CN103687419A

CN103687419A - 散热器及其制造方法

Info

Publication number: CN103687419A
Application number: CN201210322833.0A
Authority: CN
Inventors: 徐仲恺; 钟明修
Original assignee: Furui Precise Component Kunshan Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Current assignee: Furui Precise Component Kunshan Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2012-09-04
Filing date: 2012-09-04
Publication date: 2014-03-26

Abstract

一种散热器，其包括导热的基板及形成于基板表面的导热膜，所述导热膜的热阻较基板小、所述导热膜的热传导率较基板高，所述导热膜的厚度较基板的厚度小，且导热膜的厚度介于0.025mm至0.05mm之间。本发明还涉及这种散热器的制造方法。

Description

散热器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种散热器及其制作方法，尤其涉及一种用于薄型化电子装置的散热器及其制作方法。

背景技术

现代电子产品已逐渐向轻薄化、便携化的方向发展，如手机、MP3音乐播放器以及平板电脑等。但由于其中央处理器（CPU）、图形处理器（GPU）等电子元件高速、高频及其本身高度的集成化，致使其发热量剧增，如不及时排除这些热量，电子产品自身的温度将会急剧升高，进而导致电子元件的损坏或性能的降低。传统的散热方式为采用散热风扇搭配散热鳍片来加强电子产品散热，但由于散热风扇搭配散热鳍片后整体体积较大，且受到轻薄型电子产品本身的体积的限制，已经不再适用于轻薄型电子产品中。而目前人们通常采用的自然对流条件下的铝、铜散热片或石墨散热片贴设发热电子元件的散热方式中，由于这些散热片的本身所固有的缺陷，如铝散热片本身的热阻较大，且热扩散性不够好；铜散热片的质量较大；而石墨散热片价格昂贵、成本较高，轻、薄型电子产片的散热问题成为业界函待解决的一大难题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种散热性好且成本较低的散热器。

一种散热器，其包括导热的基板及形成于基板表面的导热膜，所述导热膜的热阻较基板小、所述导热膜的热传导率较基板高，所述导热膜的厚度较基板的厚度小，且导热膜的厚度介于0.025mm至0.05mm之间。

一种散热器的制造方法，其包括如下步骤：

提供导热的基板；

在基板的表面形成导热膜，所述导热膜的热阻较基板小、热传导率较基板高，所述导热膜的厚度小于基板的厚度，且导热膜的厚度介于0.025mm至0.05mm之间。

与现有技术相比，本发明提供的散热器，由于基板的表面通过微弧氧化工艺形成导热膜，由于导热膜的热阻较基板的热阻小，且导热膜的热传导率高于基板的热传导率，使得该散热器的热阻小于传统的铝散热器的热阻，从而增强了其散热效果；同时，也由于该散热器的制造材料的成本较低，具有一定的经济适用性。

附图说明

图1为本发明一较佳实施例的散热器的剖视图。

图2为图1所示散热器与一热源组合后的剖视图。

图3为本发明一较佳实施例的散热器的制造方法中基板置于微弧氧化装置中进行微弧氧化处理的示意图。

图4及图5为本发明的散热器与传统纯铝散热板的性能测试步骤示意图。

主要元件符号说明

散热器	10
		基板	11
导热膜	13
		电路板	30
热源	31
		微弧氧化装置	40
氧化槽	41
		电解液	43
导电体	45
		电源装置	47
导线	49
		测试点	50
第一基准测试点	51
		第二测试点	52
第三测试点	53
		第四测试点	54
第五测试点	55
		固定块	60

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1，本发明一较佳实施例的散热器10包括一基板11以及形成于基板11表面的导热膜13。所述基板11为一厚度均匀的导热板体。在本实施例中，所述基板11为一纯铝板体。该导热膜13为热传导率较基板11高、热阻较基板11小的薄膜，该导热膜13的厚度小于基板11的厚度，其均匀覆盖于整个基板11的外表面，用于向基板11快速均匀的传递热量，该导热膜13可为陶瓷膜、金属膜及金属氧化物膜。在本实施例中，该导热膜13是通过微弧氧化工艺处理形成的一厚度介于0.025mm至0.05mm之间的一氧化铝膜。

当然，所述导热膜13也可以仅形成于散热器10与后续热源31（如图2所示）接触的一侧表面，只要其能将热源31的热量快速均匀地向基板11的各处传递即可。

请参阅图2，本发明中，由于导热膜13的传热性能较基板11的传热性能高，从而使该散热器10的传热性能高于纯铝散热板、热阻小于纯铝散热板的热阻，如此该基板11表面的导热膜13与电路板30上的热源31贴设后，导热膜13将会吸收热源31的热量，并将这些热量快速均匀地传导至基板11的各处，使这些热量均匀快速的向外散发。本实施例中，所述热源31为CPU（中央处理器）或GPU（图形处理器）等发热量较大的芯片。

本发明进一步提供所述散热器10（请参见图1）一较佳实施例的制造方法，该制造方法包括如下步骤：

步骤一，通过冲压或压铸成型的方式制成所述基板11，并利用乙醇、离子水等对其表面进行去污处理。

步骤二，请参见图3，提供一微弧氧化装置40，将基板11置于微弧氧化装置40中进行微弧氧化处理，进而在基板11的表面形成所述导热膜13。

所述微弧氧化装置40包括一氧化槽41、位于氧化槽41内的电解液43、一导电体45、一电源装置47及若干连接电源装置47与导电体45、基板11的若干导线49。具体地，将导电体45作为微弧氧化的一个电极，将基板11作为微弧氧化的另一个电极，并将导电体45与基板11分别连接至电源装置的正极、负极，并浸入电解液43中，且使电解液43淹没导电体45及基板11；打开电源，对基板11进行微弧氧化处理；氧化时，控制电源装置47的电压为300-500伏特，微弧氧化的时间设置为10-15分钟，电解液的温度为20-40摄氏度，从而在基板11的表面形成厚度介于0.025mm至0.05mm之间的导热膜13。

为了对比散热器10与传统的纯铝散热板的散热效果，下面将对二者进行对比测试。

具体操作如下：

步骤一，请参见图4及图5，提供一尺寸为50mm*50mm的所述散热器10，并将该散热器10的下表面贴设于所述电路板30的热源31。本实施例中，该热源31设于散热器10下表面的中心位置处。当然，为了使该散热器10与热源31接触良好，可在散热器10上表面的中心位置处放置一固定块60，该固定块60为一耐热性较好的材料制成。本实施例中，该固定块60由酚醛塑料制成。

步骤二，通电并设置热源31的功率为一定值，使热源31处于稳定的工作状态。本实施例中，热源31的功率为2.49瓦至2.53瓦之间。

步骤三，测试预先选定的测试点50的温度值。所述测试点50包括第一基准测试点51、第二测试点52、第三测试点53、第四测试点54及第五测试点55。优选地，所述第一基准测试点51位于散热器10的上表面的中心位置处。所述第二测试点52至第五测试点55的位置与第一基准测试点51的位置距离分别相等。本实施例中，第二测试点52至第五测试点55的位置分别选择在散热器10上表面的对角线上。第一基准测试点51的温度值用T01表示，其作为基准测试值；第二测试点52至第五测试点55的温度值分别用T02、T03、T04及T05表示。

步骤四，提供与散热器10尺寸相同的传统纯铝散热板（图未示），并采用与上述相同的方法进行测试，此时的第一基准测试点51至第五测试点55的温度分别用T11、T12、T13、T14、T15表示。

步骤五，根据所测得的测试点50的温度值以及热源31的功率，计算得出不同厚度的条件下，散热器10的热阻值与传统纯铝散热板的热阻值，如表1所示；根据所测得的测试点50的温度值，分别计算得出不同厚度的条件下，散热器10与传统纯铝散热板的第一基准测试点51与其他测试点的差值，如表2所示。

表1 散热器10的热阻与传统纯铝散热板的热阻随厚度的变化关系

表2 散热器10的测试点的温度差与传统纯铝散热板的测试点的温度差随厚度的变化关系

从表1中可以看出，在等厚度的条件下，由于散热器10的表面形成有导热膜13，导热膜13的传热性能较传统纯铝散热板的传热性能高，从而使得散热器10的热阻值小于传统纯铝散热板的热阻值。因此，与传统纯铝散热板相比，散热器10的导热膜13将会吸收热源31的热量，并将这些热量快速地传导至基板11的各处，使这些热量均匀快速的向外散发。

此外，从表1中可以看出，随着基板11厚度的逐渐增大，散热器10的热阻值呈逐渐减小的趋势，且大致呈线性减小。在基板11的厚度为0.06mm至0.5mm的测试范围内，当基板11的厚度为0.5mm时，散热器10的热阻值与传统纯铝散热板的热阻值的差值最大，经过微弧氧化后得到的散热器10热阻最小，其热阻值为20.60℃/W。

假设用Y来代表散热器10的热阻，其单位为℃/W，用X代表基板11的厚度，其单位为mm，采用最小二乘法对表1中所反映的基板11的厚度X与散热器10的热阻Y的关系进行线性拟合后，散热器10的热阻Y与基板11厚度X之间的关系可以用下列表达式标示：Y=-10.41X+25.16。由此表达式可以得出，当所采用基板11的厚度接近2.4mm时，散热器10的热阻值将接近最小值，此时的散热器10的散热能力最强。当然，由于散热器10的厚度受到轻薄型电子产品的体积的限制，基板11的厚度可以根据实际需要在厚度与热阻之间折中选择。

由表2对比可知，在等厚度的条件下，以及热源31正常工作的时间相同的条件下，散热器10上的第一基准测试点51的温度与其他四个测试点的温度差，比传统纯铝散热板的第一基准测试点51的温度与其他四个相应的测试点温度差小；这说明，在其他条件相同的情况下，热源31自散热器10下表面传递至上表面中心的热量（即第一基准测试点51的位置的热量）能够更加均匀地向散热器10的周围扩散。

与现有技术相比，本发明提供的散热器，由于导热膜的传热性能较基板的传热性能高，且导热膜的散热均匀性好，从而使该散热器的传热性能高于纯铝散热板、热阻小于传统纯铝散热板的热阻且散热均匀性较纯铝散热板好；再者，本发明的散热器可采用铝材料作为基板，价格低廉，成本较低。

Claims

1.一种散热器，包括导热的基板及形成于所述基板表面的导热膜，其特征在于：所述导热膜的热阻较基板小、且热传导率较基板高，所述导热膜的厚度较基板的厚度小，且导热膜的厚度介于0.025mm至0.05mm之间。

2.如权利要求1所述的散热器，其特征在于：所述导热膜形成于所述基板的一侧表面或形成于所述基板的整个外表面。

3.如权利要求1所述的散热器，其特征在于：所述基板为铝基板，所述导热膜为厚度均匀的氧化铝。

4.如权利要求3所述的散热器，其特征在于：所述铝基板的厚度小于2.4mm。

5.一种散热器的制造方法，其包括如下步骤：

提供导热的基板；

6.如权利要求5所述的散热器的制造方法，其特征在于：所述基板为铝基板，所述导热膜为氧化铝。

7.如权利要求5所述的散热器的制造方法，其特征在于：还包括提供微弧氧化装置，所述微弧氧化装置包括氧化槽、位于氧化槽内的电解液、导电体及电源装置，并将导电体与所述基板分别作为电极浸入电解液中进行微弧度氧化处理。

8.如权利要求7所述的散热器的制造方法，其特征在于：所述电解液的温度为20至40摄氏度。

9.如权利要求8所述的散热器的制造方法，其特征在于：所述电源装置的电压控制为300至500伏特。

10.如权利要求9所述的散热器的制造方法，其特征在于：所述微弧氧化处理的时间为10至15分钟。