度，且该树脂糊剂具有在垂直方向上10瓦/米.度的热导率。

另一专利发明的六方氮化硼(h-BN)糊剂及其应用，例如印刷电路板(PCB)。中国专利号103087471A公开八重量百分比(8wt％)的氮化硼填料，像是具3.43瓦/米.度热导率的印刷电路板。

美国专利公开号2014/0020933A1公开印刷电路板的热导率呈现急剧上升，当该复合物大于四十五重量百分比(45wt％)氮化硼，且在印刷电路基板内达到七十重量百分比(70wt％)氮化硼，15瓦/米.度的最大值。

虽然六方氮化硼(h-BN)可增加一基板或中间层的热导率，但由于其它添加剂，例如，粘合剂及金属氧化物，因此六方氮化硼(h-BN)的散热能力仍不够高。

在一般情况下，另一种散热部件，例如，热层附着至热传导层。比如，中国专利号203424617公开其内的一金属片固着至散热器，用以提高散热结构。

然而，由金属制成的热层不仅沉重，且也会增加了成本，且值得怀疑这种结构是否有益散热。

事实上，在许多电子装置中的热源由电子发热组件或其电路组件等，例如，发光二极管(LED)灯丝或发光二极管灯板，半导体芯片或装置，射频高功率印刷电路板等产生。

让散热材料直接接触热源也是散热最有效的方法。

但是，金属或导热散热涂层无法直接与这样的热源接触，因为电子导体电路组件或组件的短路问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种六方氮化硼散热结构，其可完全克服电子装置的短路问题。

为克服上述问题，本发明的一种六方氮化硼(h-BN)散热结构包括：多个电子构件，多个导热缓冲层，及一电子导热散热组件。

所述各电子构件固定在各导热缓冲层上。

所述各导热缓冲层由六方氮化硼(h-BN)制成，所述六方氮化硼(h-BN)具有10至40瓦/米.度的热导率范围，且所述每一层总厚度至少大于0.01毫米，具有强大的力量，以便固定电子装置。

所述电子导热散热组件为金属层或以一散热涂布方式制成。

最佳的是，所述每一电子构件通过导热胶或直接成形方式被固定至所述导热缓冲层上。

最佳的是，当电子导热散热组件以散热涂布方式由涂布材料制成时，所述涂布材料包括碳材料，金属粒子，远红外线氧化物，及氮化硅粉末中的任何一种。

最佳的是，当电子导热散热组件以散热涂布方式由碳材料制成时，所述碳材料包括石墨烯，炭黑，石墨，碳纳米管，活性炭，及天然石墨的任何一种。

最佳的是，当电子导热散热组件以散热涂布方式由金属颗粒制成时，所述金属颗粒包括铜，镍，锌，铁，钴，银，金，铂，及它们的合金任何一种。