CN112981383A - 一种表面处理液及铜散热片的表面处理方法 - Google Patents

一种表面处理液及铜散热片的表面处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种表面处理液，由烃、酯、醚、醇、酸及乙烯基硅氮烷按指定重量比范围均匀混合而成。本发明还提供所述表面处理液的应用，即铜散热片的表面处理方法，将加工成型的铜散热片于常温下浸没于所述表面处理液中，超声处理5~10分钟，取出，用流动自来水冲洗；然后将铜散热片用红外灯照射10~15分钟。本发明方法具有工艺简单、环境友好、操作自动化程度高、易于大规模工业化处理等特点。本发明处理后的铜散热片稳定性好、散热效率高。本发明方法不仅适用于各种型号、尺寸和形状的铜散热片表面处理，还适用于其他铜制品的表面处理。

Description

一种表面处理液及铜散热片的表面处理方法
技术领域
本发明属于金属表面工程技术领域，具体涉及一种表面处理液及其用于对铜散热片的表面处理方法。
背景技术
铜散热片是目前高端电子设备中最常用的散热器件，是帮助设备及时散热、保障设备安全性和可靠性的关键。众所周知，在铜散热片加工成型过程，涉及到粘接定位、切削加工等多个环节和工况，这造成加工成型后的铜散热片表面污染物成分复杂、积垢严重、极难清洁。目前的铜散热片表面处理通常包含除胶、脱脂、酸洗、钝化、洗铅等多个繁琐工序及各工序之间的多次纯水冲洗的过程，特别是涉及重铬酐、发烟硝酸等多种剧毒、重污染药品的使用，严重危害人体和环境。因此，研究和开发性能优良的表面处理液，并用于铜散热片的表面处理，实现工艺简单、环境友好、易于工业化处理是本领域技术人员有待解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种表面处理液，特别是用于清洁铜散热片表面的处理液。
本发明还提供一种工艺简单、环境友好的铜散热片表面处理方法。
本发明的目的是这样实现的：一种表面处理液，其特征在于，由烃、酯、醚、醇、酸及乙烯基硅氮烷按重量比1～5：10～20：20～30：5～15：1～5：0.5～2均匀混合而成；
其中，烃为C原子数在6～12之间的直链烷烃、环烷烃中的任意一种或两种等质量混合物；酯为甲酸丁香酯、乙酸叔丁酯、戊酸异戊酯、水杨酸甲酯、苯甲酸甲酯中的任意一种或两种等质量混合物；醚为辛基苯酚聚氧乙烯醚、壬基苯酚聚氧乙烯醚中的任意一种或两种等质量混合物；醇为乙醇、异丙醇、正戊醇中的任意一种或两种等质量混合物；酸为市售硫酸、磷酸、盐酸中的任意一种或两种等质量混合物。
进一步优选方案为，所述烃、酯、醚、醇、酸及乙烯基硅氮烷的最优重量比为2：15：25：10：3：1。
本发明还提供一种铜散热片的表面处理方法，包括以下步骤：将加工成型的铜散热片于常温下浸没于上述表面处理液中，超声处理5～10分钟，取出，用流动自来水冲洗；然后将铜散热片用红外灯照射10～15分钟。
所述红外灯功率为300W，照射时红外灯距铜散热片距离为2～5厘米。
所述铜散热片为用于电子设备的散热器件。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明表面处理液采用无机酸对烃、酯、醚、醇的协同作用，形成质子化显著提升处理液的除胶、脱脂、浸润等效果；同时，利用无机酸中和去除氧化物的作用以及乙烯基硅氮烷对铜的缓蚀作用，实现一步处理达到除胶、脱脂、酸洗、钝化等效果。
2、本发明表面处理方法将铜散热片的除胶、脱脂、酸洗、钝化、洗铅等多个繁琐工序简化为简单的一步工序，并用一次流动自来水冲洗代替各工序之间的多次纯水冲洗，大大减少了工序的复杂性和成本。并且，本发明处理方法中，红外灯照射处理可实现超声处理后铜散热片的快速干燥并增强铜散热片的亲液性，从而保证处理后的铜散热片稳定性好、散热效率高。
3、本发明表面处理方法的所有工序均在常温下进行，且不使用常规铜散热片表面处理所用的无重铬酐、发烟硝酸等多种剧毒和重污染药品，避免了环境污染和危害人体健康。因此，特别适合铜散热片的大规模工业化表面处理。
4、本发明表面处理方法不仅适用于各种型号、尺寸和形状的铜散热片的表面处理，还适用于其他铜制品的表面清洁处理，应用前景广阔。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
一、一种表面处理液，特别是用于清洁铜散热片的表面处理液
所述表面处理液由烃、酯、醚、醇、酸及乙烯基硅氮烷按重量比1～5：10～20：20～30：5～15：1～5：0.5～2均匀混合而成。其中，烃为C原子数在6～12之间的直链烷烃、环烷烃中的任意一种或两种等质量混合物；酯为甲酸丁香酯、乙酸叔丁酯、戊酸异戊酯、水杨酸甲酯、苯甲酸甲酯中的任意一种或两种等质量混合物；醚为辛基苯酚聚氧乙烯醚、壬基苯酚聚氧乙烯醚中的任意一种或两种等质量混合物；醇为乙醇、异丙醇、正戊醇中的任意一种或两种等质量混合物；酸为市售硫酸、磷酸、盐酸中的任意一种或两种等质量混合物。其中，所述烃、酯、醚、醇、酸及乙烯基硅氮烷的最优重量比为2：15：25：10：3：1。
表1本发明各实施例所用处理液的组成
Figure BDA0002942698160000031
二、本发明涉及的一种铜散热片的表面处理方法，包括如下步骤：
将加工成型的铜散热片分别浸没于表1各实施例对应的处理液中进行常温超声处理，各实施例对应的超声处理时间如表2所示，之后将铜散热片取出，用流动自来水冲洗；然后将铜散热片用功率为300W的红外灯照射，照射条件具体如表2所示。即得处理好的铜散热片。
表2本发明各实施例铜散热片表面处理条件
具体条件 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
超声处理时间/分钟 6 10 5 8
红外灯距铜散热片的距离/cm 4 2 5 3
红外灯照射时间/分钟 14 10 15 12
三、性能测试
采用本发明表面处理液及处理方法得到的铜散热片进行冷却液中的稳定性测试和散热效率测试。冷却液根据美国加热、制冷和空调工程师协会(American SocietyofHeating,Refrigerating andAir-Conditioning Engineers，ASHRAE)指南推荐的水和丙二醇的体积比90:10配制。稳定性测试采用浸泡实验，具体是将表面积约为50cm2的铜散热片按面容比1cm2：20mL放置于恒温50℃的冷却液中，平行试样3片，浸泡180天后取出观察外观并称量质量变化，取各平行样的平均值记录，具体结果见表3。散热效率具体测试条件为：进口温度25℃，环境温度25℃，流量：1.8L/min，测试功率：100W，时间：300秒，根据进出口温度变化计算散热效率。上述实验的对照样铜散热片取自新购买的美商海盗船(USCORSAIR)H80i V2 CPU一体水冷散热器。
表3本发明各实施例样品和对照样效果对比
Figure BDA0002942698160000041
各实施例样品和对照例样品稳定性和散热效率测试结果如表3所示。可以看出，本发明方法处理的铜散热片样品的稳定性和散热效率均优于目前商品化铜散热片样品。
综上，本发明铜散热片表面处理方法工序简单高效、常温下进行，处理液不危害人体和环境；处理后的铜散热片稳定性好、散热效率高；适合铜散热片的大规模工业化表面处理。本发明方法不仅适用于各种型号、尺寸和形状的铜散热片表面处理，还适用于其他铜制品的表面清洁处理，应用前景广阔。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种表面处理液，其特征在于，由烃、酯、醚、醇、酸及乙烯基硅氮烷按重量比1~5：10~20：20~30：5~15：1~5：0.5~2均匀混合而成；
其中，烃为C原子数在6~12之间的直链烷烃、环烷烃中的任意一种或两种等质量混合物；酯为甲酸丁香酯、乙酸叔丁酯、戊酸异戊酯、水杨酸甲酯、苯甲酸甲酯中的任意一种或两种等质量混合物；醚为辛基苯酚聚氧乙烯醚、壬基苯酚聚氧乙烯醚中的任意一种或两种等质量混合物；醇为乙醇、异丙醇、正戊醇中的任意一种或两种等质量混合物；酸为市售硫酸、磷酸、盐酸中的任意一种或两种等质量混合物。
2.根据权利要求1所述表面处理液，其特征在于，所述烃、酯、醚、醇、酸及乙烯基硅氮烷的最优重量比为2：15：25：10：3：1。
3.一种铜散热片的表面处理方法，其特征在于，包括以下步骤：将加工成型的铜散热片于常温下浸没于如权利要求1或2的处理液中，超声处理5~10分钟，取出，用流动自来水冲洗；然后将铜散热片用红外灯照射10~15分钟。
4.根据权利要求1所述铜散热片的表面处理方法，其特征在于，所述红外灯功率为300W，照射时红外灯距铜散热片距离为2~5厘米。
5.根据权利要求1所述铜散热片的表面处理方法，其特征在于，所述铜散热片为用于电子设备的散热器件。
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