專利名稱：一種集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于散熱技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電子產(chǎn)品、機(jī)械、電力、通信、化工等諸多領(lǐng)域，在產(chǎn)品的加工、生產(chǎn)的過程中，以及使用的過程中，都會產(chǎn)生數(shù)量不同的熱量。而且，所產(chǎn)生的熱量如果不能得到有效散發(fā)的話，則會對產(chǎn)品的加工及使用，均有可能造成影響。目前，各種各樣的散熱材料已經(jīng)廣泛使用。不同類型的散熱材料，會具有不同的性能，比如說，金屬材料的導(dǎo)熱性能良好，特別是其中的一部分金屬材料，如銅、鋁、銀等，其導(dǎo)熱性尤其良好。利用這些金屬制成的散熱器，比如銅質(zhì)的散熱器、鋁質(zhì)的散熱器，也得到普遍應(yīng)用。下面列舉一下常用的一些散熱材料的熱導(dǎo)率性能鋁:237ff/m· K ；銅:401ff/m· K ；銀420W/m· K ；金318W/m· K。因為價格因素，當(dāng)前使用的絕大多數(shù)散熱器，是采用銅質(zhì)材料或者鋁制材料來制造的；但有一些特殊場所，也使用銀質(zhì)或金質(zhì)材料，來用作散熱材料。散熱器的形狀與結(jié)構(gòu)、 尺寸等，根據(jù)不同的應(yīng)用場合互有不同。比如，各種CUP上使用的散熱器，以及電路板上使用的散熱器，大多是具有波浪形散熱溝槽的散熱器件。雖然上述的金屬作為散熱材料比較常見，但是其散熱性還是比較低，隨著具有高散熱性能的膜材料的出現(xiàn)，用其制造的散熱器材越來越向其進(jìn)行靠攏。本發(fā)明中所應(yīng)用的高散熱性能的膜材料是利用碳成分制作成的高散熱石墨膜或者石墨烯膜，它們具有很高的散熱性能，其中高散熱石墨膜的導(dǎo)熱率可以達(dá)到1500 1750W/m*K，而石墨烯膜的導(dǎo)熱率約為5000W/m*K。本發(fā)明根據(jù)這種材料的性質(zhì)，將高散熱膜材料制作成卷筒型，這樣就增加了散熱面積，同時將這種卷筒型的高散熱膜排布固定在散熱基材上形成散熱集束，這種方式制作成的高散熱結(jié)構(gòu)散熱面積增加，散熱能力尤其強(qiáng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)及其制造方法，它將卷筒狀的高散熱膜材料設(shè)置在散熱基材上，形成集束型的高散熱結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)了散熱性能。一種集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括金屬材質(zhì)的散熱基材，以及固定在散熱基材上的兩個或兩個以上的卷筒型高散熱膜，該卷筒型高散熱膜在散熱基材上形成散熱
集束ο進(jìn)一步，本發(fā)明所述的集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)還具有以下技術(shù)特征在所述的散熱基材上設(shè)置有預(yù)制孔，用以固定卷筒型高散熱膜。
所述的卷筒狀高散熱膜是利用高散熱膜材料卷成的。所述的高散熱膜材料為高散熱石墨膜或者石墨烯膜或者含有二者其一的復(fù)合材料。所述卷筒狀高散熱膜的直徑在100-10000微米之間。本發(fā)明還提供了一種集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)的制造方法，該方法包括步驟1，將高散熱膜材料做成卷筒型高散熱膜，以及在散熱基材上做交叉排列的預(yù)制孔；步驟2，將卷筒型高散熱膜插入上述散熱基材上的預(yù)制孔中；步驟3，對卷筒型高散熱膜進(jìn)行加熱，使散熱基材上的預(yù)制孔邊緣熔化；步驟4，冷卻處理后，卷筒型高散熱膜固定在散熱基材上。本發(fā)明還提供了另一種集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)的制造方法，該方法包括步驟1，將高散熱膜材料做成卷筒型高散熱膜；步驟2，將上述的卷筒型高散熱膜加熱，使其溫度高于金屬材質(zhì)的散熱基材的熔占.
^ \\\ 步驟3，將加熱后的卷筒型高散熱膜插入到散熱基材上，與卷筒型高散熱膜接觸的散熱基材部分形成熱熔孔；步驟4，冷凝處理后，熱熔孔固化，使得卷筒型高散熱膜固定在散熱基材上。進(jìn)一步，本發(fā)明所述的一種集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)的制造方法還具有如下技術(shù)特征針對于步驟2，卷筒型高散熱膜加熱的溫度高于散熱基材熔點的溫度范圍在 500C _150°C之間。所述的散熱基材被預(yù)熱處理，預(yù)熱后的溫度范圍為低于散熱基材熔點溫度的 200C _150°C之間。


圖1是本發(fā)明所述的集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明的一種實施例，描述的是本發(fā)明制造過程的示意圖。圖3是本發(fā)明的另一種實施例，描述的是本發(fā)明另一種制造過程的示意圖。圖4是本發(fā)明所述的制造方法的流程圖。圖5是本發(fā)明所述的另一種制造方法的流程圖。
具體實施例針對于本發(fā)明主要功能的描述本發(fā)明將高散熱膜材料制作成卷筒狀的高散熱體，然后將兩個或者兩個以上的卷筒型高散熱體設(shè)置在散熱基材上，這種形狀的高散熱結(jié)構(gòu)不僅增強(qiáng)了散熱的面積，同時也增加了高散熱膜的堅硬度，提高了散熱性能。下面通過舉例對本發(fā)明進(jìn)行描述。參照圖1所示，描述的是本發(fā)明所述的一種集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)，它包括散熱基材100和卷筒型高散熱膜200。其中的散熱基材100采用金屬材質(zhì)的實心體或者空心體，比如銅、鋁、鐵或者合金，它的形狀采用柱狀或塊狀。在散熱基材100上設(shè)置有預(yù)制孔 101，該預(yù)制孔101是用于固定上述的卷筒型高散熱膜200的，該卷筒型高散熱膜200是用導(dǎo)熱率較高的高散熱膜材料卷成的，最外邊邊緣的直徑控制在100-10000微米之間。這里所述的高散熱膜材料為高散熱石墨膜，它的導(dǎo)熱率為1500 1750W/m · K ；或者石墨烯膜， 它的導(dǎo)熱率可達(dá)到5000W/m ·Κ ；或者采用含有高散熱膜材料或石墨烯膜二者其一的復(fù)合材料，在本發(fā)明中卷筒型高散熱膜200由高散熱石墨膜卷成的，其直徑為5000微米。在散熱基材100上至少包含兩個卷筒型高散熱膜200，并且該卷筒型高散熱膜200呈陣列式排布或者交叉排布，使相鄰的卷筒型高散熱膜200之間有空間間隔，形成一個散熱集束，有利于散熱。結(jié)合著制造過程，對本發(fā)明所述的集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)做詳細(xì)說明。參照圖2所示，展示的是本發(fā)明所述的集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)的制作過程的示意圖。首先將高散熱膜材料300沿著某一邊緣卷起，形成卷筒型高散熱膜200。這種高散熱膜材料300優(yōu)選為高散熱石墨膜，還可以采用石墨烯膜，或者是包含有上述二者其一的復(fù)合材料，這種卷筒型高散熱膜200的直徑控制在100-10000微米之間，并且在卷筒型高散熱膜200的層與層之間留有孔隙，以便更好的散熱。其次，在散熱基材100上設(shè)置預(yù)制孔101，在本實施例中，該散熱基材采用實心的圓柱體，其材質(zhì)為金屬銅，其中預(yù)制孔101的大小與前述的卷筒型高散熱膜200的直徑相同，這種預(yù)制孔101的制作方法，可以是通過鉆孔的方式，還可以通過熱熔的方式。然后，將卷筒型高散熱膜200插入到制作好的預(yù)制孔101中，對卷筒型高散熱膜 200進(jìn)行加熱，使散熱基材100上的預(yù)制孔101邊緣熔化，進(jìn)行冷卻處理后，使得卷筒型高散熱膜200固定在散熱基材100上。上述的方法中是將散熱基材上制作預(yù)制孔來固定卷筒型高散熱膜的方式，還有一種方式，就是利用高散熱膜材料導(dǎo)熱快的特性，將加熱后的卷筒型高散熱膜與散熱基材接觸后固定在散熱基材上，如圖3所示。該圖所示的方法中，同樣首先將高散熱膜材料300做成卷筒型高散熱膜200，與上面描述的相同，這種高散熱膜材料300優(yōu)選為高散熱石墨膜， 它的直徑控制在100-10000微米之間。其次，將制作好的卷筒型高散熱膜200進(jìn)行加熱，使它達(dá)到高于散熱基材100熔點的溫度，而這個溫度范圍控制在50°C -150°C之間，比如散熱基材100選用銅，那么卷筒型高散熱膜200需要加熱到1180°C。然后將加熱后的卷筒型高散熱膜200插入的散熱基材100上，由于它的溫度高于散熱基材100的熔點，因此與散熱基材100相接觸的部分發(fā)生熔化，形成熱熔孔102。最后進(jìn)行冷卻處理，使熱熔孔102固化，進(jìn)而將卷筒型高散熱膜200固定于散熱基材100上。需要說明的是，利用本方法制作集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)時，為了讓散熱基材100 與卷筒型高散熱膜200相接觸的部分快速熔化，可以將散熱基材100進(jìn)行預(yù)熱，使其溫度達(dá)到低于熔點溫度20°C -150°C之間，這樣就可以快速的形成熱熔孔102。對應(yīng)著所述的集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)，本發(fā)明提供了制造方法，如圖4所示。該圖展示了制造方法的流程圖，該方法包括步驟1，將高散熱膜材料做成卷筒型高散熱膜，以及在散熱基材上做交叉排列的預(yù)制孔。
該步驟中，所述的高散熱膜材料為高散熱石墨膜或者石墨烯膜或者包含有二者其一的復(fù)合材料，在上述的實施例中采用的是質(zhì)輕、易成型且導(dǎo)熱率高的高散熱石墨膜。其中的卷筒型高散熱膜的直徑控制在100-10000微米之間，并且在卷筒型高散熱膜200的層與層之間由孔隙，以便更好的散熱。所述的預(yù)制孔是通過鉆孔或者熱熔的方式形成的，它的直徑與卷筒型高散熱膜的直徑相同，用以固定卷筒型高散熱膜。步驟2，將卷筒型高散熱膜插入上述散熱基材上的預(yù)制孔中。該步驟中卷筒型高散熱膜在散熱基材上陣列式排布，或者交叉排列，相鄰的卷筒型高散熱膜之間留有空隙，有利于散熱。步驟3，對卷筒型高散熱膜進(jìn)行加熱，使散熱基材上的預(yù)制孔邊緣熔化。本步驟將遠(yuǎn)離散熱基材的卷筒型高散熱膜的一端與熱源接觸，使傳遞到散熱基材上的溫度高于其熔點，進(jìn)而使散熱基材與卷筒型高散熱膜相接觸的部分，也就是預(yù)制孔的邊緣熔化。這個高于散熱基材熔點溫度的范圍控制在50°C-15(TC之間。比如散熱基材采用鋁，鋁的熔點為660°C，那么卷筒型高散熱膜所加熱到的溫度為750°C，就足以使預(yù)制孔邊緣熔化。如果溫度過高的話，冷卻起來比較麻煩，同時還會使預(yù)制孔熔化的范圍過大而不能起到固定作用。步驟4，冷卻處理后，卷筒型高散熱膜固定在散熱基材上。本發(fā)明中還提供了一種制造集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括步驟1，將高散熱膜材料做成卷筒型高散熱膜；步驟2，將上述的卷筒型高散熱膜加熱，使其溫度高于金屬材質(zhì)的散熱基材的熔點，該范圍控制在50°C _150°C之間。步驟3，將加熱后的卷筒型高散熱膜插入到散熱基材上，與卷筒型高散熱膜接觸的散熱基材部分形成熱熔孔；步驟4，冷凝處理后，熱熔孔固化，使得卷筒型高散熱膜固定在散熱基材上。需要說明的是，該方法中的步驟1與上述方法步驟1中制作卷筒型高散熱膜中采用的材料和制作方法相同。此外，為了快速的形成熱熔孔，還需要將散熱基材進(jìn)行預(yù)熱，將散熱基材加熱到低于散熱基材熔點的溫度，其范圍控制在20°C -150°C之間，這樣有利于二者之間傳遞熱量，使得快速達(dá)到熔化狀態(tài)。以上是對本發(fā)明的描述而非限定，基于本發(fā)明思想的其它實施例，亦均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1 一種集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于它包括金屬材質(zhì)的散熱基材，以及固定在散熱基材上的兩個或兩個以上的卷筒型高散熱膜，該卷筒型高散熱膜在散熱基材上形成散熱集束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于基材上設(shè)置有預(yù)制孔，用以固定卷筒型高散熱膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于高散熱膜是利用高散熱膜材料卷成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于膜材料為高散熱石墨膜或者石墨烯膜或者含有二者其一的復(fù)合材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于散熱膜的直徑在100-10000微米之間。
6.一種集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于該方法包括步驟1，將高散熱膜材料做成卷筒型高散熱膜，以及在散熱基材上做交叉排列的預(yù)制孔；步驟2，將卷筒型高散熱膜插入上述散熱基材上的預(yù)制孔中；步驟3，對卷筒型高散熱膜進(jìn)行加熱，使散熱基材上的預(yù)制孔邊緣熔化；步驟4，冷卻處理后，卷筒型高散熱膜固定在散熱基材上。
7.一種集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于該方法包括步驟1，將高散熱膜材料做成卷筒型高散熱膜；步驟2，將上述的卷筒型高散熱膜加熱，使其溫度高于金屬材質(zhì)的散熱基材的熔點；步驟3，將加熱后的卷筒型高散熱膜插入到散熱基材上，與卷筒型高散熱膜接觸的散熱基材部分形成熱熔孔；步驟4，冷凝處理后，熱熔孔固化，使得卷筒型高散熱膜固定在散熱基材上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于針對于步驟2，卷筒型高散熱膜加熱的溫度高于散熱基材熔點的溫度范圍在50°C -150°C之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于所述的散熱基材被預(yù)熱處理，預(yù)熱后的溫度范圍為低于散熱基材熔點溫度的20°C -150°C之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征在于所述的高散熱膜材料為高散熱石墨膜或者石墨烯膜或者含有二者其一的復(fù)合材料。在所述的散熱 所述的卷筒狀 所述的高散熱 所述卷筒狀高
全文摘要
本發(fā)明提供了一種集束型膜材料高散熱結(jié)構(gòu)及其制造方法，屬于散熱技術(shù)領(lǐng)域。該結(jié)構(gòu)包括金屬材質(zhì)的散熱基材，以及固定在散熱基材上的兩個或兩個以上的卷筒型高散熱膜，該卷筒型高散熱膜在散熱基材上形成散熱集束。其制造方法為步驟1，將高散熱膜材料做成卷筒型高散熱膜，以及在散熱基材上做交叉排列的預(yù)制孔；步驟2，將卷筒型高散熱膜插入上述散熱基材上的預(yù)制孔中；步驟3，對卷筒型高散熱膜進(jìn)行加熱，使散熱基材上的預(yù)制孔邊緣熔化；步驟4，冷卻處理后，卷筒型高散熱膜固定在散熱基材上。本發(fā)明將卷筒型高散熱膜在散熱基材上制作成集束型，大大增加了散熱面積，提高了散熱性能。
文檔編號F28F7/00GK102538552SQ20101061016
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:常州碳元科技發(fā)展有限公司