CN111083261A - 一种单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及散热片技术领域，尤其公开了一种单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片及其制备方法，所述散热片包括两个散热基片，两个所述散热基片均包括基板，所述基板单面设置有铜层，所述基板包括主体部和设置于主体部外周边缘的焊接边，两个散热基片相互层叠且两个散热基片的焊接边相互焊接，铜层镀于两个散热基片的基板相互靠近的一面。本发明散热片的制备方法操作控制方便，生产效率高，生产成本低，适合大规模工业化生产，使制得的散热片结构简单、厚度薄、不易变形、具有良好散热性能，可有效提高电子产品的散热效果；产品质量稳定、使用寿命长。

Description

一种单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片及其制备方法

技术领域

本发明涉及散热片技术领域，尤其公开了一种单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片及其制备方法。

背景技术

随着社会的进步和科技的迅速发展，智能手机等微电子设备不断向超薄型和高性能方向发展，智能手机内部电子元件的能耗也越来越大，运行中所产生的热量不排出、易于迅速积累而形成高温，如果对于这些热量不进行很好的处理就会降低手机的性能、可靠性和使用寿命。因此，需提高手机的散热性能。现有技术通常采用纯铜散热片进行散热，然而，纯铜硬度低，容易变形，会因此对手机的性能和可靠性带来不利影响，因此提供一种硬度高、不易变形且使手机具有良好散热性能的手机散热片具有十分重要的意义。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片，硬度高、不易变形且使手机具有良好散热性能的手机散热片。

本发明的另一目的在于提供一种单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片的制备方法，该制备方法操作控制方便，生产效率高，生产成本低，适合大规模工业化生产，使制得的单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片硬度高、不易变形、可有效提高手机的散热效果、产品质量稳定、使用寿命长。

为实现上述目的，本发明的目的通过下述技术方案实现：一种单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片，所述散热片包括两个散热基片，两个所述散热基片均包括基板，所述基板单面设置有铜层，所述基板包括主体部和设置于主体部外周边缘的焊接边，两个散热基片相互层叠且两个散热基片的焊接边相互焊接，铜层镀于两个散热基片的基板相互靠近的一面。

进一步的，所述基板为不锈钢或钛合金基板。

本发明将两个散热片贴合，并通过其周片的焊接边进行焊接，形成散热片，手机内部的水可以形成气、液态循环进行散热，单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片，硬度高、不易变形且使手机具有良好散热性能，其成本低，适用于现有智能手机包括5G手机的散热。

进一步的，所述焊接边凸伸出第一散热基片以及第二散热基片的镀铜面。

进一步的，所述主体部包括焊接部以及与焊接部连接的延伸部，所述焊接边围设于焊接部的外周边缘，所述焊接部与延伸部的连接处未设有焊接边，所述主体部与所述焊接边围设形成空腔。

本发明所述焊接边凸伸出第一散热基片以及第二散热基片的镀铜面，所述凹槽与所述焊接边围设形成空腔，两个散热基片焊剂时，只有焊接边相互焊接，其中部形成间隔空间，形成了散热通道，提高了散热效果，并且两个散热基片的设置增大了散热面积，进一步提高了散热效果。

进一步的，所述延伸部的镀铜面设有凹槽，所述凹槽与空腔连通。

进一步的，所述延伸部包括翅片以及与翅片连接的连接部，所述连接部和焊接部连接，所述凹槽贯穿连接部。

本发明延伸部的凹槽与空腔连通，形成了散热通道，翅片增大了散热面积，手机内部的水可以形成气、液态循环进行散热，大大提高了智能手机的散热性能，进而提升了手机的使用性能、可靠性和使用寿命，单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片，硬度高、不易变形且使手机具有良好散热性能，避免了纯铜片硬度低、容易变形等问题。

本发明的另一目的通过下述技术方案实现：上述单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片的制备方法，包括如下步骤：

(1)取不锈钢或钛合金板材，对板材进行单面镀铜处理，不需镀铜的一面做遮蔽处理；

(2)将单面镀铜的不锈钢或钛合金板材加工成所需散热片的形状，得到散热基片，所述散热基片包括基板，所述基板单面设置有铜层，所述基板包括主体部和围设于主体部外周边缘的焊接边；散热基片可通过裁切、冲压等工序得到所需形状。

(3)取两个散热基片，将其镀铜的一面相互靠近并通过焊接边进行焊接，

形成散热片。两个散热基片的形状相同或者大致相同。

进一步的，所述步骤(1)中，采用水镀或者真空镀进行镀铜。

进一步的，所述步骤(1)中，所述板材为不锈钢板材，采用水镀方法对不锈钢板材进行镀铜。

进一步的，所述步骤(1)中，对不锈钢板材进行镀铜的方法包括如下步骤：

A1、将对不锈钢板材表面进行清洁处理，除去不锈钢板材表面残留物，然后进行除油和酸活化处理；

A2、在活化过的不锈钢板材预镀面上预先镀镍形成镍层；

A3、对与预镀面相对的一侧进行遮蔽处理，将板材置于酸性硫酸铜溶液中进行电镀铜，形成铜层。

进一步的，所述步骤A1中，酸活化步骤为：将所述不锈钢板材放入酸性溶液中进行活化处理，所述酸性溶液为浓度8-15wt％的盐酸溶液；

进一步的，所述步骤A2中，采用预镀液进行镀镍，镀镍时间为5-10min，镍层厚度为0.4-2μm，其阳极采用不溶性碳晶棒，所述预镀液包括如下原料：180-250g/L的硫酸镍、70-100g/HCl。通过采用预镀液镀镍，可以提高不锈钢基板和铜层的结合力。

进一步的，所述步骤A3中，所述将板材置于酸性硫酸铜溶液中进行电镀铜的工艺具体为：以不锈钢板材阴极，磷铜板为阳极，阴极电流密度控制范围7-15A/dm²、电镀时间为8-15min，通过采用空气鼓泡方式进行搅拌，最后形成铜层；其中，所述酸性硫酸铜溶液包括如下原料：150-180g/L CuSO₄、60-80g/L H₂SO₄、0.03-0.06g/L NaCl、4-7g/L酒石酸钾、0.5-2g/L萘二磺酸、2-5g/L柠檬酸钾。

通过采用上述工艺和酸性硫酸铜溶液，使得SO₄ ^2–的含量较高，铜含量偏低，提高了镀铜效率，减少了电镀时间，并改善了镀铜的均镀能力且成本低；酒石酸钾、萘二磺酸、柠檬酸钾复配，大大增强了对铜离子的络合效果，将铜离子更好地分散在镀液中，有效地防止过量游离的铜离子易产生沉淀的问题。电镀时其中一面做遮蔽处理，进一步降低了成本。通过高压水冲压后，板材与铜层结合性好，可形成光亮铜层，铜层表面未发现毛刺，粗糙度Ra控制在0.05μm以内，未发现基体存在壳皮和壳点；采用中性盐雾试验中性对镀铜后的不锈钢板材进行测试，48小时无锈点；用百格法对镀铜后的不锈钢板材进行测试，镀层无脱落。本发明制得的不锈钢散热基片表面均匀光亮、致密，具有良好的耐蚀性，导热率高，相比纯铜具有更高的硬度，耐冲压性能优良，加工性好。

本发明的有益效果：本发明的单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片，硬度高、不易变形且使手机具有良好散热性能的手机散热片；其制备方法操作控制方便，生产效率高，生产成本低，适合大规模工业化生产，使制得的单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片硬度高、不易变形、可有效提高手机的散热效果、产品质量稳定、使用寿命长。

附图说明

图1为本发明的散热基片结构示意图。

附图标记包括：

11—基板 12—主体部 13—焊接边

14—连接部 15—凹槽 16—翅片

17—凸起柱。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步的说明。

实施例1

请参阅图1所示，一种单面镀铜的不锈钢手机散热片，所述散热片包括两个散热基片，两个所述散热基片均包括基板11，所述基板11单面设置有铜层，所述基板11包括主体部12和设置于主体部12外周边缘的焊接边13，两个散热基片相互层叠且两个散热基片的焊接边13相互焊接，铜层镀于两个散热基片的基板11相互靠近的一面。

进一步的，所述焊接边13凸伸出两个散热基片的镀铜面。

进一步的，所述主体部12包括焊接部以及与焊接部连接的延伸部，所述焊接边13围设于焊接部的外周边缘，所述焊接部与延伸部的连接处未设有焊接边13，所述主体部12与所述焊接边13围设形成空腔。

进一步的，两个散热基片的镀铜面均设置有多个凸伸出主体部12的凸起柱17。凸起柱17位于空腔内。由于凸起柱17的设定，可以增大散热面积，并使形成的散热通道散热性更好，有效提高手机的散热性能，提高其使用可靠性和使用寿命。

进一步的，所述延伸部的镀铜面设有凹槽15，所述凹槽15与空腔连通。

进一步的，所述延伸部包括翅片16以及与翅片16连接的连接部14，所述连接部14和焊接部连接，所述凹槽15贯穿连接部14。

上述单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片的制备方法，包括如下步骤：

(1)取不锈钢板材，对板材进行单面镀铜处理，不需镀铜的一面做遮蔽处理；

(2)将单面镀铜的不锈钢或钛合金板材加工成所需散热片的形状，得到散热基片，所述散热基片包括基板11，所述基板11单面设置有铜层，所述基板11包括主体部12和围设于主体部12外周边缘的焊接边13；

(3)取两个散热基片，将其镀铜的一面相互靠近并通过焊接边13进行焊接，形成散热片。

进一步的，所述步骤(1)中，所述板材为不锈钢板材，采用真空镀方法对不锈钢板材进行镀铜。所述真空镀方案按现有技术的真空镀方法进行，这里不再赘述。

实施例2

本实施例的一种单面镀铜的钛合金手机散热片，所述散热片包括两个散热基片，两个所述散热基片均包括基板11，所述基板11单面设置有铜层，所述基板11包括主体部12和设置于主体部12外周边缘的焊接边13，两个散热基片相互层叠且两个散热基片的焊接边13相互焊接，铜层镀于两个散热基片的基板11相互靠近的一面。

进一步的，所述焊接边13凸伸出第一散热基片以及第二散热基片的镀铜面。

进一步的，所述主体部12包括焊接部以及与焊接部连接的延伸部，所述焊接边13围设于焊接部的外周边缘，所述焊接部与延伸部的连接处未设有焊接边13，所述凹槽15与所述焊接边13围设形成空腔。

进一步的，所述延伸部的镀铜面设有凹槽15，所述凹槽15与空腔连通。

进一步的，所述延伸部包括翅片16以及与翅片16连接的连接部14，所述连接部14和焊接部连接，所述凹槽15贯穿连接部14。

上述单面镀铜钛合金手机散热片的制备方法，包括如下步骤：

(1)取钛合金板材，对板材进行单面镀铜处理，不需镀铜的一面做遮蔽处理；

(2)将单面镀铜的不锈钢或钛合金板材加工成所需散热片的形状，得到散热基片，所述散热基片包括基板11，所述基板11单面设置有铜层，所述基板11包括主体部12和围设于主体部12外周边缘的焊接边13；

(3)取两个散热基片，将其镀铜的一面相互靠近并通过焊接边13进行焊接，形成散热片。

进一步的，所述步骤(1)中，所述板材为钛合金板材，采用真空镀方法对钛合金板材进行镀铜。所述真空镀方案按现有技术的真空镀方法进行，这里不再赘述。

实施例3

本实施例与实施例2的不同之处在于：

本实施例中，所述步骤(1)中，所述板材为钛合金板材，采用水镀方法对钛合金材进行镀铜。所述水镀方案按现有技术的水镀方法进行，这里不再赘述。

实施例4

本实施例与实施例1的不同之处在于：

本实施例中，所述步骤(1)中，所述板材为不锈钢板材，采用水镀方法对不锈钢板材进行镀铜。

进一步的，所述步骤(1)中，对不锈钢板材进行镀铜的方法包括如下步骤：

A1、将对不锈钢板材表面进行清洁处理，除去不锈钢板材表面残留物，然后进行除油和酸活化处理；

A2、在活化过的不锈钢板材预镀面上预先镀镍形成镍层；

A3、对与预镀面相对的一侧进行遮蔽处理，将板材置于酸性硫酸铜溶液中进行电镀铜，形成铜层。

进一步的，所述步骤A1中，酸活化步骤为：将所述不锈钢板材放入酸性溶液中进行活化处理，所述酸性溶液为浓度12wt％的盐酸溶液。

进一步的，所述步骤A2中，采用预镀液进行镀镍，镀镍时间为6min，镍层厚度为1.2μm，其阳极采用不溶性碳晶棒，所述预镀液包括如下原料：210g/L的硫酸镍、90g/HCl。

进一步的，所述步骤A3中，所述将板材置于酸性硫酸铜溶液中进行电镀铜的工艺具体为：以不锈钢板材阴极，磷铜板为阳极，阴极电流密度控制范围8A/dm²、电镀时间为11min，通过采用空气鼓泡方式进行搅拌，最后形成铜层；其中，所述酸性硫酸铜溶液包括如下原料：160g/L CuSO₄、70g/L H₂SO₄、0.05g/L NaCl、5g/L酒石酸钾、1g/L萘二磺酸、3g/L柠檬酸钾。

本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例5

本实施例与实施例1的不同之处在于：

本实施例中，所述步骤(1)中，所述板材为不锈钢板材，采用水镀方法对不锈钢板材进行镀铜。

进一步的，所述步骤(1)中，对不锈钢板材进行镀铜的方法包括如下步骤：

A1、将对不锈钢板材表面进行清洁处理，除去不锈钢板材表面残留物，然后进行除油和酸活化处理；

A2、在活化过的不锈钢板材预镀面上预先镀镍形成镍层；

A3、对与预镀面相对的一侧进行遮蔽处理，将板材置于酸性硫酸铜溶液中进行电镀铜，形成铜层。

进一步的，所述步骤A1中，酸活化步骤为：将所述不锈钢板材放入酸性溶液中进行活化处理，所述酸性溶液为浓度8wt％的盐酸溶液。

进一步的，所述步骤A2中，采用预镀液进行镀镍，镀镍时间为10min，镍层厚度为2μm，其阳极采用不溶性碳晶棒，所述预镀液包括如下原料：250g/L的硫酸镍、100g/HCl。通过采用预镀液镀镍，可以提高不锈钢基板11和铜层的结合力。

进一步的，所述步骤A3中，所述将板材置于酸性硫酸铜溶液中进行电镀铜的工艺具体为：以不锈钢板材阴极，磷铜板为阳极，阴极电流密度控制范围15A/dm²、电镀时间为8min，通过采用空气鼓泡方式进行搅拌，最后形成铜层；其中，所述酸性硫酸铜溶液包括如下原料：150g/L CuSO₄、60g/L H₂SO₄、0.03g/L NaCl、4g/L酒石酸钾、0.5g/L萘二磺酸、2g/L柠檬酸钾。

本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例6

本实施例与实施例1的不同之处在于：

本实施例中，所述步骤(1)中，所述板材为不锈钢板材，采用水镀方法对不锈钢板材进行镀铜。

进一步的，所述步骤(1)中，对不锈钢板材进行镀铜的方法包括如下步骤：

A1、将对不锈钢板材表面进行清洁处理，除去不锈钢板材表面残留物，然后进行除油和酸活化处理；

A2、在活化过的不锈钢板材预镀面上预先镀镍形成镍层；

A3、对与预镀面相对的一侧进行遮蔽处理，将板材置于酸性硫酸铜溶液中进行电镀铜，形成铜层。

进一步的，所述步骤A1中，酸活化步骤为：将所述不锈钢板材放入酸性溶液中进行活化处理，所述酸性溶液为浓度15wt％的盐酸溶液。

进一步的，所述步骤A2中，采用预镀液进行镀镍，镀镍时间为5min，镍层厚度为0.4μm，其阳极采用不溶性碳晶棒，所述预镀液包括如下原料：180g/L的硫酸镍、70g/HCl。

进一步的，所述步骤A3中，所述将板材置于酸性硫酸铜溶液中进行电镀铜的工艺具体为：以不锈钢板材阴极，磷铜板为阳极，阴极电流密度控制范围7A/dm²、电镀时间为15min，通过采用空气鼓泡方式进行搅拌，最后形成铜层；其中，所述酸性硫酸铜溶液包括如下原料：180g/L CuSO₄、80g/L H₂SO₄、0.06g/L NaCl、7g/L酒石酸钾、2g/L萘二磺酸、5g/L柠檬酸钾。

本实施例的其余内容与实施例1相同，这里不再赘述。

对实施例4-6的散热基片进行性能测试：采用高压水冲压后散热基片，板材与铜层结合性好，可形成光亮铜层，铜层表面未发现毛刺，粗糙度Ra控制在0.05μm以内，未发现基体存在壳皮和壳点；采用中性盐雾试验中性对镀铜后的不锈钢板材进行测试，48小时无锈点；用百格法对镀铜后的不锈钢板材进行测试，具体的以百格刀刻划10×10个(1mm×1mm)网格，按照ASTM D3359进行测定，等级达到5B级镀层无脱落。本发明制得的不锈钢散热基片表面均匀光亮、致密，具有良好的耐蚀性，导热率高，相比纯铜具有更高的硬度，不易变形，耐冲压性能优良，加工性好。

综上所述，本发明制得的不锈钢散热基片表面均匀光亮、致密，具有良好的耐蚀性，导热率高，相比纯铜具有更高的硬度，耐冲压性能优良，加工性好。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片，其特征在于：所述散热片包括两个散热基片，两个所述散热基片均包括基板，所述基板单面设置有铜层，所述基板包括主体部和设置于主体部外周边缘的焊接边，两个散热基片相互层叠且两个散热基片的焊接边相互焊接，铜层镀于两个散热基片的基板相互靠近的一面。

2.根据权利要求1所述的单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片，其特征在于：所述基板为不锈钢或钛合金基板。

3.根据权利要求1所述的单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片，其特征在于：所述焊接边凸伸出第一散热基片以及第二散热基片的镀铜面。

4.根据权利要求3所述的单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片，其特征在于：所述主体部包括焊接部以及与焊接部连接的延伸部，所述焊接边围设于焊接部的外周边缘，所述焊接部与延伸部的连接处未设有焊接边，所述主体部与所述焊接边围设形成空腔。

5.根据权利要求4所述的单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片，其特征在于：所述延伸部的镀铜面设有凹槽，所述凹槽与空腔连通。

6.根据权利要求5所述的单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片，其特征在于：所述延伸部包括翅片以及与翅片连接的连接部，所述连接部和焊接部连接，所述凹槽贯穿连接部。

7.一种权利要求2-6任意一项所述的单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)取不锈钢或钛合金板材，对板材进行单面镀铜处理，不需镀铜的一面做遮蔽处理；

(2)将单面镀铜的不锈钢或钛合金板材加工成所需散热片的形状，得到散热基片，所述散热基片包括基板，所述基板单面设置有铜层，所述基板包括主体部和围设于主体部外周边缘的焊接边；

(3)取两个散热基片，将其镀铜的一面相互靠近并通过焊接边进行焊接，形成散热片。

8.根据权利要求7所述的单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片，其特征在于：所述步骤(1)中，采用水镀或者真空镀进行镀铜。

9.根据权利要求7所述的单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，所述板材为不锈钢板材，采用水镀对不锈钢板材进行镀铜。

10.根据权利要求7所述的单面镀铜的不锈钢或钛合金手机散热片的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，对不锈钢板材进行镀铜的方法包括如下步骤：

A1、将对不锈钢板材表面进行清洁处理，除去不锈钢板材表面残留物，然后进行除油和酸活化处理；

A2、在活化过的不锈钢板材预镀面上先预镀镍，形成镍层；

A3、对所述镍层进行电镀铜形成铜层。

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