CN102564198B - 金属拉丝型散热复合结构的制造方法及制造系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种金属拉丝型散热复合结构的制造方法及制造系统，属于散热器材领域。它包括散热基材,以及阵列式排布在散热基材上的锥形金属体,该锥形金属体是拉丝金属条在熔化状态下经过拉丝形成的。其制造方法为：步骤1，设置拉丝金属条阵列结构；步骤2，对散热基材进行加热，使其达到高于拉丝金属条的熔点温度；步骤3，将步骤1中金属条阵列结构中外凸的拉丝金属条一端与散热基材接触，使其熔化；步骤4，在拉丝的有效范围内，扩大拉丝金属条阵列结构与散热基材之间的距离，实现拉丝效果；步骤5，降低温度，使拉丝金属条凝固后在散热基板上形成锥形金属体。本发明中的锥形金属体与外界的接触面积大，有效的提高了散热效率。
Description
技术领域
本发明属于散热器件领域。
技术背景
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。
但目前，仅仅依靠高散热性能的膜材料，其散热性能仍旧有所不足。
发明内容
本发明的目的，是提供一种通过金属拉丝形成的散热复合结构，及其配套的制造方法、制造系统，所对应的散热复合结构包括有拉丝结构，通过其上的金属体，提高了散热性能。
一种金属拉丝型散热复合结构,它包括有散热基材,以及阵列式排布在散热基材上的锥形金属体,该锥形金属体是拉丝金属条在熔化状态下经过拉丝形成的。
进一步，本发明所述的一种金属拉丝型散热复合结构还具有如下技术特征：
所述的散热基材为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是高散热石墨膜或石墨烯膜。
针对于散热基材采用金属材料时，散热基材的熔点高于拉丝金属条的熔点。
所述的拉丝金属条为铝丝或铜丝。
本发明还提供一种金属拉丝型散热复合结构的制造方法，该方法包括：
步骤1，设置拉丝金属条阵列结构；
步骤2，对散热基材进行加热，使其达到高于拉丝金属条的熔点温度；
步骤3，将步骤1中金属条阵列结构中外凸的拉丝金属条一端与散热基材接触，使其熔化；
步骤4，在拉丝的有效范围内，扩大拉丝金属条阵列结构与散热基材之间的距离，实现拉丝效果；
步骤5，降低散热基材或者所在环境的温度，使拉丝金属条凝固后在散热基板上形成锥形金属体。
进一步，本发明所述的一种金属拉丝型散热复合结构的制造方法还具有如下技术特征：
所述的散热基材为高散热膜材料或金属材料或散热陶瓷。
所述的拉丝金属条为铝丝或铜丝。
在所述的步骤3或步骤4中，对拉丝金属体条进行预热处理，使其温度低于它的熔点温度，且低于熔点温度的范围在100℃之内。
在所述的步骤2、步骤3或步骤4中，散热基材的温度高于拉丝金属条的熔点温度，且高于熔点温度的范围在200℃之内。
在步骤4或步骤5中，对拉丝完成的锥形金属体的上部进行切割处理。
锥形金属体的切割方式采用激光切割。
本发明还提供一种金属拉丝型散热复合结构的制造系统，该系统包括：
拉丝金属条阵列结构，它是用以阵列式设置拉丝金属条的结构；
散热基材，它是用以实现快速导热的基材结构；
拉丝金属条阵列移位结构，它是改变上述的拉丝金属条阵列结构和上述的散热基材之间距离的结构，当二者之间相互靠近时使拉丝金属条形成熔化点，二者之间相互离开时形成拉丝结构；
温控结构，它是用以对上述的拉丝金属条阵列结构进行预热处理，并且对拉丝金属条和散热基材进行温度调节的结构。
本发明利用金属条在散热基材上进行拉丝处理后,形成锥形的金属体,该金属体上端较细下端较粗,这样的形状增加了与外界的接触面积,实现了快速散热的目的。
附图说明
图1是本发明所述的散热复合结构的示意图。
图2是本发明所述的散热复合结构的制作流程图。
图3是本发明所述的制造方法的流程图。
图4是本发明所述的制造系统的示意图。
具体实施例
针对于本发明主要功能的描述：
本发明利用拉丝金属的阵列结构中凸出的一端与处于高温状态时的散热基材接触，使其熔化，然后经过拉丝处理后在散热基材上形成锥形的金属体，该金属体与散热基材的接触面积较大，增强了散热效率。
下面通过举例对本发明进行描述。
参照图1所示，展示的是本发明所述的金属拉丝型散热复合结构的示意图。该复合结构包括散热基材100，以及锥形金属体200。该锥形金属体200是拉丝金属条在熔化状态下，经过拉丝处理后形成的，它在散热基材100上呈阵列式分布。上述的散热基材100采用高散热膜材料，比如高散热石墨膜，它的导热率可达到1500～1750W/m·K、石墨烯膜的热导率约为5000W/m·K，在具体应用中优选为高散热石墨膜；还可以采用导热率高的金属材料，比如，铜、铁、锡、铅等等；当然还可以采用散热陶瓷。而拉丝金属条为铝丝或者铜丝。
结合着制造过程，对图2所示的散热复合结构的制作流程做进一步说明。如图所示，首先将拉丝金属条300制作成阵列式结构，可以将拉丝金属条固定于金属板400上，呈阵列式排布；其次，对散热基材100进行加热，使其温度升高至高于拉丝金属条300的熔点的温度；再次，将固定于金属板400上的拉丝金属条300与处于高温状态下的散热基材100接触，使拉丝金属条300一端熔化形成熔融状态的熔化点301；最后，对拉丝金属条300进行拉丝处理，即拉伸散热基材100与金属板400之间的距离，其下端就形成水滴状的熔融状态的金属液滴302，而上端还是拉丝金属条300的状态，然后降低散热基材100的温度，使拉丝金属铁300凝固在散热基材上，采用激光切割技术从两者中间的较细的部分进行剪切，形成上端细下端粗的锥形金属体200。需要说明的是，在进行拉丝处理时，必须在金属丝的拉丝有效范围内，并且进行拉丝时，金属板400应匀速缓慢的移动，防止移动速度过快而到只拉丝金属条300被拉断。
参照图3所示，描述的是金属拉丝型散热复合结构的制造方法的流程图。该方法包括:
步骤1，设置拉丝金属条阵列结构。
在该步骤中，拉丝金属条为铜丝或者铝丝，在本发明中优选为铝丝，它的熔点较低。这种阵列结构可以通过将拉丝金属条阵列式排布在金属板上实现，或者将拉丝金属条固定于阵列式的模具中。
步骤2，对散热基材进行加热，使其达到高于拉丝金属条的熔点温度。
所述的散热基材采用高散热膜材料或者金属材料或者散热陶瓷，但在上述的实施例中优选为高散热石墨膜，它属于高散热膜材料，它具有重量轻、超高导热性等优点，是现在散热器材中优选的散热材料。需要指出的是，散热基材的温度要高于拉丝金属条的熔点温度，但也不能高的太多，防止拉丝金属条熔化过快，这个高于拉丝金属条的熔点温度的范围控制在200℃之内。
步骤3，将步骤1中金属条阵列结构中外凸的拉丝金属条一端与散热基材接触，使其熔化。
为了使拉丝金属条与散热基材接触的一端快速熔化，对拉丝金属条进行预热处理，即对其进行加热，达到的温度不能超过熔点温度，但也不能太低。如果太低，由散热基材将热量传递到拉丝金属条上使其熔化的时间就长，因此可以将拉丝金属条加热的温度控制在低于熔点温度100℃之内。
步骤4，在拉丝的有效范围内，扩大拉丝金属条阵列结构与散热基材之间的距离，实现拉丝效果。
在该步骤中，拉丝的有效范围指的是，当增加拉丝金属条阵列结构与散热基材之间的距离时，拉丝金属条经过拉伸后，在与散热基材接触的一端未被拉断的范围。不同的金属具有不同的延展性，其拉丝的有效范围也不同，在所有的金属中，金的延展性是最好的。针对与本发明中采用的铜丝和铝丝都具有良好的延展性，因此对于需要拉丝处理的情况下是优选的金属材料。在增加拉丝金属条阵列结构和散热基材之间的距离时，拉丝金属条阵列结构是匀速运动的，防止拉丝的速度过快而导致金属条被拉断。
步骤5，降低散热基材或者所在环境的温度，使拉丝金属条凝固后在散热基板上形成锥形金属体。
温度降低后，经过拉丝处理的金属条凝固，采用激光切割技术将凝固在散热基材上的锥形的金属体与拉丝金属条分离。
参照图4所示，本发明所述的一种金属拉丝型散热复合结构的制造系统的示意图。该系统包括：
拉丝金属条阵列结构500，它是用以阵列式设置拉丝金属条的结构；
散热基材600，它是用以实现快速导热的基材结构；
拉丝金属条阵列移位结构700，它是改变上述的拉丝金属条阵列结构500和上述的散热基材600之间距离的结构，当二者之间相互靠近时使拉丝金属条形成熔化点，二者之间相互离开时形成拉丝结构；
温控结构800，它是用以对上述的拉丝金属条阵列结构500进行预热处理，并且对其上的拉丝金属条和散热基材600进行温度调节的结构。
在该系统中，散热基材采用高散热膜材料或者金属材料或者散热陶瓷，而优选为高散热石墨膜。拉丝金属条采用导热性好的铝丝或者铜丝。
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 (10)
1.一种金属拉丝型散热复合结构的制造方法，其特征在于，该方法包括：
步骤1，设置拉丝金属条阵列结构；
步骤2，对散热基材进行加热，使其达到高于拉丝金属条的熔点温度；
步骤3，将步骤1中金属条阵列结构中外凸的拉丝金属条一端与散热基材接触，使其熔化；
步骤4，在拉丝的有效范围内，扩大拉丝金属条阵列结构与散热基材之间的距离，实现拉丝效果；
步骤5，降低散热基材或者所在环境的温度，使拉丝金属条凝固后在散热基板上形成锥形金属体。
2.根据权利要求1所述的一种金属拉丝型散热复合结构的制造方法，其特征在于：所述的散热基材为高散热膜材料或金属材料或散热陶瓷。
3.根据权利要求1所述的一种金属拉丝型散热复合结构的制造方法，其特征在于：所述的拉丝金属条为铝丝或铜丝。
4.根据权利要求1所述的一种金属拉丝型散热复合结构的制造方法，其特征在于：在所述的步骤3或步骤4中，对拉丝金属体条进行预热处理，使其温度低于它的熔点温度，且低于熔点温度的范围在100℃之内。
5.根据权利要求1所述的一种金属拉丝型散热复合结构的制造方法，其特征在于：在所述的步骤2、步骤3或步骤4中，散热基材的温度高于拉丝金属条的熔点温度，且高于熔点温度的范围在200℃之内。
6.根据权利要求1所述的一种金属拉丝型散热复合结构的制造方法，其特征在于：在步骤4或步骤5中，对拉丝完成的锥形金属体的上部进行切割处理。
7.根据权利要求6所述的一种金属拉丝型散热复合结构的制造方法，其特征在于：锥形金属体的切割方式采用激光切割。
8.一种金属拉丝型散热复合结构的制造系统，其特征在于，该系统包括：
拉丝金属条阵列结构，它是用以阵列式设置拉丝金属条的结构；
散热基材，它是用以实现快速导热的基材结构；
拉丝金属条阵列移位结构，它是改变上述的拉丝金属条阵列结构和上述的散热基材之间距离的结构，当二者之间相互靠近时使拉丝金属条形成熔化点，二者之间相互离开时形成拉丝结构；
温控结构，它是用以对上述的拉丝金属条阵列结构进行预热处理，并且对拉丝金属条和散热基材进行温度调节的结构。
9.根据权利要求8所述的一种金属拉丝型散热复合结构的制造系统,其特征在于：所述的拉丝金属条为铝丝或铜丝。
10.根据权利要求8所述的一种金属拉丝型散热复合结构的制造系统,其特征在于：所述的散热基材为高散热膜材料或金属材料或散热陶瓷。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 213149 Jiangsu city of Changzhou province Wujin Dragon Road Economic Development Zone No. 2 Applicant after: TANYUAN TECHNOLOGY Co.,Ltd. Address before: 213149 Jiangsu city of Changzhou province Wujin Dragon Road Economic Development Zone No. 2 Applicant before: Jiangsu carbon dollar Polytron Technologies Inc. Address after: 213149 Jiangsu city of Changzhou province Wujin Dragon Road Economic Development Zone No. 2 Applicant after: Jiangsu carbon dollar Polytron Technologies Inc. Address before: 213149 Jiangsu city of Changzhou province Wujin Dragon Road Economic Development Zone No. 2 Applicant before: CHANGZHOU TANYUAN TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd. |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: JIANGSU TANYUAN TECHNOLOGY CO., LTD TO: TANYUAN SCIENCE AND TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: CORRECT: APPLICANT; FROM: CHANGZHOU TANYUAN TECHNOLOGY DEVELOPMENT CO., LTD. TO: JIANGSU TANYUAN TECHNOLOGY CO., LTD |
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Jianhong Inventor before: Request for anonymity |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Ma Yuchen Inventor before: Wang Jianhong |
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| COR | Change of bibliographic data | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140820 |