JP6550450B2 - 銅粉末の金属めっき層、金属基板、膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置及びその製造プロセス - Google Patents

Description

本発明は放熱装置の技術分野に関し、特に銅粉末の金属めっき層の製造プロセス、該銅粉末の金属めっき層を有する金属基板、膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置及びその製造プロセスに関する。

電子製品が集積化、高速化へ発展するに伴い、電子製品の放熱特性は電子製品の品質を確保するために解決しなければならない課題となっている。

従来技術では、放熱装置は、放熱フィンを介して放熱するのが一般的であり、また、空気の流動性を改善して放熱効率を向上させるためにファンを増設するものもある。しかしながら、このような放熱方式も期待される高放熱効率を満足できない。如何に短時間内で熱を吸収して迅速に伝達して放出するかは放熱分野での重要な研究課題となっている。

凝縮管の毛管原理による放熱技術を用いるものもあるが、今まで、この技術の工業分野への普及が実現されていない。毛管力が高く、蒸発速度が高く、金属基板の剛性を損なわない金属めっき層の製造プロセスはこの技術のコアである。また、従来技術では、金属めっき層を厚み１ミリメートル以下に加工できず、現在、携帯電話のヒートパイプは最薄で０．６ＭＭにしかできない。このため、従来技術の欠点に対して、銅粉末の金属めっき層の製造プロセス、該金属めっき層を有する金属基板、膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置及びその製造プロセスを提供することは、従来技術の欠点を解決するのに必要なことである。

本発明の第一目的は、従来技術の欠点を回避して、従来のベイパーチャンバーの加工プロセスを変える銅粉末の金属めっき層の製造プロセスを提供することにある。該製造プロセスにより製造された銅粉末の金属めっき層は、スノーフレーク状又はコーラル状をしており、表面積が大きく、蒸発速度が高く、毛管力が高く、厚みが小さく、０．１ＭＭの厚みを実現でき、製造された銅粉末の金属めっき層と金属基板との付着力が高い。製造過程に高温焼結を必要としないため、金属基板の剛性を損なうことがなく、金属基板の硬度と強度を維持でき、高温銅半田ペーストを用いた溶接プロセスをレーザー又は摩擦溶接を用いた密着方式に変更するため、製造プロセスは、必要な時間が短く、エネルギー消費量が少なく、省エネ化、環境保全の特徴を有する。

本発明の上記目的は下記技術案により達成させる。

銅粉末の金属めっき層の製造プロセスは、ステップａ−ステップｅを含む。

ステップａ、金属基板を洗浄する。

ステップｂ、金属層を付着すべき作動面だけを露出させて、金属基板の他面を包む。

ｃ．金属層の付着
治具を用いて、作動面だけを露出させた金属基板を作業タンクに浸漬し、付着工程に、銅粉末の形状をスノーフレーク又はコーラル状にするように、作業タンク中の液体の温度を１−１５℃に保持する。温度が高いと銅イオンの活性が強くなり、付着に不利であるとともに、高電流のときに、過度に加熱されて黒色になったり酸化されやすくなったりする。作業タンクにおける液体の成分の配合比率は、硫酸の濃度が７０−８５グラム／リットル、硫酸銅の濃度が２５０−２６０グラム／リットルであり、溶媒は純水であり、
金属層の付着は、下地層の付着、スノーフレーク状金属層の付着及び密着層の付着工程を少なくとも含み、具体的に、
金属粒子の粒子径が０．１−１ｎｍ、厚みが０．０１−０．０５ｍｍの下地層を付着し、金属基板の作動面と接続し、
次に、金属粒子の粒子径が１．５−１０ｎｍ、厚みが０．１−２ｍｍのスノーフレーク状金属層を付着し、
さらに、金属粒子の粒子径が０．５−１．５ｎｍ、厚みが１−５ｎｍの密着層を付着する。

ステップｄ、金属層が付着された金属板を洗浄する。

ステップｅ、ステップｄで洗浄した金属板での液体を吸い取り、乾燥させて吸液毛管力のある銅粉末の金属めっき層を得る。

好ましくは、上記銅粉末の金属めっき層の製造プロセスでは、下地層の付着工程において、電流は０．８−１．１アンペアに制御され、付着時間は１０−１５分間であり、
スノーフレーク状金属層の付着工程において、電流は１．５−８．０アンペアに制御され、付着時間は２−１０分間であり、
密着層の付着工程において、表面の大きさに応じて電流は０．３−１．０Ａ、時間は１−２時間に制御される。

好ましくは、上記下地層、スノーフレーク状金属層及び密着層はそれぞれ一層又は多層構造である。

好ましくは、上記銅粉末の金属めっき層の製造プロセスでは、スノーフレーク状金属層の付着プロセスは、
電流を１．５アンペアに制御して、２分間付着して、厚み０．１ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成し、又は
電流を２．５アンペアに調整して、２分間付着して、厚み０．１５−０．２ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成し、又は
電流を３．０アンペアに調整して、２．５分間付着して、厚み０．２５−０．３ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成し、又は
電流を４．０アンペアに調整して、３分間付着して、厚み０．３５ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成し、又は
電流を４．５−５．０アンペアに調整して、３分間付着して、厚み０．４ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成し、又は
電流を５．５アンペアに調整して、４分間付着して、厚み０．５ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成し、又は
電流を６アンペアに調整して、５分間付着して、厚み０．６ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成し、又は
電流を６．５アンペアに調整して、５分間付着して、厚み０．７−０．８ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成し、又は
電流を７アンペアに調整して、６分間付着して、厚み０．９ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成し、又は
電流を８アンペアに調整して、６分間付着して、厚み１ＭＭ的スノーフレーク状金属層を形成する。

好ましくは、上記ステップａにおいて、具体的に、５％−１５％希硫酸で４−５分間洗浄し、次に純水を用いて金属基板の表面を少なくとも３回洗浄してきれいにし、
ステップｄにおいて、金属層が付着されている金属板を洗浄し、具体的に、金属基板を５ｗｔ％ソーダ灰を容れた洗浄タンクに入れて、超音波で洗浄タンク内の液体を４０−６０℃に加熱し、１０−１５分間洗浄して、次に浄水で２回−３回洗浄し、
前記ステップｅにおいて、具体的に、洗浄した金属板について金属層に残留された水分を吸収紙で吸い取った後、窒素ガス保護ボックスに入れて乾燥させ、吸水毛管力がある銅粉末の金属めっき層を得て、酸化を防止する。

本発明の銅粉末の金属めっき層の製造プロセスでは、付着過程は約３時間が必要であるため、製造過程に必要な時間が短く、エネルギー消費量が少なく、省エネ化、環境保全の特徴を有する。製造された銅粉末の金属めっき層は、スノーフレーク状又はコーラル状をしていることから、表面積が大きく、蒸発速度が高く、毛管力が高く、厚みが薄く、０．１ＭＭの厚みに加工でき、製造された銅粉末の金属めっき層と金属基板との付着力が高い。製造過程に高温焼結を必要としないため、金属基板の剛性を損なうことがなく、金属基板の硬度を維持できる。

本発明の第二目的は、上記製造プロセスで製造された銅粉末の金属めっき層を有する金属基板を提供することである。製造された金属基板は、銅粉末の金属めっき層の付着力が高く、毛管力が高く、蒸発性に優れて、膨脹・爆発に対する抵抗性が良好である。

本発明はさらに、
（１）上板と下板の金属基板にそれぞれ、請求項１−７のいずれか１項に記載のプロセスにより銅粉末の金属めっき層を電気めっきするステップと、
（２）銅粉末の金属めっき層が電気めっきされた上板と下板の周辺をレーザー溶接によりシールするステップと、
（３）高周波溶接排気ノズルを用いて、ベイパーチャンバーを得て、次に排気ノズルを介して、ベイパーチャンバー内へ冷媒を注入するステップと、
（４）一回目の真空化を行って、キャビティ内の空気圧を６．０^−１−８．０^−２Ｐａにするステップと、
（５）二回排気して、一回目の真空化が実施されたベイパーチャンバーを１００−１５０℃に加熱して、ステップ（４）で残された気体を排気ノズルのトップに集めて、排気ノズルの末端で排気ノズルを切断するステップと、
（６）切断された開口部を溶接によりシールするステップと、
（７）外部を仕上げて放熱装置の完成品を得るステップとを含む膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置の製造プロセスを提供する。

好ましくは、上板と下板である金属基板の少なくとも一方に複数のコラムが溶接により設置され、
上板と下板である金属基板の少なくとも一方に支持リブが金属基板に一体成形されるように設置され、
コラムと支持リブの露出面にも冷媒導体としての銅粉末の金属めっき層が付着されており、
上板と下板を組み立てるときに、１つの金属基板に設置されたコラムの端部が対応した金属基板に当接され、１つの金属基板に設置された支持リブが対応した金属基板に当接され、このように、上下板間の冷媒の熱交換に役立ち、降温速度を高める。

好ましくは、上記金属基板は銅板、アルミニウム板、亜鉛板、錫板、チタン板又はステンレス板であり、
複数のコラムはレーザー溶接又は摩擦溶接により前記金属基板に接続され、
ステップ（５）の二回の排気には、具体的に、一回目の真空化が実施されたベイパーチャンバーを１２０℃に加熱して、ステップ（４）で残された気体を排気ノズルのトップに集め、
ステップ（６）では、切断された開口部をレーザー溶接によりシールし、
ステップ（７）の外部仕上げは、具体的に、縁部のバリを除去して、光滑に研磨する。

本発明はさらに、上記製造プロセスにより製造された膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置を提供する。上板、下板が設置され、前記上板と下板は密封接続されてキャビティを形成し、キャビティ内に冷媒が注入されており、
前記上板と前記下板にそれぞれ複数の支持リブが設置され、前記上板又は前記下板の少なくとも一方はそれに固定して接続されたコラムが設置され、
前記上板又は前記下板の少なくとも一方の内表面に銅粉末の金属めっき層が付着され、
前記銅粉末の金属めっき層は上板又は下板の内表面に接続された下地層、下地層に付着しているスノーフレーク状金属層及びスノーフレーク状金属層に付着している密着層を少なくとも含み、
下地層の金属粒子の粒子径は０．１−１ｎｍ、下地層の厚みは０．０１−０．０５ｍｍであり、
スノーフレーク状金属層の金属粒子の粒子径は１．５−１０ｎｍ、スノーフレーク状金属層の厚みは０．１−２ｍｍであり、
密着層の金属粒子の粒子径は０．５−１．５ｎｍ、密着層の厚みは１−５ｎｍである。

好ましくは、上記膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置において、前記銅粉末の金属めっき層はさらに、前記密着層上に付着している補強層が設置され、補強層の金属粒子の粒子径は０．５−２．０ｎｍ、密着層の厚みは１−５ｎｍである。

好ましくは、上記膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置において、前記銅粉末の金属めっき層はさらに、前記補強層上に付着しているロック層が設置され、ロック層の金属粒子の粒子径は０．８−１．５ｎｍ、密着層の厚みは１−５ｎｍである。

好ましくは、上記支持リブはプレス成形された凹溝であり、凹溝の凸起側が前記上板、下板の内表面に位置する。

好ましくは、上記凹溝の凸起面に銅粉末の金属めっき層が付着されている。

好ましくは、上記上板の支持リブと前記下板の支持リブは千鳥状で設置される。

好ましくは、上記上板の内表面にコラムが溶接され、上板に溶接されたコラムの他端が下板の内表面に当接され、上板に溶接されたコラムの表面に銅粉末の金属めっき層が付着されており、
前記下板の内表面にコラムが溶接され、下板に溶接されたコラムの他端が上板の内表面に当接され、下板に溶接されたコラムの表面に銅粉末の金属めっき層が付着される。

好ましくは、上板に設置されたコラムはアレイとして配列され、下板に設置されたコラムはアレイとして配列される。

また、好ましくは、上板に設置されたコラムは直線アレイとして配列され、下板に設置されたコラムは直線アレイとして配列される。

本発明の膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置の製造プロセス及び製造された膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置は、上板、下板への銅粉末の金属めっき層の製造過程が省エネで環境に優しく、銅粉末の金属めっき層と金属基板との付着力が高く、毛管力が高く、蒸発性に優れ、直流電気方式を用いることにより金属基板の剛性を損なうことがなく、金属基板の硬度を維持できる。製造された放熱装置は、熱伝導、放熱速度が高く、膨脹に対する抵抗性が良好である。該膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置は、厚み０．３ｍｍの製品を製造でき、厚みが０．６ｍｍより小さいヒートパイプ放熱装置を製造できないという従来技術のボトルネックを解決する。

図面を用いて本発明について更に説明するが、図面の内容は本発明を何ら制限するものではない。
本発明による銅粉末の金属めっき層を５００倍拡大させた顕微鏡組織模式図である。 従来技術により製造された銅粉末の金属めっき層を５００倍拡大させた顕微鏡組織模式図である。 本発明による膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置の構造模式図である。 本発明による膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置の実施例４の上板の構造模式図である。 本発明による膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置の実施例４の下板の構造模式図である。 本発明による膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置の実施例４の作動原理の模式図である。

上板１００、下板２００、コラム３００、支持リブ４００、
銅粉末の金属めっき層５００、排気ノズル６００。

以下、実施例によって本発明についてより説明する。

実施例１
銅粉末の金属めっき層の製造プロセスはステップａ−ステップｅを含む。

ａ、金属基板の洗浄
具体的に、５％−１５％希硫酸で４−５分間洗浄し、次に純水で少なくとも３回洗浄して、銅板、アルミニウム板、亜鉛板、錫板、チタン板又はステンレス板等の金属基板の表面をきれいに洗浄する。

ｂ．金属層を付着すべき作動面だけを露出させて、金属基板の他面を包む。

ｃ．金属層の付着
治具を用いて、作動面だけを露出させた金属基板を作業タンクに浸漬し、付着工程に、銅粉末の形状をスノーフレーク又はコーラル状にするように、作業タンク中の液体温度を１−１０℃に保持する。液体温度が電気めっき効果を支配するポイントであり、温度が高いと銅イオンの活性が強くなり、付着に不利であるとともに、高電流のときに過度に加熱されて黒色に成ったり酸化されやすくなったりする。
作業タンクにおける液体の成分の配合比率は、硫酸の濃度が７０−８５グラム／リットル、硫酸銅の濃度が２５０−２６０グラム／リットルであり、溶媒は純水であり、
金属層の付着は、下地層の付着、スノーフレーク状金属層の付着及び密着層の付着工程を少なくとも含み、具体的に、
まず、金属粒子の粒子径が０．１−１ｎｍ、厚みが０．０１−０．０５ｍｍの下地層を付着し、金属基板の作動面と接続し、
次に、金属粒子の粒子径が１．５−１０ｎｍ、厚みが０．１−２ｍｍのスノーフレーク状金属層を付着し、
最後に、金属粒子の粒子径が０．５−１．５ｎｍ、厚みが１−５ｎｍの密着層を付着する。

ｄ．金属層が付着された金属板を洗浄し、具体的に、金属基板を５ｗｔ％ソーダ灰を容れた洗浄タンクに入れて、超音波で洗浄タンク内の液体を４０−６０℃に加熱して、１０−１５分間洗浄し、次に浄水で２−３回洗浄する。

ｅ．ステップｄで洗浄した金属板での液体を吸い取り、乾燥させて吸液毛管力のある銅粉末の金属めっき層を得て、具体的に、洗浄した金属板内に残された水分を吸収紙で吸い取った後、窒素ガス保護ボックスに入れて乾燥させ、吸水毛管力がある銅粉末の金属めっき層を形成して、酸化を防止する。

銅粉末の金属めっき層の製造プロセスでは、金属層を付着するステップｃは最も重要な工程であり、下地層の付着工程において、電流は０．８−１．１アンペアに制御され、付着時間は１０−１５分間であり、スノーフレーク状金属層の付着工程において、電流は１．５−８．０アンペア、付着時間は２−１０分間であり、密着層の付着工程において、表面積の大きさに応じて電流は０．３−１．０Ａ、時間は１−２時間に制御される。必要に応じて、下地層、スノーフレーク状金属層及び密着層はそれぞれ一層又は多層構造として設置できる。

本発明の銅粉末の金属めっき層製造プロセスでは、電気めっき方式により金属原子を還元してスノーフレーク状の金属層を形成する。金属層は少なくとも３層、好ましくは４−５層堆積される。下地層は、金属基板と効果的に結合するために小粒子が堆積され、スノーフレーク状金属層は、粒子が下地層の金属粒子より大きく、密着層は、スノーフレーク状金属層と金属基板を効果的に結合する。金属層は全体の毛管力が高い。本発明で製造された銅粉末の金属めっき層の顕微鏡組織は図１に示される。図２に示される従来技術によるプロセスで製造された銅粉末の金属めっき層の顕微鏡組織と比較した結果、本発明で製造された銅粉末の金属めっき層はスノーフレーク状又はコーラル状層状の構造をしており、対照書類２のものは多孔質構造をしている。多層金属層を設置することによって、銅粉末の金属めっき層の堅牢度を大幅に改善し、機械的破壊を受ける場合以外、脱落することがない。

なお、本発明により製造された銅粉末の金属めっき層の顕微鏡組織は、小粒子が多層堆積された構造であり、全体としてスノーフレーク状又はコーラル状態を呈し、本発明では、このような構造についてスノーフレーク状又はコーラル状で説明するが、他の適切な名称を使用してもよい。

該銅粉末の金属めっき層の製造プロセスでは、過程全体にわたって直流電気めっき方式が使用され、直流電圧は１０アンペア以下、電気めっき液の温度は１０℃以下であり、温度が高すぎると、銅イオンの活性を高めて付着に悪影響を与え、また、高電流により過度に加熱されて黒色になったり酸化されてやすくなったりする。従って、金属基板の硬度を損なわず、後続使用時の金属基板の硬度を確保できる。金属基板は加工時の高温焼結により柔らかくなることで、後続使用時に変形しやすく、爆発・膨脹に対する抵抗性が低下してしまう。

従来、銅粉末の金属めっき層の製造にあたって、真空炉を用いて８００℃以上の温度で銅粉末を８時間以上焼結し、焼結終了後、９５０℃で３−４時間溶接する必要があるため、電気も時間もかかり、さらに、銅材質自体は高温により硬度が低下して、使用や製造のときに変形しやすくなる。本発明による銅粉末の金属めっき層製造プロセスでは、直流電圧を用いて、約３時間かけて完了でき、１枚の金属基板のめっき層を製造するのに１ｋＷ・ｈ程度だけの電力が必要であるため、製造時間を大幅に減少させるとともに、エネルギー消費量を大幅に低下させ、省エネ化、環境保全の特徴を有する。

本発明による銅粉末の金属めっき層の製造プロセスでは、電気めっき材料として銅塊、硫酸、硫酸銅溶液及び純水だけで十分であり、製造過程にわたって銅塊と銅イオンのみが消費される。従来技術に比べて、硫酸銅溶液を交換せずに、銅イオンだけを補充して、純水と硫酸銅溶液を用いて濃度の比率を調整するだけでよく、副生物を発生させないため、環境に優しく、製造コストが低い点が異なる。

実施例２
本実施形態の銅粉末の金属めっき層の製造プロセスは、スノーフレーク状金属層の付着プロセスにおいて、電流を２．０アンペアに制御して、２分間付着して、厚み０．１ＭＭの銅粉末の金属めっき層を形成するという技術的特徴を有する以外、実施例１の特徴と同様である。

該工程を制御することによって、製造された銅粉末の金属めっき層は、毛管性が更に良好であり、１ｍｌの水滴を０．０５秒間で吸収できる。

本発明による銅粉末の金属めっき層の製造プロセスは、省エネで環境に優しく、製造された銅粉末の金属めっき層と金属基板との付着力が高い。製造された電気めっき層は、顕微鏡下でスノーフレーク状の多層構造であり、毛管力が高く、蒸発性に優れたという特徴を有し、製造過程は金属基板の剛性を損なうことがなく、金属基板の硬度を保持できる。

なお、厚みの異なる銅粉末の金属めっき層を製造するために、異なるプロセスを使用することができ、研究した結果、下記プロセスで製造された対応した厚みの銅粉末の金属めっき層は特性に優れる。

たとえば、電流を１．５アンペアに調整して、２分間付着して、厚み０．１ＭＭのスノーフレーク状金属層を得る。

たとえば、電流を２．５アンペアに調整して、２分間付着して、厚み０．１５−０．２ＭＭの銅粉末の金属めっき層を得る。

たとえば、電流を３．０アンペアに調整して、２．５分間付着して、厚み０．２５−０．３ＭＭの銅粉末の金属めっき層を得る。

たとえば、電流を４．０アンペアに調整して、３分間付着して、厚み０．３５ＭＭの銅粉末の金属めっき層を得る。

電流を４．５−５．０アンペアに調整して、３分間付着して、厚み０．４ＭＭの銅粉末の金属めっき層を得る。

たとえば、電流を５．５アンペアに調整して、４分間付着して、厚み０．５ＭＭの銅粉末の金属めっき層を得る。

たとえば、電流を６アンペアに調整して、５分間付着して、厚み０．６ＭＭの銅粉末の金属めっき層を得る。

たとえば、電流を６．５アンペアに調整して、５分間付着して、厚み０．７−０．８ＭＭの銅粉末の金属めっき層を得る。

たとえば、電流を７アンペアに調整して、６分間付着して、厚み０．９ＭＭの銅粉末の金属めっき層を得る。

たとえば、電流を８アンペアに調整して、６分間付着して、厚み１ＭＭの銅粉末の金属めっき層を得る。

以上のように工程を制御することによって、製造された銅粉末の金属めっき層は、毛管性がさらに良好であり、１ｍｌの水滴を０．０１−０．０５秒間で吸収できる。製造された電気めっき層は、顕微鏡下でスノーフレーク状の多層構造であり、毛管力が高く、蒸発性に優れたという特徴を有し、製造過程は金属基板の剛性を損なうことがなく、金属基板の硬度を維持できる。

実施例３
膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置の製造プロセスは、
（１）上板と下板である金属基板にそれぞれ、実施例１又は２のプロセスにより銅粉末を製造して、銅粉末の金属めっき層を電気めっきするステップと、
（２）銅粉末の金属めっき層が電気めっきされた上板と下板の周辺をレーザー溶接によりシールするステップと、
（３）高周波溶接排気ノズル６００を用いて、ベイパーチャンバーを得て、次に排気ノズルを介して、ベイパーチャンバー内へ冷媒を注入するステップと、
（４）一回目の真空化を行って、キャビティ内の空気圧を６．０^−１−８．０^−２Ｐａにするステップと、
（５）二回排気して、一回目の真空化が実施されたベイパーチャンバーを１００−１５０℃、好ましくは１２０℃に加熱して、ステップ（４）で残された気体を排気ノズルのトップに集めて、排気ノズルの末端で排気ノズルを切断するステップと、
（６）切断された開口部を溶接、好ましくはレーザー溶接によりシールするステップと、
（７）縁部にあるバリを除去して、光滑に研磨するように、外部を仕上げて放熱装置の完成品を得るステップとを含む。

図３は本発明の方法で製造された膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置の構造模式図を示している。該防爆放熱装置は、上板１００、下板２００から構成され、上板１００の内表面に銅粉末の金属めっき層５００が付着されている。下板２００の内表面にも銅粉末の金属めっき層５００が付着されている。上板と下板の間に形成されたキャビティ内に冷媒が充填される。冷媒として、水、アルコール、アセトン、Ｒ１２、フレオン又はほかの成分等が挙げられる。

銅粉末金属層は、上板又は下板の内表面に接続された下地層、下地層上に付着しているスノーフレーク状金属層及びスノーフレーク状金属層に付着している密着層を含む。下地層の金属粒子の粒子径は０．１−１ｎｍ、下地層の厚みは０．０１−０．０５ｍｍである。スノーフレーク状金属層の金属粒子の粒子径は１．５−１０ｎｍ、スノーフレーク状金属層の厚みは０．１−２ｍｍである。密着層の金属粒子の粒子径は０．５−１．５ｎｍ、密着層の厚みは１−５ｎｍである。

下地層は、金属基板と効果的に結合するために小粒子が堆積され、スノーフレーク状金属層は、粒子が下地層の金属粒子よりも大きく、密着層は、スノーフレーク状金属層と金属基板を効果的に結合する。金属層は全体の毛管力が高い。本実施例の銅粉末の金属めっき層はスノーフレーク状又はコーラル状の層状構造を有し、多層金属層を設置することによって、銅粉末の金属めっき層の堅牢度を大幅に改善し、機械的破壊を受ける場合以外、脱落することがない。

該膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置は、一般的な非作動状態で、銅粉末金属層の吸水性に優れることから、上板１００、下板２００の銅粉末金属層のいずれもほぼ飽和状態になるまで冷媒を吸着してある。作動時、上板１００又は下板２００の一面が熱源に接触すると、たとえば、下板２００が熱源に接触すると、下板２００は加熱されて、下板２００内に設置された銅粉末の金属めっき層５００内の冷媒は蒸発して上昇し、蒸発された水蒸気は上板１００に至って予備凝縮されて液滴になり、上板１００に冷媒が含浸されてあるため、蒸発された水蒸気は１秒未満内で瞬間熱交換を行って液滴になり、液滴は再び下板２００に戻る。該省エネ型防爆放熱装置は、数秒間だけの放熱効率があり、放熱効果が極めて高い。

該膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置は、上下板２００の銅粉末の金属めっき層５００が０．１ｍｍ程度になるため、熱板の厚みについての従来技術のボトルネックを解消し、膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置の全体を０．３ｍｍにするという技術的要件を実現でき、従来の携帯電話等の複数種の放熱管が０．６ｍｍにしか加工できないというボトルネックを克服し、高集積化された電子デバイスへの放熱装置の使用量を大幅に向上できる。

本発明の膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置の製造プロセス及び製造された膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置では、上板１００、下板２００の銅粉末の金属めっき層５００の製造過程は省エネで環境に優しく、銅粉末の金属めっき層５００と金属基板との付着力が高く、毛管力が高く、蒸発性に優れたという特徴を有し、直流回路方式を用いるため金属基板の剛性を損なうことがなく、金属基板の硬度を維持できる。製造された放熱装置は、熱伝導、放熱速度が高く、爆発・膨脹に対する抵抗性が良好である。

実施例４
膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置は、実施例３のプロセスにより製造されたものであり、図４に示すように、上板１００、下板２００から構成され、上板１００内に複数本のコラム３００が設置され、上板１００の内表面にさらにプレス成形された複数の支持リブ４００が設置され、上板１００の内表面、コラム３００の表面及び支持リブ４００の表面のいずれにも銅粉末の金属めっき層５００が付着され、図５に示すように、下板２００内にも複数本のコラム３００、支持リブ４００が設置され、下板２００の内表面、コラム３００の表面及び支持リブ４００の表面のいずれにも銅粉末の金属めっき層５００が付着されているという技術的特徴を有する以外、実施例３の特徴と同様である。

上板１００と下板２００は組み立てられてレーザー又は摩擦溶接により密閉型キャビティを構成し、キャビティ内の上板１００のコラム３００の他端は好ましくは下板２００の内表面に当接され、上板と下板に設置されたコラム３００は千鳥状であり、それぞれ対応した下板２００又は上板１００の内表面に当接される。

支持リブ４００を設置することにより、上板、下板２００の間の支持強度を高め、使用時の上下板２００の間に生じた膨脹による破裂や爆発を効果的に防止できる。

増設されたコラムは、放熱装置の上下板２００の間のキャビティの支持力を提供し、放熱装置全体の機械的特性を改善して、使用時の上板と下板２００の間に生じた膨脹による破裂や爆発を防止できる。

実践の結果、支持リブ４００だけを設置する場合は、実際に使用されるときに膨脹・爆発の発生率が、支持リブ４００とコラムを同時に設置する構造の場合より遥かに高いことが見出された。支持リブ４００とコラムを同時に設置した製品の膨脹・爆発抵抗性について測定した結果、１００００個のサンプルのうち、膨脹・爆発の発生率は万分の一しかない。

支持リブ４００とコラムはさらにクーラントの液滴を還流させる導流手段として作用し、凝縮された液滴が本体と支持リブ４００に沿って還流できる。

支持リブ４００とコラムに銅粉末の金属めっき層５００が付着されており、蒸発過程において、一部の蒸気はコラム上の銅粉末の金属めっき層５００に接触して予備冷却されてコラムに沿って還流し、一部の蒸気は支持リブ４００上の銅粉末の金属めっき層５００に接触して同様に冷却されて集まり、コラム又は支持リブ４００に沿って還流する。図６に示すように、支持リブ４００、コラム及びその上にある銅粉末の金属めっき層５００は、放射式蒸発還流のような循環過程を完成し、放熱性に優れる。

該膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置の作動原理は以下のとおりである。非加熱状態（すなわち非作動状態）では、内部にある冷媒液体がほぼ飽和状態になるまで上板１００、下板２００の銅粉末の金属めっき層５００に含浸される。上板１００又は下板２００のいずれか一面が熱源に位置するとき、たとえば、上板１００が熱源に近い例では、上板１００は、加熱されると、内部の銅粉末の金属めっき層５００が熱により蒸発されて、一部の蒸気が他端の下板２００に接触して冷却され、一部の蒸気がコラム又は支持リブ４００の表面にある銅粉末の金属めっき層５００に接触して冷却されて、凝結されてコラム又は支持リブ４００に沿って上板１００に還流し、このように、循環して上板１００から下板２００への放熱サイクルを実現する。図６に示すように、該膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置は、放熱に必要な時間がほぼ数秒間−十数秒間だけである。本発明による防爆放熱装置は、上下板２００の内表面のいずれにも銅粉末の金属めっき層５００を設置することによって、上下板２００の間の蒸発放熱の高速な切替を容易にして、放熱効果を向上させる。

なお、金属基板は銅板、アルミニウム板、亜鉛板、錫板、チタン板又はステンレス板等であってもよい。

なお、膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置の構造は本実施例の形態に制限されず、一面だけに銅粉末の金属めっき層５００が設置されてもよい。上板１００、下板２００に設置されたコラム、支持リブ４００は好ましくは二層の板に設置されるが、１つのみに設置されても構わない。

本発明による膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置の製造プロセス及び製造された膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置は、上板１００、下板２００の銅粉末の金属めっき層５００の製造過程が省エネで環境に優しく、銅粉末の金属めっき層５００と金属基板との付着力が高く、毛管力が高く、蒸発性に優れたという特徴を有し、直流回路方式を用いることで金属基板の剛性を損なうことがなく、金属基板の硬度を維持できる。製造された放熱装置は熱伝導、放熱速度が高く、膨脹・爆発に対する抵抗性が良好である。

実施例５
膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置は、実施例３のプロセスにより製造されるものであり、上板１００内だけに複数本のコラム３００が設置され、上板１００、下板２００の内表面にさらにプレス成形された複数の支持リブ４００が設置された以外、実施例４の特徴と同様である。該放熱装置は、熱伝導、放熱速度が高く、膨脹・爆発に対する抵抗性が良好である。

実施例６
膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置は、実施例３のプロセスにより製造されるものであり、下板２００内だけに複数本のコラム３００が設置され、上板１００、下板２００の内表面にさらにプレス成形された複数の支持リブ４００が設置された以外、実施例４の特徴と同様である。該放熱装置は、熱伝導、放熱速度が高く、膨脹・爆発に対する抵抗性が良好である。

実施例７
膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置は、銅粉末の金属めっき層にさらに、補強層とロック層が設置された以外、実施例３の構造と同様である。補強層は、密着層上に付着しており、金属粒子の粒子径が０．５−２．０ｎｍ、厚みが１−５ｎｍである。ロック層は、補強層上に付着しており、金属粒子の粒子径が０．８−１．５ｎｍ、厚みが１−５ｎｍである。

補強層とロック層を増設することによって、銅粉末の金属めっき層と上板又は下板との付着力を大幅に向上させると同時に、銅粉末の金属めっき層全体の毛管力を向上させる。

補強層とロック層が設置されたサンプル、及び、補強層とロック層が設置されていないサンプルについて、特性をテストしたところ、補強層とロック層が設置されたサンプルの銅粉末の金属めっき層の脱落を引き起こす外力が、補強層とロック層が設置されていないサンプルの脱落を引き起こす外力よりも６０％以上高い。補強層とロック層が設置されたサンプルの毛管力も大幅に向上する。

なお、以上の実施例は本発明の技術案を説明するものに過ぎず、本発明の保護範囲を制限するものではなく、好適な実施例を参照して本発明について詳細に説明したが、当業者であれば、本発明の技術案の本質や範囲を脱逸せず、本発明の技術案について修正又は等同置換を行うことができる。

Claims (11)

1. 銅粉末の金属めっき層の製造プロセスであって、
   金属基板を洗浄するステップａと、
   金属層を付着すべき作動面だけを露出させて、金属基板の他面を包むステップｂと、
   治具を用いて、作動面だけを露出させた金属基板を作業タンクに浸漬し、付着工程に、作業タンク中の液体の温度を１−１５．５℃に保持し、作業タンク中の液体の成分の配合比率を、硫酸濃度が７０−８５グラム／リットル、硫酸銅の濃度が２５０−２６０グラム／リットルであるように保持して、純水を溶媒とする、金属層付着のステップｃと、
   金属層が付着されている金属板を洗浄するステップｄと、
   ステップｄで洗浄した金属板における液体を吸い取り、乾燥させて吸液毛管力のある銅粉末の金属めっき層を得るステップｅとを含み、
   ステップｃにおいて、金属層の付着は下地層の付着、スノーフレーク状金属層の付着及び密着層の付着工程を少なくとも含み、具体的に、
   金属粒子の粒子径が０．１−１ｎｍ、厚みが０．０１−０．０５ｍｍの下地層を付着し、金属基板との作動面に接続し、
   次に、金属粒子の粒子径が１．５−１０ｎｍ、厚みが０．１−２ｍｍのスノーフレーク状金属層を付着し、
   さらに、粒子径が０．５−１．５ｎｍ、厚みが１−５ｎｍの密着層を付着することを特徴とする銅粉末の金属めっき層の製造プロセス。
2. 下地層の付着工程において、電流は０．８−１．１アンペアに制御され、付着時間は１０−１５分間であり、
   スノーフレーク状金属層の付着工程において、電流は１．５−８．０アンペアに制御され、付着時間は２−１０分間であり、
   密着層の付着工程において、表面積の大きさに応じて電流は０．３−１．０Ａに制御され、時間は１−２時間であることを特徴とする請求項１に記載の銅粉末の金属めっき層の製造プロセス。
3. 前記下地層、スノーフレーク状金属層及び密着層はそれぞれ一層又は多層構造であり、
   スノーフレーク状金属層の付着プロセスは、
   電流を１．５アンペアに制御して、２分間付着して、厚み０．１ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成し、又は
   電流を２．５アンペアに調整して、２分間付着して、厚み０．１５−０．２ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成し、又は
   電流を３．０アンペアに調整して、２．５分間付着して、厚み０．２５−０．３ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成し、又は
   電流を４．０アンペアに調整して、３分間付着して、厚み０．３５ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成し、又は
   電流を４．５−５．０アンペアに調整して、３分間付着して、厚み０．４ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成し、又は
   電流を５．５アンペアに調整して、４分間付着して、厚み０．５ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成し、又は
   電流を６アンペアに調整して、５分間付着して、厚み０．６ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成し、又は
   電流を６．５アンペアに調整して、５分間付着して、厚み０．７−０．８ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成し、又は
   電流を７アンペアに調整して、６分間付着して、厚み０．９ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成し、又は
   電流を８アンペアに調整して、６分間付着して、厚み１ＭＭのスノーフレーク状金属層を形成することを特徴とする請求項２に記載の銅粉末の金属めっき層の製造プロセス。
4. 前記ステップａにおいて、具体的に、５％−１５％希硫酸で４−５分間洗浄し、次に純水を用いて金属基板の表面を少なくとも３回洗浄してきれいにし、
   ステップｄにおいて、金属層が付着されている金属板を洗浄し、具体的に、金属基板を５ｗｔ％ソーダ灰を容れた洗浄タンクに入れて、超音波で洗浄タンク内の液体を４０−６０℃に加熱し、１０−１５分間洗浄して、次に浄水で２回−３回洗浄し、
   前記ステップｅにおいて、具体的に、洗浄した金属板について金属層に残留された水分を吸収紙で吸い取った後、窒素ガス保護ボックスに入れて乾燥させ、吸水毛管力がある銅粉末の金属めっき層を得ることを特徴とする請求項３に記載の銅粉末の金属めっき層の製造プロセス。
5. （１）上板と下板の金属基板にそれぞれ、請求項１に記載のプロセスにより銅粉末の金属めっき層を電気めっきするステップと、
   （２）銅粉末の金属めっき層が電気めっきされた上板と下板の外周をレーザー溶接によりシールするステップと、
   （３）高周波溶接により排気ノズルを溶接したベイパーチャンバーを得て、排気ノズルを介してベイパーチャンバー内に冷媒を注入するステップと、
   （４）キャビティ内の空気圧を１／６〜１／６４ Ｐａにする真空化を行うステップと、
   （５）排気するステップであって、ステップ（４）で真空化が実施されたベイパーチャンバーを１００−１５０℃に加熱して、ステップ（４）で残された気体を排気ノズルのトップに集めて、排気ノズルの末端で排気ノズルを切断して排気するステップと、
   （６）切断された排気ノズルの開口部を溶接によりシールするステップと、
   （７）外部を仕上げて放熱装置の完成品を得るステップとを含むことを特徴とする膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置の製造プロセス。
6. 上板と下板の金属基板の少なくとも一方に複数のコラムが溶接により設置され、
   上板と下板の金属基板の少なくとも一方に支持リブが金属基板に一体成形されるように設置され、
   コラムと支持リブの露出面にも銅粉末の金属めっき層が付着されており、蒸気はコラムと支持リブに付着された銅粉末毛管を介して迅速に流動して、熱エネルギーを駆動でき、
   上板と下板を組み立てるときに、１つの金属基板に設置されたコラムの端部が対応した金属基板に当接され、１つの金属基板に設置された支持リブが対応した金属基板に当接されることを特徴とする請求項５に記載の膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置の製造プロセス。
7. 前記金属基板は銅板、アルミニウム板、亜鉛板、錫板、チタン板又はステンレス板であり、
   複数のコラムはレーザー溶接又は摩擦溶接により前記金属基板に接続され、
   排気するステップ（５）には、具体的に、ステップ（４）での真空化が実施されたベイパーチャンバーを１２０℃に加熱して、ステップ（４）で残された気体を排気ノズルのトップに集め、
   ステップ（６）では、切断された排気ノズルのトップにおける開口部をレーザー溶接によりシールし、
   ステップ（７）の外部仕上げは、具体的に、縁部のバリを除去して、光滑に研磨することを特徴とする請求項６に記載の膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置の製造プロセス。
8. 膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置であって、
   上板と下板とを備え、
   前記上板と下板が密封接続されてキャビティを形成し、キャビティ内に冷媒が注入されており、
   前記上板と前記下板にそれぞれ複数の支持リブが設置され、前記上板又は前記下板の少なくとも一方はそれに固定して接続されたコラムが設置され、
   前記上板又は前記下板の少なくとも一方の内表面に銅粉末の金属めっき層が付着され、
   前記銅粉末の金属めっき層は上板又は下板の内表面に接続された下地層、下地層に付着しているスノーフレーク状金属層及びスノーフレーク状金属層に付着している密着層を少なくとも含み、
   下地層の金属粒子の粒子径は０．１−１ｎｍ、下地層の厚みは０．０１−０．０５ｍｍであり、
   スノーフレーク状金属層の金属粒子の粒子径は１．５−１０ｎｍ、スノーフレーク状金属層の厚みは０．１−２ｍｍであり、
   密着層の金属粒子の粒子径は０．５−１．５ｎｍ、密着層の厚みは１−５ｎｍであり、
   前記支持リブはプレス成形された凹溝であり、凹溝の凸起側が前記上板、下板の内表面に位置することを特徴とする膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置。
9. 前記凹溝の凸起面に銅粉末の金属めっき層が付着されていることを特徴とする請求項８に記載の膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置。
10. 前記上板の支持リブと前記下板の支持リブは千鳥状で設置され、
    前記上板の内表面にコラムが溶接され、上板に溶接されたコラムの他端が下板の内表面に当接され、上板に溶接されたコラムの表面に銅粉末の金属めっき層が付着されており、
    前記下板の内表面にコラムが溶接され、下板に溶接されたコラムの他端が上板の内表面に当接され、下板に溶接されたコラムの表面に銅粉末の金属めっき層が付着され、
    上板に設置されたコラムはアレイとして配列され、下板に設置されたコラムはアレイとして配列されることを特徴とする請求項９に記載の膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置。
11. 上板に設置されたコラムは直線アレイとして配列され、下板に設置されたコラムは直線アレイとして配列されることを特徴とする請求項１０に記載の膨脹・爆発を防止可能な省エネ型放熱装置。