專利名稱：碾磨設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種熱界面材料的加工裝置，尤其是關于一種可將納米粒子均勻分散于基材中的碾磨設備。
背景技術：
近年來，隨著半導體元件集成工藝的快速發(fā)展，半導體元件的集成化程度愈來愈高，元件體積卻變得愈來愈小，發(fā)熱量愈來愈大，對散熱的要求愈來愈高。為滿足這些需要，各種散熱方式被廣泛采用，如利用風扇散熱、水冷輔助散熱及熱管散熱等方式，并取得一定散熱效果。但因散熱器與半導體元件接觸表面的不平整，導致在兩者的界面處形成一空氣間隙，因依靠空氣自然對流的熱傳導率僅為11.3至55W/m2·K，散熱速度較慢，從根本上影響了半導體元件向散熱器進行熱傳遞的效果，因此，在散熱器與半導體發(fā)熱元件的接觸界面增加一導熱系數(shù)較高的熱界面材料，用以增加界面的充分接觸面積。
通常所用的熱界面材料是由有機基材及高熱傳導性填充物構成，基材選自有機硅及多羥基酯，填充物選自金屬粉末、氮化硼(BN)、氧化鋁(Al2O3)或氧化鋅(ZnO)。近年來，納米技術的蓬勃發(fā)展，推動了納米尺寸的填充物在熱界面材料領域中的應用。隨著粒子尺寸越來越小，直至納米級，粒子的長徑比(Aspect Ratio)越來越大，有利于材料整體性能的提高。
然而，在熱界面材料的制備過程中，因范德華力作用納米粒子易于團聚，導致納米粒子與基材的均勻分散及混合變得非常困難。并且，為獲得較高的熱傳導性，納米尺寸的填充物在該熱界面材料中的含量通常較高，導致混合體系的粘度較高，這也增加了粒子均勻分散的難度。為解決上述問題，則需要靠外加動力作用來達到均勻分散的目的。常用的施加外加動力的方法是攪拌，但是該方法只能進行宏觀混合，而在上述粘度較高的體系中不能將團聚的納米粒子填充物均勻分散。
有鑒于此，提供一種可將納米粒子均勻分散于基材中的碾磨設備實為必需。

發(fā)明內容以下，將以實施例說明一種可將納米粒子均勻分散于基材中的碾磨設備。
該種碾磨設備包括一碾壓系統(tǒng)及一承接系統(tǒng)，該碾壓系統(tǒng)包括順次固接的一轉子、一第一轉軸及一第一驅動裝置，該第一驅動裝置通過該第一轉軸帶動該轉子沿一轉子軸線轉動；該承接系統(tǒng)包括一殼體，該殼體具有一殼體軸線，該轉子設于該殼體內，并與該殼體偏心設置。
該轉子具有一碾磨面，該碾磨面為光滑弧面。
該殼體的底部為光滑弧面，且其曲率半徑大于轉子碾磨面的曲率半徑。
該殼體具有一加熱裝置及一空腔，該空腔用于容納該加熱裝置。
所述碾磨設備包括一基臺，該基臺承載該承接系統(tǒng)。
該基臺與承接系統(tǒng)相對的一側具有一液壓系統(tǒng)，該液壓系統(tǒng)將該基臺上的承接系統(tǒng)沿垂直方向移動。
與現(xiàn)有技術相比，本實施例碾磨設備具有如下優(yōu)點首先，轉子設于該殼體內，并與殼體偏心設置，殼體中具有一徑向尺寸相對減少的橫向區(qū)域，待碾磨混合物經(jīng)過該區(qū)域時受到擠壓，該轉子同時還起到攪拌作用，使混合物充分混合。其次，該殼體的加熱裝置的存在，使得殼體內裝載的待碾壓混合物融化，避免了混合物中的納米粒子黏附于轉子上，從而影響產(chǎn)量的情形。再次，由于轉子的碾壓面及殼體內部均為光滑弧面，且殼體的弧面曲率半徑大于轉子碾壓面的曲率半徑，因此混合物均趨向于殼體中部，處于和碾磨面接觸的位置，避免了殼體邊腳處的混合物不能得到碾壓的情形，從而提高了生產(chǎn)效率。最后，該液壓系統(tǒng)將該承接系統(tǒng)沿垂直方向移動，可調節(jié)承接系統(tǒng)與碾壓系統(tǒng)間的碾壓力。因此，相較于現(xiàn)有技術，本實施例碾磨設備解決了混合物，尤其是熱界面材料中的納米粒子的均勻分散問題，并且可有效地防止納米粒子的黏附問題，從而可提高生產(chǎn)效率。

圖1是碾磨設備的第一實施例示意圖。
圖2是碾磨設備的第二實施例示意圖。
具體實施方式請參閱圖1，是所述碾磨設備的第一實施例示意圖。該碾磨設備100包括一碾壓系統(tǒng)10、一承接系統(tǒng)20、一傳動系統(tǒng)30、及一基臺40。該碾壓系統(tǒng)10與該承接系統(tǒng)20相互擠壓，并同時起到攪拌混合物的作用，從而實現(xiàn)碾磨待加工混合物如熱界面材料等的作用，該基臺40分別承載該承接系統(tǒng)20及傳動系統(tǒng)30，且該傳動系統(tǒng)30可通過機械作用帶動該承接系統(tǒng)20轉動。
該碾壓系統(tǒng)10包括一轉子12、一第一轉軸14及一第一驅動裝置16，該第一轉軸14與轉子12固接，該第一驅動裝置16與該第一轉軸14固接。固接方式可為夾具固定、螺栓固定，以及一體成型等任何可實現(xiàn)固接的方式。該第一驅動裝置16通過該第一轉軸14帶動該轉子12沿一轉子軸線b轉動，轉動方向如圖中箭頭θ所示。在該實施例中，該碾壓系統(tǒng)10的轉子12不會上下或左右移動，僅可沿轉子軸線b轉動。
該承接系統(tǒng)20包括一殼體22、一第二轉軸24及一承載座26，該殼體22與該第二轉軸24間、以及該第二轉軸24與該承載座26之間均為固接，可通過夾具固定，還可通過螺栓固定，還可為一體成型?，F(xiàn)有的任何固接方法只要能實現(xiàn)固接均可用于本實施例。該承載座26為圓柱形。該殼體22內裝有待碾磨混合物60，如熱界面材料。
該轉子12設于該殼體22內，并與該殼體22為偏心設置。該轉子12具有一碾磨面122，該碾磨面122為一光滑弧面，具有一較小的曲率半徑。該殼體22的底部也為一光滑弧面，且具有一較大的曲率半徑。由于重力作用，待碾磨混合物60傾向于向殼體22的底部中心處流動，而非移向殼體22的邊腳，避免邊腳處無法有效碾磨，從而造成效率降低的問題。
進一步地，該殼體22具有一加熱裝置，用以在碾壓過程中對該殼體22升溫，使待碾磨混合物60融化，從而避免混合物中的納米粒子黏附于轉子12上。在本實施例中該加熱裝置為熱阻絲222，而該殼體22相應地設有一用以容納該熱阻絲222的空腔224。除此之外，還可采用其它任何可利用的加熱裝置。另外，待碾磨混合物60的基材若為熔融溫度較低的物質時，還可通過轉子12與殼體22相互擠壓并與待碾磨混合物60摩擦而產(chǎn)生的熱量使該待碾磨混合物60保持融化狀態(tài)，而無須加熱裝置，相應地，該殼體22還可為無空腔224的實體。
該傳動系統(tǒng)30包括一第二驅動裝置32、第三轉軸34、一基座36以及一傳送帶38。該第二驅動裝置32與第三轉軸34固接，該第三轉軸34與基座36固接，固接也可采用上述任何方式。該基座36也為圓柱形。該傳送帶38的一端連接該基座36，另一端連接該承載座26。該第二驅動裝置32可帶動該第三轉軸34轉動，從而可帶動該基座36轉動，基座36的轉動又可帶動該承載座26轉動，從而最終帶動該殼體22轉動。殼體22的轉動是沿一殼體軸線a轉動，其轉動方向如圖中箭頭φ所示，與轉子12轉動方向相反。該殼體軸線a與該轉子軸線b不重合。
該傳送帶38可為一膠帶，此時與其相連的承載座26及基座36為表面粗糙的圓柱體；該傳送帶38還可為鏈條，則與其相連的承載座26及基座36的表面具有與鏈條相嚙合的齒狀物。
該基臺40具有一圓柱形的第一凹槽42及一圓柱形的第二凹槽44。該第一凹槽42用以容納該承載座26，該承載座26的半徑小于該第一凹槽42的半徑，且該承載座42安放在該第一凹槽42的中部，使兩者間形成一環(huán)形區(qū)域(未標示)，在該環(huán)形區(qū)域內填充有金屬珠46，如鋼珠，且該金屬珠46的直徑相當于第一凹槽42與承載座26的半徑差。也就是說，該環(huán)形區(qū)域內剛好能容納一層金屬珠46。同樣地，該第二凹槽44用以容納該基座36，兩者間也填充有金屬珠46，其位置關系也符合上述要求。為了便于潤滑，有利于轉動，可在形成的環(huán)形區(qū)域，也就是金屬珠46的空隙處填充各種工業(yè)用非液態(tài)潤滑脂。
進一步地，該碾磨設備100還可包括一液壓系統(tǒng)50，其位于基臺40的與承接系統(tǒng)20相對的一側，可承載上述承接系統(tǒng)20、傳動系統(tǒng)30以及基臺40的重力，并可在垂直方向微調該承接系統(tǒng)20相對于該碾壓系統(tǒng)10的位置關系，從而調節(jié)其與碾壓系統(tǒng)20間的碾壓力大小。該液壓系統(tǒng)可采用水壓系統(tǒng)或油壓系統(tǒng)，只要能將基臺40左右上下移動的液壓系統(tǒng)均適用于本實施例。
在本實施例中，該第一轉軸14、第二轉軸24以及該第三轉軸34可采用任何便利的形狀，一般采用圓形軸，也可采用橢圓或其它形狀的軸。
該碾磨設備100的具體運作原理為開啟第二驅動裝置32，其帶動第三轉軸34以及基座36轉動，因傳送帶38兩端連接承載座26及基座36，該傳送帶則帶動該承載座26、第二轉軸24以及該殼體22轉動，最終導致該殼體22沿圖中箭頭φ所示方向轉動。同時，開啟第一驅動裝置16，該第一驅動裝置16帶動該第一轉軸14以及該轉子12沿圖中箭頭θ所示方向轉動，使得該轉子12與該殼體22的轉動方向相反。同時，加熱裝置對該殼體22加熱，使得其內部裝載的待碾磨混合物60融化，避免黏附于轉子12表面影響產(chǎn)量。該液壓系統(tǒng)50調節(jié)該基臺40沿垂直方向移動，用以調節(jié)轉子12與殼體22的相對位置，從而調節(jié)兩者間的碾壓力至適當大小。裝載的待碾磨混合物60都處于轉子12與殼體22的接觸位置，通過轉子12與殼體22的相互擠壓作用后，混合物被碾壓均勻，其中的納米粒子也均勻分散在基材中。此時，停止該碾磨設備100的工作，將碾磨好的混合物取出，然后再裝入新的待加工混合物，進行下一輪碾磨作業(yè)。
請參閱圖2，是所述碾磨設備的第二實施例示意圖。其與第一實施例的區(qū)別在于該碾磨設備200不含第一實施例中的傳送系統(tǒng)。該承接系統(tǒng)20包括的殼體22與第二轉軸24固接，該第二轉軸24與第一基底26固接，且該第一基底26固定于基臺40，或者為一體成型。也就是說在該實施例中該殼體22不能旋轉，僅轉子12可旋轉。同時，該液壓系統(tǒng)50仍可在垂直方向調節(jié)殼體22相對于轉子12的位置關系，從而調節(jié)兩者間的碾壓力，達到所需碾壓效果。
與現(xiàn)有技術相比，所述碾磨設備具有如下優(yōu)點首先，本實施例碾磨設備的轉子與殼體偏心設置，殼體中具有一徑向尺寸相對減少的橫向區(qū)域，待碾磨混合物經(jīng)過該區(qū)域時受到擠壓。
其次，該殼體的加熱裝置的存在，使得殼體內裝載的待碾壓混合物融化，避免了混合物中的納米粒子黏附于轉子上，從而影響產(chǎn)量的情形。
再次，由于轉子的碾壓面及殼體內部均為光滑弧面，且殼體的弧面曲率半徑大于轉子碾壓面的曲率半徑，因此混合物均趨向于殼體中部，處于與碾磨面接觸的位置，避免了殼體邊腳處的混合物不能得到碾壓的情形，從而提高了生產(chǎn)效率。
最后，該液壓系統(tǒng)將該承接系統(tǒng)沿垂直方向移動，可調節(jié)承接系統(tǒng)與碾壓系統(tǒng)間的碾壓力。
因此，相較于現(xiàn)有技術，本實施例碾磨設備解決了混合物，尤其是熱界面材料中的納米粒子的均勻分散問題，并且可有效地防止納米粒子的黏附問題，從而可提高生產(chǎn)效率。
權利要求
1.一種碾磨設備，其包括一碾壓系統(tǒng)及一承接系統(tǒng)，該碾壓系統(tǒng)包括順次固接的一轉子、一第一轉軸及一第一驅動裝置，該第一驅動裝置通過該第一轉軸帶動該轉子沿一轉子軸線轉動；該承接系統(tǒng)包括一殼體，該殼體具有一殼體軸線，該轉子設于該殼體內，并與該殼體偏心設置。
2.如權利要求1所述的碾磨設備，其特征在于所述殼體具有一加熱裝置及一空腔，該空腔用于容納該加熱裝置。
3.如權利要求1所述的碾磨設備，其特征在于所述固接方式為夾具固定、螺栓固定或一體成型。
4.如權利要求1所述的碾磨設備，其特征在于所述轉子具有一碾磨面，該碾磨面為光滑弧面。
5.如權利要求4所述的碾磨設備，其特征在于所述殼體之底部為光滑弧面，且其曲率半徑大于轉子碾磨面的曲率半徑。
6.如權利要求5所述的碾磨設備，其特征在于所述承接系統(tǒng)還包括一承載座，用以固持該殼體。
7.如權利要求6所述的碾磨設備，其特征在于所述碾磨設備包括一基臺，該基臺承載該承接系統(tǒng)。
8.如權利要求7所述的碾磨設備，其特征在于所述基臺包括一用于容納該承載座的第一凹槽。
9.如權利要求8所述的碾磨設備，其特征在于所述承載座之直徑小于第一凹槽的直徑，其放置在第一凹槽中部，兩者間形成一環(huán)形區(qū)域。
10.如權利要求9所述的碾磨設備，其特征在于所述環(huán)形區(qū)域填充有金屬珠。
11.如權利要求7所述的碾磨設備，其特征在于所述基臺的與該承接系統(tǒng)相對的一側具有一液壓系統(tǒng)，該液壓系統(tǒng)將該基臺上的承接系統(tǒng)沿垂直方向移動。
12.如權利要求7所述的碾磨設備，其特征在于所述碾磨設備包括一傳動系統(tǒng)，該傳動系統(tǒng)位于該基臺上，帶動該承接系統(tǒng)沿該殼體軸線轉動。
13.如權利要求12所述的碾磨設備，其特征在于所述承接系統(tǒng)的轉動方向與該碾壓系統(tǒng)相反。
14.如權利要求12所述的碾磨設備，其特征在于所述傳動系統(tǒng)包括順次固接的一第二驅動裝置、一第三轉軸及一基座，以及連接該基座及該承載座的傳送帶。
15.如權利要求14所述的碾磨設備，其特征在于所述傳送帶為一膠帶，與其相連的承載座及基座為表面粗糙的圓柱體。
16.如權利要求14所述的碾磨設備，其特征在于所述傳送帶為一鏈條，與其相連的承載座及基座的表面具有與鏈條嚙合的齒狀物。
17.如權利要求14所述的碾磨設備，其特征在于所述基臺包括一用于容納該基座的第二凹槽。
18.如權利要求17所述的碾磨設備，其特征在于所述基座的直徑小于第二凹槽的直徑，其放置在第二凹槽中部，兩者間形成一環(huán)形區(qū)域。
19.如權利要求18所述的碾磨設備，其特征在于所述環(huán)形區(qū)域填充有金屬珠。
全文摘要
本發(fā)明提供一種碾磨設備，其包括一碾壓系統(tǒng)及一承接系統(tǒng)，該碾壓系統(tǒng)包括順次固接的一轉子、一第一轉軸及一第一驅動裝置，該第一驅動裝置通過該第一轉軸帶動該轉子沿一轉子軸線轉動。該承接系統(tǒng)包括一殼體，該殼體具有一殼體軸線，該轉子設于該殼體內，并與殼體偏心設置。該殼體具有一加熱裝置及一空腔，該空腔用于容納該加熱裝置。該碾磨設備還包括一基臺，該基臺承載該承接系統(tǒng)。該基臺的與承接系統(tǒng)相對的一側具有一液壓系統(tǒng)，該液壓系統(tǒng)將該基臺上的承接系統(tǒng)沿垂直方向移動，用以調節(jié)承接系統(tǒng)與碾壓系統(tǒng)間的碾壓力。
文檔編號B02C4/28GK1962067SQ20051010120
公開日2007年5月16日 申請日期2005年11月10日 優(yōu)先權日2005年11月10日
發(fā)明者林孟東 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司