CN1694245A - 散热器和处理其表面的方法 - Google Patents

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Abstract

公开一种散热器和处理散热器表面的方法。由于通过氧化处理使在散热器的基部和散热片的表面生长毫微米或毫米为单位的多条细线，能够提高单位体积的散热器的散热性。这里，散热器的总体积几乎不增加，但是它们的表面积和粗糙度增加。

Description

散热器和处理其表面的方法
技术领域
本发明涉及从发热元件散热的散热器，特别是具有生长在其表面上的、能够从发热元件散热的多条细线(fine wire)的散热器，和处理这样的散热器表面的方法。
背景技术
图1是现有技术散热器的透视图。图2是现有技术散热器的剖视图。
如图1和2所示，现有技术的散热器10安装在PCB(印刷电路板)2上安装的电源模块、CPU(中央处理单元)、功率晶体管等的发热元件4上，以放散从它们产生的热，防止发热元件4的热老化。
散热器10包括：基部12，它贴附在发热元件4上；多个散热片14，它们从该基部12向上延伸并彼此均匀间隔开。散热器10是由具有较高散热性的较廉价的铝合金制造。
同时，在散热器10的表面上通过一种铝合金氧化物膜形成方法的氧化铝处理法或阳极化处理法形成氧化物膜16，使得通过辐射的散热能够顺利进行。
如下所述地在散热器10的表面上形成氧化物膜16。首先，在电解液中，散热器10表面所镀覆的金属连接到阳极电极，并且非活性的金属连接到阴极电极。然后，将散热器10浸入到电解液中。然后，通过所述阳极和阴极电极向电解液加电流，从而在散热器10的表面上形成氧化物膜16。
用氧化物膜16镀覆的散热器10能够防止被氧化，并具有较大的耐腐蚀性。另外，由于表面钝化，从表面输出的辐射能任意地以光束的形式辐射。因此，从散热器的表面散热的效率比表面未经处理的要高出3％到10％。
然而，由于通过现有技术不能够提高氧化物膜16的漫反射率，因此散热器10的体积必须增加或，如散热片14高密度地形成在基部上那样，散热器10的热交换面积必须增加，以改善散热器的散热。因此，现有技术的散热器的缺点是，它的尺寸增加和高密度地安装散热叶片14的空间受到限制。
发明内容
因此，本发明的做出是为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种不改变其体积，由于表面积增加和表面粗糙度增加能够改进散热性能的散热器。
根据本发明，通过提供这样一种散热器能够实现上述和其它目的，其包括：基部(52)，它安装在发热元件上；和至少一个或多个散热片(54)，它们从基部(52)向上延伸，其中，基部(52)或散热片(54)具有形成在其表面上的多条细线(56)。
优选是，所述多条细线(56)可以是铜氧化物。
优选是，所述多条细线(56)可以具有从基部(52)或散热片(54)的表面起的0.1μm-100μm的高度。
优选是，所述多条细线(56)可以具有1nm到100nm的横截面的宽度。
优选是，所述散热器可以由铜制造，使得所述多条细线(56)在表面氧化时生长在其表面上。
根据本发明的另一方面，提供一种处理散热器表面的方法，包括如下步骤：将散热器浸入到氧化物溶液中，和使氧化物的细线(56)在散热器的表面上生长。
优选是，散热器可以在其表面上镀铜使得细线(56)能够生长在其上。
优选是，散热器可以用铜制造，使得在氧化其表面时在表面上生长多条细线(56)。
优选是，细线(56)可以具有60℃到100℃的生长温度。
优选是，细线可以有1分钟到10分钟的生长时间。
优选是，氧化物溶液可以包括NaOH或NaClO2。
附图说明
通过结合以下附图的详细说明将使得本发明的上述和其它目的、特征和优点更明了。
图1是现有技术的散热器的透视图；
图2是现有技术的散热器的剖视图；
图3是根据本发明散热器的剖视图；
图4是根据本发明的散热器的表面镀覆铜的状态图片；
图5是根据本发明在散热器的表面上两分钟生长的细线的状态图片；
图6是根据本发明在散热器表面上三分钟生长的细线状态图片；和
图7是根据本发明在散热器表面上五分钟生长的细线状态图片。
具体实施方式
下面参照附图详细说明本发明的优选实施例。
可以在各种改型中改变根据本发明的散热器和处理散热器的表面的方法。下面详细说明本发明的优选实施例。由于本发明的散热器的基本结构与现有技术的相同，所以下面省略对其的详细说明。
图3是根据本发明的散热器的剖视图。
如图3所示，散热器50包括基部52，它贴附到发热元件上；和至少一个或多个散热片54，它们从基部52向上延伸。特别是，基部52或散热片54具有多个细线，它们均匀地形成在表面上，使得表面面积或表面粗糙度能够增加。
细线56由具有较高热传导率的金属制造，因此能够提高散热器50的散热效果。这里，具有较高热传导率的金属类型如下表1所示。
(表1：材料的热传导率)
    材料     热传导率(W/mK)
    银     422
    铜     402
    金     298
    铝     226
    铁     73.3
    铅     34.8
如表1所示，银具有最高的热传导率，但是它是不经济的。铜比铝或铅较昂贵，但是它具有比铝或铅较高的热传导率。考虑到成本和热传导率，铜可以是形成细线56的最合适的材料。
优选地，细线56距离散热50的表面的高度为0.1μum-100μm，1nm-100nm的横截面宽度，使得散热器50的体积不增加，而仅是散热器50的表面面积和表面粗糙度增加。
因为细线56形成为紧密接触散热器50表面，因此上述大小的细线56不会受空气阻力影响。因此，细线56能够牢固地附到散热器50的表面，而不使用粘结剂。
参见图3和7，下面详细说明处理根据本发明的散热器表面的方法。
首先，形成基部52和散热片54以形成散热器50。优选地，基部52和其散热片54由具有较高散热性能并需要低生产成本的铝制造。
在用铝制造散热器50的基部52和散热片54时，将它们浸入到铜电解液中，通过使得电流在其中流过使它们的表面镀铜。此后，铜镀膜56’形成在基部52和散热片54的表面上。
同时，尽管铜具有比铝合金较高的热传导效率，但是因为它的成本，难于用铜制造散热器。如果能够实现将铝合金制造的散热器基部52和其散热片54，用厚度为几μm到几十μm的铜镀覆其表面，则它的热传导率与铜制造的散热器相同，同时能够以较低成本制造。
在形成此铜镀膜56’后，将散热器50的散热器基部52和其散热片54浸入到预定温度的氧化物溶液中持续预定时间。然后，如图5到7所示，随着氧化时间的延续，在散热器50的铜镀膜56'氧化时，形成为细绒毛状的铜氧化物逐渐地在表面上生长。这里，铜氧化物形成为细线56。
另外，用NaOH或NaClO2形成氧化溶液，使得铜氧化物细线56容易生长。通过氧化条件，如氧化溶液的温度和成分等能够容易地影响细线56的大小、密度、生长速度等。例如，在60℃-100℃温度的氧化溶液和氧化时间为1-10分钟形成细线，使得它们容易在工业领域实施，并符合其生产率需要。
最后，在细线56在散热器50的基部52和散热片54的表面上充分生长时，用水洗涤它们以除去其上的杂质。因此，终止散热器50的表面的处理方法。
下面详细说明根据本发明另一实施例处理散热器表面的方法。由于另一个实施例和本发明的优选实施例的方法在技术思想和基本结构方面相似，所以在参照图3-7说明时省略相同部分的详细说明。
首先，散热器50的基部52和散热片54是由具有较高导热率和制造成本较合理的铜制造。然后，将散热器50的基部52和散热片54浸入到预定温度的氧化溶液中延续预定时间。
在氧化表面时形成为细线56的铜氧化物逐渐地生成在散热器50的基部52和散热片54的表面上。这里，可以进行相关操作使得基部52和散热片54的表面能够轻微氧化。
同时，散热器的基部和散热片、细线的材料、使细线产生的氧化溶液、以及诸如氧化温度和氧化时间等的使细线生长的条件等仅是实现本发明优选实施例的例子。因此，基于上面具体提到的因素，本领域普通技术人员能够在考虑散热性能和成本的同时，将它们加以修改或应用以制造其它散热器。
从上述说明明显见到，本发明通过一种散热器和处理该散热器的表面的方法，由于通过氧化处理，使在散热器的基部和散热片的表面上生长以毫微米或毫米为单位的多条细线，能够提高散热器单位体积的散热性。这里，散热器的总体积几乎没有增加，而它们的表面积和表面粗糙度增加。
虽然为了说明公开了本发明的优选实施例，但是本领于普通技术人员理解，不偏离权利要求的本发明的范围和精神，能够进行各种改变替换。

Claims (11)

1.一种散热器，包括：
基部，它安装在发热元件上；和
至少一个或多个散热片，它们从基部向上延伸，
其中，基部或散热片具有形成在其表面上的多条细线。
2.如权利要求1的散热器，其中所述多条细线是铜氧化物。
3.如权利要求1的散热器，其中所述多条细线具有从基部或散热片表面起的0.1μm-100μm的高度。
4.如权利要求1的散热器，其中多条细线的横截面宽度为1nm到100nm。
5.如权利要求1的散热器，其中所述散热器由铜制造，使得所述多条细线在表面氧化时生长在其表面上。
6.一种处理散热器的表面的方法，包括如下步骤：
将散热器浸入到氧化物溶液中；和
使氧化物的细线在散热器的表面上生长。
7.如权利要求6的方法，其中散热器通过在其表面上镀有铜使得细线能够在其上生长。
8.如权利要求6的方法，其中散热器用铜制造，使得在氧化其表面时在表面上生长多条细线。
9.如权利要求6的方法，其中细线具有60℃到100℃的生长温度。
10.如权利要求6的方法，其中细线具有1分钟到10分钟的生长时间。
11.如权利要求6的方法，其中氧化物溶液包括NaOH或NaClO2。
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