專利名稱：一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法
CN 102538556 A一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于散熱技術(shù)領(lǐng)域。 技術(shù)背景
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?yàn)閮r(jià)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。
作為典型舉例，這種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 1750ff/m · K，而石墨烯膜的導(dǎo)熱率約為5000W/m · K。
本發(fā)明將金屬液設(shè)置在具有開口的封閉框中，該開口上覆蓋有高散熱膜，這種金屬液具有的高的熱導(dǎo)率、良好的比熱、低粘度和穩(wěn)定性這些特點(diǎn)。利用本發(fā)明將封閉框的框底與熱源接觸，金屬液與高散熱膜直接接觸，有利于向高散熱膜傳遞熱量，增加了散熱效率。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法。該結(jié)構(gòu)利用金屬液具有高的導(dǎo)熱率特點(diǎn)，將其放置在具有框口的封閉框中，與高散熱膜形成一種高散熱結(jié)構(gòu)，在使用過程中金屬液與高散熱膜，以及熱源直接接觸，增強(qiáng)了散熱效率。
一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括存放金屬液的封閉框，以及設(shè)置在該封閉框上的高散熱膜，所述的封閉框一端設(shè)置框口，該框口的邊緣與高散熱膜相固定。
進(jìn)一步，本發(fā)明所述的一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)還具有如下技術(shù)特征
在封閉框的周圍用密封圈封裝。
所述的封閉框的材質(zhì)為金屬或者散熱陶瓷。
所述的密封圈為導(dǎo)熱膠或者熱熔膠或者塑膠。
所述的框口的邊緣與高散熱膜之間的固定方式為熱熔或者利用導(dǎo)熱雙面膠或者焊接的方式。
所述的高散熱膜為高散熱石墨膜或者石墨烯膜或者包含二者其一的復(fù)合材料。
所述的金屬液為金屬鋰、金屬鎂、金屬鋅、金屬鋁、金屬鈉、金屬錫、金屬鉛，或者其I=I 巫 O
本發(fā)明還提供了一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，該方法包括
步驟1，設(shè)置一端具有框口的封閉框，在該封閉框中放置金屬液；
步驟2，將高散熱膜覆蓋在封閉框上設(shè)置有框口的一側(cè)；
步驟3，對高散熱膜進(jìn)行加熱，使與其相接觸的封閉框的框口邊緣熔化；
步驟4，冷卻處理后，封閉框的框口邊緣固化，使其固定在高散熱膜上。
進(jìn)一步，本發(fā)明所述的一種金屬型高散熱結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法還具有如下技術(shù)特征
所述的高散熱膜為高散熱石墨膜或者石墨烯膜或者包含二者其一的復(fù)合材料。
在步驟4之后，還包括在封閉框的外側(cè)設(shè)置有密封圈，用以增強(qiáng)封閉框和高散熱膜之間的密封性。
所述的密封圈為導(dǎo)熱膠或者熱熔膠或者塑膠。
在步驟3中，對高散熱膜加熱使其溫度達(dá)到高于封閉框的熔點(diǎn)，其范圍控制在 50-200°C之間。
所述的封閉框的材質(zhì)為金屬或者散熱陶瓷。
所述的金屬液為金屬鋰、金屬鎂、金屬鋅、金屬鋁、金屬鈉、金屬錫、金屬鉛，或者其I=I 巫 O


圖1是本發(fā)明所述金屬型高散熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明所述的實(shí)現(xiàn)方法的流程圖。具體實(shí)施例
針對于本發(fā)明主要功能的描述
本發(fā)明所述的金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)利用了金屬液的高導(dǎo)熱率的特點(diǎn)，將其放置在封閉框中，利用金屬液與高散熱膜的直接接觸，使得從熱源傳遞到金屬液中的熱量，快速地通過高散熱膜散熱。
下面通過舉例對本發(fā)明進(jìn)行描述。
參照圖1所示，展示的是本發(fā)明所述的一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。 該結(jié)構(gòu)包括封閉框100，存放在封閉框100中的金屬液200，以及覆蓋在該封閉框100上的高散熱膜300。該封閉框100采用金屬材料或者散熱陶瓷，它是一側(cè)設(shè)置有框口 101的空心結(jié)構(gòu)，該框口 101的邊緣與高散熱膜300之間是密封的，如果封閉框100采用金屬材料，那么二者之間通過焊接或者熱熔的方式，將封閉框100的框口 101與高散熱膜300相接觸的部分熔化，然后經(jīng)過冷卻凝固將其進(jìn)行固定；如果封閉框100采用散熱陶瓷，那么在封閉框100上的框口 101的邊緣粘貼有導(dǎo)熱雙面膠，使二者粘附在一起。封閉框100與高散熱膜300之間形成了一個(gè)密閉的腔體，該腔體中設(shè)置有金屬液200，它是在工作溫度下處于液態(tài)的金屬，在本發(fā)明中采用金屬鋰、金屬鎂、金屬鋅、金屬鋁、金屬鈉、金屬錫、金屬鉛，或者其合金，這些液體金屬具有高的導(dǎo)熱率、良好的比熱、粘度低且穩(wěn)定等特點(diǎn)，是熱傳導(dǎo)的良好材料。由于不同的金屬液在不同的溫度下處于液態(tài)，因此，針對不同的散熱環(huán)境選取不同的金屬液300，比如需要散熱的溫度環(huán)境為200°C，那么金屬液300優(yōu)選為熔點(diǎn)為180°C金屬鋰；如果工作環(huán)境溫度為室溫或者比室溫還低的情況下，要采用這些液體金屬的合金作為金屬液300，比如鉀鈉合金，它的熔點(diǎn)只有-12. 5°C，這對于低溫環(huán)境下的散熱無疑的一種良好的導(dǎo)熱材料。
上述的高散熱膜選用質(zhì)輕且具有超高導(dǎo)熱率的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。由于在工作狀態(tài)下，封存在封閉體100與高散熱膜300之間的金屬液200處于液態(tài)，那么對封閉體100與高散熱膜300之間的密閉性要求很高，因此， 在封閉框100的框口 101外側(cè)設(shè)置有密封圈400，該密封圈400采用導(dǎo)熱膠或者熱熔膠或者塑膠。
對應(yīng)著所述的金屬型高散熱結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還提供了實(shí)現(xiàn)方法，描述如下，該方法包括
步驟1，設(shè)置一端具有框口的封閉框，在該封閉框中放置金屬液。
該步驟中，所述的封閉框?yàn)榻饘俨馁|(zhì)或者散熱陶瓷的空心結(jié)構(gòu)，它的一端設(shè)置有框口，其空心部分放置有金屬液。該金屬液為金屬鋰、金屬鎂、金屬鋅、金屬鋁、金屬鈉、金屬錫、金屬鉛，或者其合金。這些單質(zhì)的金屬液的熔點(diǎn)較高，但是對于合金來說就適合應(yīng)用在室溫或者室溫以下的環(huán)境中，不同的工作溫度采用不同的金屬液，只要求它們在工作溫度下處于液態(tài)即可。
步驟2，將高散熱膜覆蓋在封閉框上設(shè)置有框口的一側(cè)。
高散熱膜與框口的邊緣接觸，與封閉框形成一個(gè)封閉的空腔，上述的金屬液存放在這個(gè)封閉的腔體中。其中的高散熱膜為高散熱石墨膜或者石墨烯膜或者包含二者其一的復(fù)合材料。
步驟3，對高散熱膜進(jìn)行加熱，使與其相接觸的封閉框的框口邊緣熔化。
在該步驟中，高散熱膜的溫度要高于封閉框的熔點(diǎn)，通過高散熱膜傳遞到封閉框框口的熱量能夠使接觸面熔化。但這個(gè)溫度如果過高會導(dǎo)致接觸面熔化過多，其范圍控制在50-200°C之間。為了使其快速的熔化，可以對封閉框進(jìn)行預(yù)熱。
步驟4，冷卻處理后，封閉框的框口邊緣固化，使其固定在高散熱膜上。
為了使高散熱膜與封閉框之間的密封性更好，在工作狀態(tài)時(shí)金屬液不會漏出，本發(fā)明中還在封閉框與高散熱膜相接觸的外側(cè)設(shè)置密封圈，該密封圈采用熱熔膠或者導(dǎo)熱膠或者塑膠。
上面所述的實(shí)現(xiàn)方法中，描述的是封閉框采用金屬材質(zhì)時(shí)，處理上述的熱熔的方式之外，還可以采用焊接的方式進(jìn)行固定。如果封閉框采用散熱陶瓷，在實(shí)現(xiàn)過程中需要在封閉框的框口上粘貼有導(dǎo)熱雙面膠，將高散熱膜粘貼在封閉框的框口上。還有一種實(shí)現(xiàn)方式，就是在封閉框的框口上噴灑金屬粉末，其上覆蓋高散熱膜，經(jīng)過加熱冷凝過程后，使高散熱膜固定在封閉框上。
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(shí)施例，亦均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于該結(jié)構(gòu)包括存放金屬液的封閉框，以及設(shè)置在該封閉框上的高散熱膜，所述的封閉框一端設(shè)置框口，該框口的邊緣與高散熱膜相固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于在封閉框的周圍用密封圈封裝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的封閉框的材質(zhì)為金屬或者散熱陶瓷。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的密封圈為導(dǎo)熱膠或者熱熔膠或者塑膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的框口的邊緣與高散熱膜之間的固定方式為熱熔或者利用導(dǎo)熱雙面膠或者焊接的方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的高散熱膜為高散熱石墨膜或者石墨烯膜或者包含二者其一的復(fù)合材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)，其特征在于所述的金屬液為金屬鋰、金屬鎂、金屬鋅、金屬鋁、金屬鈉、金屬錫、金屬鉛，或者其合金。
8.一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，該方法包括步驟1，設(shè)置一端具有框口的封閉框，在該封閉框中放置金屬液；步驟2，將高散熱膜覆蓋在封閉框上設(shè)置有框口的一側(cè)；步驟3，對高散熱膜進(jìn)行加熱，使與其相接觸的封閉框的框口邊緣熔化；步驟4，冷卻處理后，封閉框的框口邊緣固化，使其固定在高散熱膜上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的高散熱膜為高散熱石墨膜或者石墨烯膜或者包含二者其一的復(fù)合材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于在步驟 4之后，還包括在封閉框的外側(cè)設(shè)置有密封圈，用以增強(qiáng)封閉框和高散熱膜之間的密封性。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的密封圈為導(dǎo)熱膠或者熱熔膠或者塑膠。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于在步驟 3中，對高散熱膜加熱使其溫度達(dá)到高于封閉框的熔點(diǎn)，其范圍控制在50-200°C之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的封閉框的材質(zhì)為金屬或者散熱陶瓷。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述的金屬液為金屬鋰、金屬鎂、金屬鋅、金屬鋁、金屬鈉、金屬錫、金屬鉛，或者其合金。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種金屬液型高散熱結(jié)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法，屬于散熱技術(shù)領(lǐng)域。該結(jié)構(gòu)包括存放金屬液的封閉框，以及設(shè)置在該封閉框上的高散熱膜，所述的封閉框一端設(shè)置框口，該框口的邊緣與高散熱膜相固定。其實(shí)現(xiàn)方法為步驟1，設(shè)置一端具有框口的封閉框，在該封閉框中放置金屬液；步驟2，將高散熱膜覆蓋在封閉框上設(shè)置有框口的一側(cè)；步驟3，對高散熱膜進(jìn)行加熱，使與其相接觸的封閉框的框口邊緣熔化；步驟4，冷卻處理后，封閉框的框口邊緣固化，使其固定在高散熱膜上。該結(jié)構(gòu)利用金屬液具有高的導(dǎo)熱率的特點(diǎn)，將其放置在具有框口的封閉框中，與高散熱膜形成一種高散熱結(jié)構(gòu)，在使用過程中金屬液與高散熱膜及熱源直接接觸，增強(qiáng)了散熱效率。
文檔編號F28F21/00GK102538556SQ20101061852
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者不公告發(fā)明人 申請人:上海杰遠(yuǎn)環(huán)?？萍加邢薰?br>