专利名称：热管烧结技术用的离型组合物及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种热管烧结技术用的离型组合物及其使用方法，特别地，本发明涉及一种含有氮化硼的热管烧结技术用的离型组合物及其使用方法。
背景技术：
热管、散热片与风扇是信息硬件中用以散热的关键零组件，其中，热管还已取代传统的散热器应用于如Intel推出的代号为Prescott的中央处理器的散热装置中。热管的基本构造主要是由封闭容器、毛细结构与工作流体所组合而成，依照操作环境的区分，则可区分成蒸发段、绝热段与冷凝段。当发热组件与蒸发段接触时，其热量会从发热组件传递给容器管壁、毛细结构与工作流体。之后，工作流体因受热而吸收汽化潜热变成蒸汽。使得蒸发段的蒸汽压力高于冷凝段，因而驱动蒸汽经由热管中的通道，从蒸发段流向冷凝段。蒸汽在冷凝段冷凝成液体后，会通过毛细结构并由毛细力返回蒸发段，并使工作流体得以重复循环再利用。
由上可知，热管中的毛细结构主要的功能是为了产生毛细压力，使工作流体得以从冷凝段回流至蒸发段的每一角落，有鉴于此，毛细压力的大小对于热管的热传性能有绝对地影响力。一般而言，毛细构造可区分成沟槽、多层网、纤维及金属粉末烧结四种类型，其中，金属粉末烧结式热管为目前市场的最大宗，市占率约为55％，金属粉末烧结式热管的制作粗分为四个步骤，依序为容器的制备、毛细结构制作、机械加工与成品测试。其中，毛细结构制作的制作方式可利用细钢棒插入铜管中，然后再将已过筛的铜粉导入管中，配合外在的震荡效果使铜粉得以装填紧密，之后再将其放入气氛烧结炉中进行烧结，之后拔除细钢棒即可获得毛细结构。
然而在传统的高温烧结后，金属棒也会和铜粉烧结在一起，因此会造成金属棒要抽出铜管时弯曲或者有抽不出的情况产生，在相关的公知技术中，有人使用石墨系的离型剂，借着在烧结前时将石墨系离型剂涂喷于金属棒上使得烧结后的金属棒容易抽出，且可使金属棒重复利用的次数提高至50次，然而每次进行烧结前都需要喷涂，使制作相对来说繁琐，因此值得开发一种更佳的离型剂以改良传统热管烧结制作上的缺失。
发明内容
为使金属棒能由完成烧结程序的铜管中抽出，并延长金属棒的使用寿命，以降低成本，同时，提高铜管烧结的产率与良率，本发明的目的在于提供一种热管烧结技术用的离型组合物，以改变金属棒与铜粉接触界面性质，减少烧结程序后铜粉与金属棒烧结的情况发生，使金属棒自铜管中抽出的困难度降低，金属棒将因此较不易发生形变而提高使用次数，进而降低成本，同时铜管也不会因为金属棒抽出的困难导致产率与良率下降。
为实现上述目的，本发明提供的热管烧结技术用的离型组合物，包含1～45％氮化硼；及1～45％结合剂。
所述的离型组合物，其中氮化硼比例为1～20％。
所述的离型组合物，其中结合剂比例为1～20％。
所述的离型组合物，其中前述结合剂包含磷酸盐类、硅酸盐类、黏土、水玻璃或其混合物。
所述的离型组合物，其可进一步包含一液态载体。
所述的离型组合物，其中液态载体为水。
所述的离型组合物，其可进一步包含0.1～5％分散剂。
所述的离型组合物，其中分散剂包含烷基硫酸盐，四级铵盐，聚氧乙烯烷基醚，N，N-二烷基胺基烯羧酸盐或其混合物。
本发明的热管烧结的方法，其步骤包含提供一离型组合物；将前述离型组合物与一金属棒表面接触形成薄膜；将前述表面具有离型组合物的金属棒置于中空铜管中；取一铜粉材料填入前述金属棒与中空铜管之间隙中；将前述具有金属棒及填充有铜粉的中空铜管进行高温烧结；及移除金属棒，即可制得内壁具毛细结构的中空铜管；前述方法的特征在于前述离型组合物包含1～45％氮化硼及1～45％结合剂。
所述的方法，其中薄膜的形成方法是将离型组合物喷涂或刷涂于金属棒表面后将该金属棒加热至200℃以上。
所述的方法，其中薄膜的形成方法是将金属棒浸入离型组合物后再取出加热至200℃以上。
所述的方法，其中金属棒加热至250℃以上。
所述的方法，其中薄膜的形成方法可进一步将金属棒先行预热。
所述的方法，其中氮化硼比例为1～20％。
所述的方法，其中结合剂比例为1～20％。
所述的方法，其中结合剂包含磷酸盐类、硅酸盐类、黏土、水玻璃或其混合物。
所述的方法，其中离型组合物进一步包含一液态载体。
所述的方法，其中液态载体为水。
所述的方法，其中离型组合物可进一步包含一0.1～5％的分散剂。
所述的方法，其中分散剂包含烷基硫酸盐，四级铵盐，聚氧乙烯烷基醚，N，N-二烷基胺基烯羧酸盐或其混合物。
所述的方法，其可进一步包含一移除金属棒前可进一步包含一回温程序。
所述的方法，其中回温程序的温度是回温至室温。
利用本发明的含氮化硼的离型剂，可使高温烧结后的金属棒容易抽出，并且每次的喷涂可重复使用8次再进行涂喷即可，此外金属棒的连续使用次数可以使用120～160次，有效延长金属棒的使用寿命，达到提高产率及量率与降低成本的目的。
图1A为烧结前未涂布本发明的含氮化硼的离型组合物的细钢棒影像图。
图1B为烧结前涂布本发明的含氮化硼的离型组合物的细钢棒影像图。
图2A为未涂布本发明的含氮化硼的离型组合物的细钢棒烧结后由铜管抽出后的影像图。
图2B为涂布本发明的含氮化硼的离型组合物的细钢棒烧结后由铜管抽出后的影像图。
具体实施例方式
本发明的热管烧结技术用的离型组合物，其包含1～45％的氮化硼及1～45％结合剂。而在较佳的实施态样中，该离型组合物包含1～20％的氮化硼及1～20％结合剂。该离型组合物进一步包含一液态载体，使氮化硼及结合剂悬浮于其中。前述离型组合物可进一步包含0.1～5％分散剂。
本发明所称的结合剂包含，但不限于磷酸盐类、硅酸盐类、黏土、水玻璃或其混合物等本技术领域熟知的结合剂态样。
本发明的离型组合物的一较佳具体实施例为溶液的态样，意即前述氮化硼与结合剂与一液态载体搭配，使氮化硼与结合剂可均匀形成于金属棒表面。在一般的实施态样中液态载体使用价格低廉的水即可，然而并非只能使用水，举凡可用于均匀悬浮氮化硼与结合剂的流体载体皆可。
本发明的离型组合物中可进一步包含一分散剂，例如烷基硫酸盐，四级铵盐，聚氧乙烯烷基醚，N，N-二烷基胺基烯羧酸盐或其混合物等本领域熟知可作为分散剂的物质。
本发明所提供的热管烧结的方法，其步骤包含首先提供一离型组合物，该离型组合物主要包含1～45％的氮化硼及1～45％结合剂，其中结合剂包含，但不限于磷酸盐类、硅酸盐类、黏土、水玻璃或其混合物等本技术领域熟知的结合剂态样；而该离型组合物可进一步包含一液态载体，其功能系在于使氮化硼与结合剂可均匀悬浮于其中并形成于金属棒表面。在一般的实施态样中使用价格低廉的水作为该液态载体即可，然而并非只能使用水，举凡可用于分散均匀氮化硼与结合剂的流体载体皆可。而在较佳的实施态样中，离型组合物包含1～20％的氮化硼及1～20％结合剂。
接着将前述离型组合物与一金属棒表面接触形成薄膜；薄膜的形成方法包含，但不限于，下列三种(1)喷涂先将金属棒预热，再将离型剂喷涂于预热后的金属棒表面，再将金属棒加热至200℃以上即可完成；(2)刷涂将离型组合物直接刷涂于金属棒表面后，将该金属棒加热至200℃以上；(3)将金属棒浸入离型组合物后取出，再加热至200℃以上。前述加热温度较佳为250℃以上。
接着将表面具有离型组合物薄膜的金属棒置于中空铜管中后，取一铜粉材料填入前述金属棒与中空铜管之间隙中，铜粉材料较佳地可先过筛使其粒径均匀，之后将具有金属棒及填充有铜粉的中空铜管进行高温烧结；最后，待回温后自铜管中将金属棒抽出，即可制得内壁具毛细结构的中空铜管。
以下实施态样是用于进一步了解本发明的优点，并非用于限制本发明的申请专利范围。
实施例1.离型组合物的配制本发明的离型组合物的配制具体实施例如下所述，首先取40公升(40公斤)的水做为液态载体，加入0.32公斤的分散剂四级铵盐，搅拌30分钟，然后取3.2公斤的氮化硼加入其中搅拌30分钟，之后再加入做为结合剂用的磷酸盐2公斤搅拌1小时，即可制得本发明的离型组合物。
实施例2.离型组合物的配制本实施例以黏土取代磷酸盐做为结合剂用，其制备方法同实施例1，将0.32公斤的分散剂四级铵盐加入40公斤的水中搅拌30分钟，在加入3.2公斤的氮化硼搅拌30分钟后，加入1公斤的黏土，同样搅拌1小时，亦可制得本发明的离型组合物的另一实施例。
实施例3.利用本发明的离型组合物进行热管烧结首先取实施例1配制的离型组合物，然后取一细钢棒，将离型组合物透过喷涂的方式与细钢棒接触，而后透过加热方式使细钢棒表面形成一离型组合物薄膜，细钢棒在与离型组合物接触前可先行预热，将有助于薄膜的均匀形成。接着将具有离型组合物薄膜的细钢棒置于中空铜管中，接着取铜粉填入细钢棒与中空铜管之间隙中，之后将具有细钢棒及填充有铜粉的中空铜管放入烧结炉内，炉内具有96％的氮气及4％的氢气，开始以900℃的高温进行烧结，时间持续20～120分钟；最后待回温至室温后将细钢棒由铜管中抽出，即可制得内壁具毛细结构的中空铜管。
经热管烧结后的内壁烧结有铜粉的铜管可在减压的情况下加入适当的液体封管后便可制成烧结管。
图1A为烧结前未涂布本发明的含氮化硼的离型组合物的细钢棒影像图，图1B为烧结前涂布本发明的含氮化硼的离型组合物的细钢棒影像图，图1B中的金属棒表面因具有离型组合物，所以看不见细钢棒应具有的金属光泽。
图2A为未涂布本发明的含氮化硼的离型组合物的细钢棒烧结后由铜管抽出后的影像图，由图中可见，细钢棒表面具有许多烧结于其表面的铜粉沾附。图2B为涂布本发明的含氮化硼的离型组合物的细钢棒烧结后由铜管抽出后的影像图，由图中可见细钢棒表面并没有铜粉烧结沾附的发生。由此可知本发明的含氮化硼的离型组合物确实适合应用于热管烧结技术。
利用本发明的含氮化硼的离型剂，可使高温烧结后的金属棒容易抽出，并且每次的喷涂可重复使用8次再进行涂喷即可，此外金属棒的连续使用次数可以使用120～160次，相较于公知技术仅能重复50次来说，本发明开发的离型剂可有效延长金属棒的使用寿命。
综合上述，本发明的离型组合物能使金属棒较轻易地由完成烧结程序的铜管中抽出，并延长金属棒的使用寿命，以降低成本，同时达到提高铜管烧结的产率与良率。
其它实施态样在本说明书中所公开的所有特征都可能与其它方法结合，本说明书中所公开的每一个特征都可能选择性的以相同、相等或相似目的特征所取代，因此，除了特别显著的特征外，所有的本说明书所公开的特征仅是相等或相似特征中的一个例子。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。
权利要求
1.一种热管烧结技术用的离型组合物，包含1～45％氮化硼；及1～45％结合剂。
2.如权利要求1所述的离型组合物，其特征在于，其中氮化硼比例为1～20％。
3.如权利要求1所述的离型组合物，其特征在于，其中结合剂比例为1～20％。
4.如权利要求1所述的离型组合物，其特征在于，其中前述结合剂包含磷酸盐类、硅酸盐类、黏土、水玻璃或其混合物。
5.如权利要求1所述的离型组合物，其特征在于，其可进一步包含一液态载体。
6.如权利要求5所述的离型组合物，其特征在于，其中液态载体为水。
7.如权利要求1所述的离型组合物，其特征在于，其可进一步包含0.1～5％分散剂。
8.如权利要求7所述的离型组合物，其特征在于，其中分散剂包含烷基硫酸盐，四级铵盐，聚氧乙烯烷基醚，N，N-二烷基胺基烯羧酸盐或其混合物。
9.一种热管烧结的方法，其步骤包含提供一离型组合物；将前述离型组合物与一金属棒表面接触形成薄膜；将前述表面具有离型组合物的金属棒置于中空铜管中；取一铜粉材料填入前述金属棒与中空铜管之间隙中；将前述具有金属棒及填充有铜粉的中空铜管进行高温烧结；及移除金属棒，即可制得内壁具毛细结构的中空铜管；前述方法的特征在于前述离型组合物包含1～45％氮化硼及1～45％结合剂。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，其中薄膜的形成方法是将离型组合物喷涂或刷涂于金属棒表面后将该金属棒加热至200℃以上。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，其中薄膜的形成方法是将金属棒浸入离型组合物后再取出加热至200℃以上。
12.如权利要求10或11所述的方法，其特征在于，其中金属棒加热至250℃以上。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，其中薄膜的形成方法可进一步将金属棒先行预热。
14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，其中氮化硼比例为1～20％。
15.如权利要求9所述的方法，其特征在于，其中结合剂比例为1～20％。
16.如权利要求9所述的方法，其特征在于，其中结合剂包含磷酸盐类、硅酸盐类、黏土、水玻璃或其混合物。
17.如权利要求9所述的方法，其特征在于，其中离型组合物进一步包含一液态载体。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，其中液态载体为水。
19.如权利要求9所述的方法，其特征在于，其中离型组合物可进一步包含一0.1～5％的分散剂。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，其中分散剂包含烷基硫酸盐，四级铵盐，聚氧乙烯烷基醚，N，N-二烷基胺基烯羧酸盐或其混合物。
21.如权利要求9所述的方法，其特征在于，其可进一步包含一移除金属棒前可进一步包含一回温程序。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，其中回温程序的温度是回温至室温。
全文摘要
本发明涉及一种热管烧结技术用的离型组合物及其使用方法，本发明的离型组合物包含1～45％的氮化硼、1～45％结合剂，其可进一步包含一液态载体，将该离型组合物形成于热管烧结用的金属棒表面可改变金属棒与铜粉接触界面性质，减少烧结程序后铜粉与金属棒烧结的发生，使金属棒自铜管中抽出的困难度降低，金属棒将因此较不易发生形变而提高使用次数，进而降低成本，同时铜管也不会因为金属棒抽出的困难导致产率与良率下降。
文档编号B22C3/00GK1958191SQ20051011717
公开日2007年5月9日 申请日期2005年11月1日 优先权日2005年11月1日
发明者洪崇喜 申请人:国研氮化股份有限公司