專利名稱：高熱傳導的散熱片結(jié)構及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高熱傳導的散熱片結(jié)構及其制造方法，具體說是涉及一種質(zhì)輕且較傳統(tǒng)銅/鋁合金更具有高熱傳導作用的散熱片結(jié)構，且可將其以壓鑄方式直接完成各種散熱器的結(jié)構外形，以應用在中央處理器等高熱源的散熱使用。
然而，以目前散熱器的結(jié)構主體雖然可由銅、鋁合金以抽拉、擠制的方式加工成為多種外形，但由于其結(jié)構本身的熱傳導效率仍有限，而無法符合更高速中央處理器的散熱需求；尤其，銅合金散熱器的熱傳導效率雖優(yōu)于鋁合金散熱器，但整體銅合金散熱器的比重卻較鋁合金散熱器高，而不符合電腦輕量化的需求。
本發(fā)明的另一目的系藉由在鋁合金中混入適當比例的陶瓷顆粒，以大幅降低整體散熱片的重量，而更符合電腦輕量化的設計需求。
為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下
一種高熱傳導的散熱片結(jié)構，其特征在于整體散熱片系依實際應用的需要制成各種近凈形的形狀，又整體結(jié)構的主體系于鋁合金中混入適當比例的陶瓷顆粒。
本發(fā)明的另一特征是該鋁合金為AlSi、AlSiCu、AlSiZn、AlSiMg、AlSiCuMg、AlGe、AlGeSi、AlCu、AlMn、AlLi、AlSn及AlPb中的一種或多種；該陶瓷顆粒系為碳化硅，該碳化硅的粒徑以40-3000μm為宜，并占整體散熱片0.5-80％的重量比例。
一種高熱傳導的散熱片結(jié)構的制造方法，其步驟如下1.用熔煉爐將鋁合金加熱至660℃以上，并確定鋁合金完全為液相狀態(tài)。
2.進行除渣工作，將鋁合金中的雜質(zhì)去除。
3.加入陶瓷顆粒，至重量比達到0.5-80％。
4.于固液相溫度下用攪拌棒對熔湯進行攪拌，此時熔湯溫度保持在550-700℃。
5.以機械手臂將攪拌均勻的熔湯舀起并注入壓鑄設備中的射出系統(tǒng)中，進行射出及成形，壓鑄機臺的鎖模力為200-250ton，射出時的鑄造面積壓力為150-250Kg/cm2。
本發(fā)明的優(yōu)點是由于本發(fā)明的在于鋁合金中混入適當比例陶瓷顆粒的散熱片結(jié)構，可由陶瓷顆粒的高熱傳導效率提升同形結(jié)構的散熱效果，在實際完成的樣品與銅制散熱片的實驗比對下，本發(fā)明的散熱片的熱導率最高達485W/mK，不但較銅制散熱片的400W/mK數(shù)值為高，且本發(fā)明的散熱片在陶瓷顆粒添加含量不同下，其熱傳導系數(shù)可介于150-485W/mK之間，可應用于發(fā)熱源為85W以上或2.2GHz速度的中央處理器，而一般銅制散熱片的熱傳導系數(shù)僅為400W/mK，僅能使用在上限為發(fā)熱源80W的中央處理器；尤其，本發(fā)明的散熱片在陶瓷顆粒添加含量不同下，密度介于2.7-3.5g/cm3之間，相較于一般銅制散熱片8.6g/cm3，約可降低1/2-2/3的重量，而更符合筆記型電腦輕量化的設計要求。


圖1是本發(fā)明的流程圖。
再者，整體散熱片的制造乃系在鋁合金的固/液二相區(qū)，藉由攪拌所造成的剪應力打斷或打碎固化的樹枝狀初晶，形成含球狀固體碎粒的熔湯，再將陶瓷顆粒加入，并利用分散在液相金屬中的固體顆粒來分散所加入的陶瓷顆粒，在不斷施以攪拌的作用下，令鋁合金變成細微而非枝狀結(jié)構，以完成致密性的陶瓷/鋁合金混合液，最后則可直接以壓鑄方式完成散熱片的結(jié)構外形。
實施例1鋁合金采用AlMgSi，該鋁合金的組成為AlMgSi合金化學成分(％)

碳化硅占整體散熱片的10％重量比，碳化硅的粒徑為80μm。具體方法如下1.用熔煉爐將鋁合金加熱至660-720℃，并確定鋁合金完全為液相狀態(tài)。
2.進行除渣工作，將鋁合金中的雜質(zhì)去除。
3.加入陶瓷顆粒。
4.于固液相溫度下用攪拌棒對熔湯進行攪拌，此時熔湯溫度保持在550-700℃。
5.以機械手臂將攪拌均勻的熔湯舀起并注入壓鑄設備中的射出系統(tǒng)中，進行射出及成形，壓鑄機臺的鎖模力為200-250ton，射出時的鑄造面積壓力為150-250Kg/cm2。
通過上述方法得到的散熱片的熱傳導系數(shù)為150W/mK。
實施例2鋁合金采用AlMgSi，該鋁合金的組成同實施例1。
碳化硅占整體散熱片的25％重量比，碳化硅的粒徑為120μm。具體方法如下1.熔煉爐將鋁合金加熱至660-720℃，并確定鋁合金完全為液相狀態(tài)。
2.進行除渣工作，將鋁合金中的雜質(zhì)去除。
3.加入陶瓷顆粒。
4.于固液相溫度下用攪拌棒對熔湯進行攪拌，此時熔湯溫度保持在550-700℃。
5.以機械手臂將攪拌均勻的熔湯舀起并注入壓鑄設備中的射出系統(tǒng)中，進行射出及成形，壓鑄機臺的鎖模力為200-250ton，射出時的鑄造面積壓力為150-250Kg/cm2。
通過上述方法得到的散熱片的熱傳導系數(shù)為315W/mK。
實施例3鋁合金采用AlMgSi，該鋁合金的組成同實施例1。
碳化硅占整體散熱片的60％重量比，碳化硅的粒徑為320μm。具體方法如下1.熔煉爐將鋁合金加熱至700-760℃，并確定鋁合金完全為液相狀態(tài)。
2.進行除渣工作，將鋁合金中的雜質(zhì)去除。
3.加入陶瓷顆粒。
4.于固液相溫度下用攪拌棒對熔湯進行攪拌，此時熔湯溫度保持在590-630℃。
5.以機械手臂將攪拌均勻的熔湯舀起并注入壓鑄設備中的射出系統(tǒng)中，進行射出及成形，壓鑄機臺的鎖模力為200-250ton，射出時的鑄造面積壓力為150-250Kg/cm2。
通過上述方法得到的散熱片的熱傳導系數(shù)為400W/mK。
權利要求
1.一種高熱傳導的散熱片結(jié)構，其特征在于整體散熱片系依實際應用的需要制成各種近凈形的形狀，又整體結(jié)構的主體系于鋁合金中混入適當比例的陶瓷顆粒。
2.根據(jù)權利要求1所述的高熱傳導的散熱片結(jié)構，其特征在于該鋁合金為AlSi、AlSiCu、AlSiZn、AlSiMg、AlSiCuMg、AlGe、AlGeSi、AlCu、AlMn、AlLi、AlSn及AlPb中的一種或多種。
3.根據(jù)權利要求1所述的高熱傳導的散熱片結(jié)構，其特征在于該陶瓷顆粒系為碳化硅。
4.根據(jù)權利要求3所述的高熱傳導的散熱片結(jié)構，其特征在于該碳化硅的粒徑以40-3000μm為宜。
5.根據(jù)權利要求1所述的高熱傳導的散熱片結(jié)構，其特征在于該陶瓷顆粒系占整體散熱片0.5-80％的重量比例。
6.一種高熱傳導的散熱片結(jié)構的制造方法，其步驟如下1.用熔煉爐將鋁合金加熱至660℃以上，并確定鋁合金完全為液相狀態(tài)。2.進行除渣工作，將鋁合金中的雜質(zhì)去除。3.加入陶瓷顆粒，至重量比達到0.5-80％。4.于固液相溫度下用攪拌棒對熔湯進行攪拌，此時熔湯溫度保持在550-700℃。5.以機械手臂將攪拌均勻的熔湯舀起并注入壓鑄設備中的射出系統(tǒng)中，進行射出及成形，壓鑄機臺的鎖模力為200-250ton，射出時的鑄造面積壓力為150-250Kg/cm2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高熱傳導的散熱片結(jié)構及其制造方法，其主要系在鋁合金的固/液二相區(qū)，藉由攪拌所造成的剪應力打斷或打碎固化的樹枝狀初晶，形成含球狀固體碎粒的熔湯，再將陶瓷顆粒加入，并利用分散在液相金屬中的固體顆粒來分散所加入的陶瓷顆粒，在不斷施以攪拌的作用下，令鋁合金變成細微而非枝狀結(jié)構，以完成致密性的陶瓷/鋁合金混合液，最后則可直接以壓鑄方式完成散熱片的結(jié)構外形，以由鋁合金的特性用以整體散熱片的塑形，并由陶瓷顆粒的高熱傳導效率提升同形結(jié)構的散熱效果。
文檔編號H01L23/373GK1463039SQ0212173
公開日2003年12月24日 申請日期2002年5月29日 優(yōu)先權日2002年5月29日
發(fā)明者陳永征, 黃傳政, 童全慶, 葉佳禎 申請人:富驊企業(yè)股份有限公司