CN102538554A - 设置线状散热体的复合散热结构及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种设置线状散热体的复合散热结构及其实现方法，属于散热器材领域。该复合散热结构包括有散热基材，以及通过热熔凝固的方式设置在散热基材上的金属质线状散热体，该线状散热体呈阵列分布。其实现方法包括：步骤1，对散热基材加热至金属质线状散热体的熔点以上的温度；步骤2，将金属质线状散热体阵列式排布在上述的散热基材上，与散热基材相接触的金属质线状散热体熔化；步骤3，对设置有金属质线状散热体的散热基材进行冷凝处理，将上述的金属质线状散热体进行切割。该复合散热结构采用超高导热系数的材料，其上设置的金属质线状散热体增加了散热面积，提高了散热效率。

Description

设置线状散热体的复合散热结构及其实现方法

技术领域

本发明属于散热器件领域。

搜术背景

电子产品、机械、电力、通信、化工等诸多领域，在产品的加工、生产的过程中，以及使用的过程中，都会产生数量不同的热量。而且，所产生的热量如果不能得到有效散发的话，则会对产品的加工及使用，均有可能造成影响。

目前，各种各样的散热材料已经广泛使用。不同类型的散热材料，会具有不同的性能，比如说，金属材料的导热性能良好，特别是其中的一部分金属材料，如铜、铝、银等，其导热性尤其良好。利用这些金属制成的散热器，比如铜质的散热器、铝质的散热器，也得到普遍应用。

下面列举一下常用的一些散热材料的热导率性能：

铝：237W/m ·K；

铜：401W/m·K；

银：420W/m·K；

金：318W/m·K。

因为价格因素，当前使用的绝大多数散热器，是采用铜质材料或者铝制材料来制造的；但有一些特殊场所，也使用银质或金质材料，来用作散热材料。散热器的形状与结构、尺寸等，根据不同的应用场合互有不同。比如，各种CUP上使用的散热器，以及电路板上使用的散热器，大多是具有波浪形散热沟槽的散热器件。虽然上述的金属作为散热材料比较常见，但是其散热性还是比较低，随着具有高散热性能的膜材料的出现，用其制造的散热器材越来越向其进行靠拢。

在本发明中就应用了这种具有高散热性能的膜材料。利用碳成分所制作的高散热石墨膜，具有很高的散热能力，可以达到：1500～1750W/m·K；而目前作为研究热点的石墨烯材料，则具有更加强大的散热能力，其热导率约为5000W/m·K。其中的高散热石墨膜已经大量应用于通讯工业、医疗设备、笔记本、手机、LED基板等散热。

本发明是利用金属质线状散热体设置在上述的高散热石墨膜上，制成一种复合的散热材料，金属质线状散热体经过激光切割使之形成长度相同的散热体，由于金属质线状散热体比较细，因此该复合散热材料能够用于电子设备的散热，其上的线状散热体增加了与热源的接触面积，进而增强了散热性能。

发明内容

本发明的目的，是提供一种设置有线状散热体的复合散热结构及其实现方法，它将金属质的散热体经过热熔凝固后固定于散热基材上，制作成复合散热材料，该散热材料增加了散热面积，提高了散热效率。

一种设置线状散热体的复合散热结构，它包括有散热基材，以及通过热熔凝固的方式设置在散热基材上的金属质线状散热体，该线状散热体呈阵列分布。

进一步，本发明所述的设置线状散热体的复合散热结构还具有如下技术特征：

所述的散热基材采用高散热膜材料或金属材料或散热陶瓷。

所述的高散热膜材料为高散热石墨膜或石墨烯膜。

所述的金属材料包括铜、铝、锡、铅、铁，或其合金。

所述的金属质线状散热体为低于散热基材的熔点的金属丝。

所述的金属质线状散热体，为铜质线状散热体或铝质线状散热体。

所述的金属质线状散热体，其直径的范围是0.01mm-2mm，长度范围是1mm-30mm。

一种设置线状散热体的复合散热结构的实现方法，它包括如下步骤：

步骤1，对散热基材加热至金属质线状散热体的熔点以上的温度；

步骤2，将金属质线状散热体阵列式排布在上述的散热基材上，与散热基材相接触的金属质线状散热体熔化；

步骤3，对设置有金属质线状散热体的散热基材进行冷凝处理，将上述的金属质线状散热体进行切割。

进一步，本发明所述的设置线状散热体的复合散热结构的实现方法还具有如下技术特征：

所述的散热基材采用高散热膜材料或金属材料或散热陶瓷。

所述的高散热膜材料为高散热石墨膜或石墨烯膜。

所述的金属质线状散热体为低于散热基材熔点的金属丝。

针对于步骤3，对金属质线状散热体的切割方式采用激光切割。

附图说明

图1是本发明所述的设置线状散热体的复合散热结构的示意图。

图2是本发明所述的复合散热结构的制造过程的示意图。

图3是本发明所述的实现方法的流程图。

具体实施例

针对于本发明主要功能的描述：

本发明将金属质线状散热体与散热基材结合起来，制造成散热性能高的复合散热结构。线状散热体采用导热率高的金属丝，它通过热熔凝固的方式固定在散热基材上，并通过激光切割将该金属丝剪切成长度相同的线状散热体，该线状散热体增加了接触面积，提高了散热效率。

下面通过举例对本发明进行描述。

参照图1所示，展示的本发明所述的结构示意图，该复合散热材料包括散热基材100和金属质线状散热体200。该散热基材100采用高散热膜材料或者金属材料或者散热陶瓷，其中的高散热膜材料包括高散热石墨膜或石墨烯膜，在本发明中优选为高散热石墨膜，它具有重量轻、低电阻、超高导热性等优点，其导热系数为1500～1750W/m·K。如果散热基材100采用金属材料，那么就选择铜、铝、锡、铅、铁，或其合金。金属质线状散热体200采用其熔点低于散热基材100熔点的金属丝，比如铜质金属丝或者铝制金属丝，其直径的范围为0.01mm-2mm，而它的长度范围是1mm-30mm。在制造过程中，利用激光切割技术将固定于上述散热基材上的金属丝剪切成长度范围内的金属丝作为线状散热体。金属质线状散热体200是通过热熔后再冷却的方式阵列是排布在散热基材上100。

但是，需要指出的是，当散热基材选择金属材料时，优选为金属铜，铜的熔点是1083.4℃，那么优选的线状散热体为铝质线状散热体，铝的熔点是660.37℃。由于本发明中所描述的线状散热体是通过热熔冷凝的方式固定在散热基材上的，因此，金属质线状散热体的熔点要低于散热基材的熔点。

结合着制造过程，对本发明所述的复合散热材料做进一步说明。

参照图2所示，展示的是复合散热结构的制造过程的示意图。首先对高散热石墨膜300进行加热，温度加热至380℃；然后，将长度为100mm的铝丝400阵列式排布在高散热石墨膜300上，由于高散热石墨膜300的温度高于铝丝的温度，因此与高散热石墨膜300接触的铝丝400熔化；再次，对设置有铝丝400的高散热石墨膜300进行冷凝处理，使其固定于高散热石墨膜300上；最后，利用个激光切割技术将固定于高散热石墨膜300上的铝丝400剪切成长度为30mm。这样就制造成了长度为30mm的复合散热结构。

参照图3所示，对本发明中所说的设置线状散热体的复合散热结构的制造方法做详细描述。

该方法包括如下步骤：

步骤1，对散热基材加热至金属质线状散热体的熔点以上的温度。

该步骤中，所述的散热基材优选为高散热石墨膜，当然还可以采用导热率高的金属材料，比如：铜、铝、铁、锡、铅等，或者采用上述金属材料的合金；此外，还可以采用散热陶瓷。而金属质线状散热体则采用金属丝，比如：铜丝或者铝丝。

步骤2，将金属质线状散热体阵列式排布在上述的散热基材上，与散热基材相接触的金属质线状散热体熔化。

在该步骤中，为了使金属质线状散热体在散热基材上均匀排布，可以在散热基材上设置阵列式凹槽。由于加热的温度超过了金属质线状散热体的熔点，因此与散热基材相接触的一端熔化。

步骤3，对设置有金属质线状散热体的散热基材进行冷凝处理，将上述的金属质线状散热体进行切割。

在该步骤中，冷却处理的方式可以是对散热基材直接进行冷却，或者是对设置有金属质线状散热体的散热基材所在的环境进行冷却。在本发明中，由于散热基材优选为高散热石墨膜，它的重量轻，因此对金属质线状散热体的切割方式优选为激光切割，该切割技术中激光光束的能量密度高，而且本发明中所采用的金属质线状散热体的直径在0.01mm-2mm范围内，因此使用激光切割不会对散热基材造成影响。

以上是对本发明的描述而非限定，基于本发明思想的其它实施例，亦均在本发明的保护范围之中。

Claims (12)

1.一种设置线状散热体的复合散热结构，其特征在于：它包括有散热基材，以及通过热熔凝固的方式设置在散热基材上的金属质线状散热体，该线状散热体呈阵列分布。

2.根据权利要求1所述的一种设置线状散热体的复合散热结构，其特征在于：所述的散热基材采用高散热膜材料或金属材料或散热陶瓷。

3.根据权利要求2所述的一种设置线状散热体的复合散热结构，其特征在于：所述的高散热膜材料包括高散热石墨膜和石墨烯膜中的其一。

4.根据权利要求2所述的一种设置线状散热体的复合散热结构，其特征在于：所述的金属材料包括铜、铝、锡、铅、铁，或其合金。

5.根据权利要求1所述的一种设置线状散热体的复合散热结构，其特征在于：所述的金属质线状散热体为低于散热基材的熔点的金属丝。

6.根据权利要求5所述的一种设置线状散热体的复合散热结构，其特征在于：所述的金属质线状散热体，为铜质线状散热体或铝质线状散热体。

7.根据权利要求1所述的一种设置线状散热体的复合散热结构，其特征在于：所述的金属质线状散热体，其直径的范围是0.01mm-2mm，长度范围是1mm-30mm。

8.一种设置线状散热体的复合散热结构的实现方法，其特征在于它包括如下步骤：

步骤1，对散热基材加热至金属质线状散热体的熔点以上的温度；

步骤2，将金属质线状散热体阵列式排布在上述的散热基材上，与散热基材相接触的金属质线状散热体熔化；

步骤3，对设置有金属质线状散热体的散热基材进行冷凝处理，将上述的金属质线状散热体进行切割。

9.根据权利要求8所述的一种设置线状散热体的复合散热结构的实现方法，其特征在于：所述的散热基材采用高散热膜材料或金属材料或散热陶瓷。

10.根据权利要求8所述的一种设置线状散热体的复合散热结构的实现方法，其特征在于：所述的高散热膜材料为高散热石墨膜或者石墨烯膜。

11.根据权利要求8所述的一种设置线状散热体的复合散热结构的实现方法，其特征在于：所述的金属质线状散热体为低于散热基材熔点的金属丝。

12.根据权利要求8所述的一种设置线状散热体的复合散热结构的实现方法，其特征在于：针对于步骤3，对金属质线状散热体的切割方式采用激光切割。

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