CN107611106A - 一种散热结构及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及新材料技术领域，尤其是一种散热结构，其从内至外包括：导热层、纳米绝热层和类金刚石薄膜层。所述纳米绝热层的材质为纳米微孔SiO2玻璃球‑高分子复合材料，厚度均为10～500μm。本发明通过改进散热结构，利用辐射冷却的原理使散热效果更佳。

Description

一种散热结构及其制备方法
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，尤其是一种散热结构及其制备方法。
背景技术
目前，电子器件如笔记本电脑、平板电脑、手机等已经深入至人们生活的各个方面。
电子器件固然非常方便，但是使用时间长了以后会出现发热的现象。这种热量若得不到及时有效地疏导分散，不仅影响器件的正常运行，严重时会引发器件爆炸的后果。
人们希望找到一种散热结构能够同时解决现有的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种散热结构，其从内至外包括：导热层、纳米绝热层和类金刚石薄膜层。
进一步地，所述纳米绝热层的材质为纳米微孔SiO2玻璃球与4-甲基戊烯聚合物形成的复合材料，所述纳米微孔SiO2玻璃球与所述4-甲基戊烯聚合物的体积比为5～10％：1。
进一步地，所述纳米微孔SiO2玻璃球的粒径为1～100μm，孔径为1～6nm，比表面积达360～700m2/g。
进一步地，所述纳米绝热层厚度为10～500μm。
进一步地，所述导热层的材质为Ag或Al或Cu，厚度为0.5～10μm。
进一步地，所述类金刚石薄膜层厚度不大于10μm。
本发明还提供这种散热结构的制备方法，包括如下步骤：
提供一金属导热层；
将纳米微孔SiO2玻璃球与4-甲基戊烯聚合物混合，喷涂在所述导热层的表面，固化后形成纳米绝热层；其中，述纳米微孔SiO2玻璃球与所述4-甲基戊烯聚合物的体积比为5～10％：1；
利用微波等离子体化学气相沉积方法，在反应腔中通入甲烷、氢气和氧气的混合气体，控制温度400℃、功率1.5kw～4kw,气压20～45mbar，在所述纳米绝热层上形成类金刚石薄膜层。
进一步地，所述混合气体中：所述甲烷、氢气和氧气分别为12sccm、400sccm、4sccm。
进一步地，所述类金刚石薄膜的镀膜时间为60min。
进一步地，所述微波等离子体化学气相沉积方法中，控制微波频率为915MHz。
进一步地，所述第一纳米绝热层和/或第一纳米绝热层的材质为纳米微孔SiO2玻璃球-高分子复合材料。
本实施例还提供一种透光材料，其从内至外包括：透明工件、纳米绝热层和类金刚石薄膜层。
有益效果：
本发明通过利用纳米微米SiO2玻璃球、4-甲基戊烯聚合物和高导热效率的Ag形成改进散热结构，具有辐射冷却的性能；再利用高硬度的类金刚石薄膜保护散热结构，能够经久耐用。
附图说明
图1为本发明实施例1散热结构的结构示意图。
图2为本发明的散热结构散热效果图。
具体实施例方式
下面，将结合具体实施例对本发明作详细说明。
实施例1
本实施例利用纳米微米SiO2玻璃球材料和金属导热材料形成散热结构，起到迅速降温的作用。
本实施例提供一种散热结构10，包覆在一需要散热的工件5上，如图1所示，这种散热结构10形成在工件5的外侧。其中，工件可例如为电子器件或其他需要散热的物件。本实施例的散热结构10从内至外包括：导热层2、纳米绝热层3和类金刚石薄膜层4。
其中，所述导热层2是与需要散热的工件(例如电子器件)直接接触，定义导热层2面向电子器件的一侧为内侧。导热层2材质优选为导热金属，例如为Ag或Al或Cu，厚度为0.5～10μm。本实施例采用Ag为例，在兼顾成本控制的前提下，Ag的厚度可以适当增加，导热效果也将增加。这种结构中导热层一方面能吸收能够电子器件散发的热量，另一方面能反射各种电磁波，阻隔电磁波的导热干扰，进一步阻止外界热量重新进入。
所述纳米绝热层3的材质可例如为纳米微孔SiO2玻璃球-高分子复合材料材料。其中，高分子材料优选为4-甲基戊烯(4-methylpentene-1)的聚合物(俗称TPX)，具有高耐热性、低比重、高透光率等特点，密度：0.82-0.83；吸水率：0.01％；熔点：240℃；维卡软化点160℃～170℃；收缩率：1.5％～3.0％；透光率：90％～92％。而所述纳米微孔SiO2玻璃球材料选用粒径为1～100μm，孔径为1～6nm，比表面积达360～700m2/g范围的多种纳米级微孔SiO2玻璃球。
在TPX中混入纳米微孔SiO2玻璃球，得到的复合材料能够具有阻隔红外线的功能。在本实施例中，优选纳米微孔SiO2玻璃球的体积占所述TPX的体积为5～10％，按照该比例将两者混合均匀、固化后形成厚度为10～500μm的纳米微孔SiO2玻璃球-高分子复合材料作为纳米绝热层。结合有导热层的复合材料具有辐射冷却的性能，对红外线具有高达90％以上的反射率，能够将吸收到的热量作为红外线向外部环境辐射。因此，覆盖有本发明散热结构的物体，内部则通过导热层将热量带出外部，外部一方面阻隔红外线对物体的二次加热，另一方面纳米绝热材料将吸收的热量转为红外线进行辐射冷却，使得热量的传递始终保持从内向外的单向传递，散热效果更佳。
进一步地，在面向外界的所述纳米绝热层3表面形成类金刚石薄膜层4，厚度不大于10μm。类金刚石薄膜具有高硬度、高透光率，能够保护纳米绝热层不受损坏。
下面结合对照实验，验证本实施例散热结构的散热效果。
实验条件，准备两杯100℃的水装入直径为9cm的圆柱状透明玻璃水杯(顶部有盖密封)A、B作为装有散热材料的密封腔体，A玻璃水杯的侧面外表面包覆本实施例的散热结构、B玻璃水杯则无包覆，均置于室温为23℃的环境下自然冷却。
从图2可以看到，A玻璃水杯的降温速度有所提升，在高温领域的应用，特别是电器元件表面发热时的冷却情况，效果会更明显。
下面介绍这种散热结构的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：提供一工件，该工件可以是需要覆盖散热结构的工件表面，也可以是散热结构形成的承载件后续再粘合在需要散热的工件上。例如，该工件可以是塑料、玻璃等。在所述工件上形成导热层20，本实施例优选为Ag。导热层20可通过物理气相沉积技术制备形成，厚度为0.5～10μm。
步骤2：按照纳米微孔SiO2玻璃球的体积占所述TPX的体积为5～10％，将纳米微孔SiO2玻璃球与TPX混合，通过喷涂装置喷涂在所述导热层的表面，经过固化、冷却等工序获得纳米绝热层，厚度为10～500μm。
步骤3：将形成有导热层20、纳米绝热层30的工件置于反应腔中，在反应腔中按照体积流量比为3：100：1通入甲烷、氢气和氧气的混合气体。优选地，在本实施例中控制甲烷、氢气和氧气的标准气体流量分别为：甲烷12sccm和氢气400sccm，氧气4sccm。进一步地，控制反应条件：微波频率915MHZ、温度400℃、微波功率1.5kw～4kw、气压20～45mbar，在所述透明工件下表面形成亲水性类金刚石薄膜。具体地，亲水性类金刚石薄膜的镀膜速度优选为45～60min沉积1μm，形成厚度接近5μm(最大厚度不超过10μm)的类金刚石薄膜层。
本发明通过改进散热结构，可以与需要散热的工件一体成型，也可以粘合在需要散热的工件表面。工件表面的热量通过导热层从内向外传导，而纳米绝热层能够阻隔外界红外线的入射，防止红外线对工件进行二次加热。且高硬度的外保护膜使得这种散热结构还很经久耐用。
这种透明材料可应用饭盒、医用器件甚至窗户、玻璃幕墙等场景中。例如，一般窗户材质为玻璃，玻璃能够阻隔大部分的紫外线、而几乎对红外线没有阻隔作用，随着红外线进入越来越多，玻璃内的温度会升高，即为“温室效应”。本实施例提供的透明材料，其纳米绝热层对红外线具有高反射效率，阻隔红外线的进入而同时辐射冷却，有效维持玻璃内的相对低温。类金刚石薄膜层的高硬度能够保证透明材料经久耐用，对于某些需要保持低温要求的应用场景具有良好的经济价值。

Claims (10)

1.一种散热结构，其特征在于，从内至外包括：导热层、纳米绝热层和类金刚石薄膜层。
2.根据权利要求1所述散热结构，其特征在于，所述纳米绝热层的材质为纳米微孔SiO2玻璃球与4-甲基戊烯聚合物形成的复合材料，所述纳米微孔SiO2玻璃球与所述4-甲基戊烯聚合物的体积比为5～10％：1。
3.根据权利要求2所述散热结构，其特征在于，所述纳米微孔SiO2玻璃球的粒径为1～100μm，孔径为1～6nm。
4.根据权利要求1或2或3所述散热结构，其特征在于，所述纳米绝热层厚度为10～500μm。
5.根据权利要求1所述散热结构，其特征在于，所述导热层的材质为Ag或Al或Cu，厚度为0.5～10μm。
6.根据权利要求1所述散热结构，其特征在于，所述类金刚石薄膜层厚度不大于10μm。
7.一种散热结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供一金属导热层；
将纳米微孔SiO2玻璃球与4-甲基戊烯聚合物混合，喷涂在所述导热层的表面，固化后形成纳米绝热层；其中，述纳米微孔SiO2玻璃球与所述4-甲基戊烯聚合物的体积比为5～10％：1；
利用微波等离子体化学气相沉积方法，在反应腔中通入甲烷、氢气和氧气的混合气体，控制温度400℃、功率1.5kw～4kw,气压20～45mbar，在所述纳米绝热层上形成类金刚石薄膜层。
8.根据权利要求6所述散热结构的制备方法，其特征在于，所述混合气体中：所述甲烷、氢气和氧气分别为12sccm、400sccm、4sccm。
9.根据权利要求6所述散热结构的制备方法，其特征在于，所述类金刚石薄膜的镀膜时间为60min。
10.根据权利要求6所述散热结构的制备方法，其特征在于，所述微波等离子体化学气相沉积方法中，控制微波频率为915MHz。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108442592A (zh) * 2018-06-25 2018-08-24 科瑞格空调技术（北京）有限公司 一种通风遮阳板及具有通风和遮阳功能的玻璃幕墙
CN108560252A (zh) * 2018-06-11 2018-09-21 宁波瑞凌节能环保创新与产业研究院 一种防划伤辐射降温纤维
CN109041552A (zh) * 2018-10-12 2018-12-18 成都优博创通信技术股份有限公司 一种散热组件及通信模块
CN109360814A (zh) * 2018-09-29 2019-02-19 上海华虹宏力半导体制造有限公司 集成电路芯片的封装结构及其制造方法
CN112020268A (zh) * 2019-05-31 2020-12-01 讯凯国际股份有限公司 散热装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1465096A (zh) * 2001-05-30 2003-12-31 德山株式会社 散热片及其制造方法
CN1482840A (zh) * 2002-09-13 2004-03-17 统宝光电股份有限公司 封装保护结构
CN104576986A (zh) * 2013-10-14 2015-04-29 现代自动车株式会社 用于车辆的电力电子部件壳体的结构
CN104748606A (zh) * 2013-12-25 2015-07-01 松下知识产权经营株式会社 冷却结构体
CN106118455A (zh) * 2016-06-13 2016-11-16 桐庐奋飞实业有限公司 一种管道的保温涂层新工艺

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1465096A (zh) * 2001-05-30 2003-12-31 德山株式会社 散热片及其制造方法
CN1482840A (zh) * 2002-09-13 2004-03-17 统宝光电股份有限公司 封装保护结构
CN104576986A (zh) * 2013-10-14 2015-04-29 现代自动车株式会社 用于车辆的电力电子部件壳体的结构
CN104748606A (zh) * 2013-12-25 2015-07-01 松下知识产权经营株式会社 冷却结构体
CN106118455A (zh) * 2016-06-13 2016-11-16 桐庐奋飞实业有限公司 一种管道的保温涂层新工艺

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108560252A (zh) * 2018-06-11 2018-09-21 宁波瑞凌节能环保创新与产业研究院 一种防划伤辐射降温纤维
CN108442592A (zh) * 2018-06-25 2018-08-24 科瑞格空调技术（北京）有限公司 一种通风遮阳板及具有通风和遮阳功能的玻璃幕墙
CN109360814A (zh) * 2018-09-29 2019-02-19 上海华虹宏力半导体制造有限公司 集成电路芯片的封装结构及其制造方法
CN109360814B (zh) * 2018-09-29 2020-09-29 上海华虹宏力半导体制造有限公司 集成电路芯片的封装结构及其制造方法
CN109041552A (zh) * 2018-10-12 2018-12-18 成都优博创通信技术股份有限公司 一种散热组件及通信模块
CN112020268A (zh) * 2019-05-31 2020-12-01 讯凯国际股份有限公司 散热装置

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