芯片散热用镓液态金属合金及其制造方法与流程

本发明涉及一种制造领域，具体涉及液态金属合金。

背景技术：

传统的导热片均以硅油为基础填充高热导率颗粒经固化而成，较高的热导率一般在5W/(m·k)。有机材料导热片在基材成分，高导热填料选取方向上不断改进以获得更全面的导热性能。

在近些年逐渐发展的液态金属导热片是一种高端热界面材料，由于材料本身具有的金属键特性，液态金属导热片的热导率远超传统热界面材料，传热效果显著。市面上现有的液态金属导热材料为铟铋锡共晶合金，因其熔点在60℃附近，塑性好可压延至数十微米，熔化后传热效率高，特别适合用作界面材料。但是，在手机等众多电子产品中，热源与散热器件的界面温度不能达到共晶合金熔点，液态金属导热片的性能无法有效发挥。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供芯片散热用镓液态金属合金，以解决上面的问题。

本发明的目的在于，提供芯片散热用镓液态金属合金的制造方法，以解决上面的问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

芯片散热用镓液态金属合金，其特征在于，是采用下述工艺制成的金属合金，

步骤一，对原料进行配比称重，原料按以下质量比称重：镓25％～60％、铟10％～30％、铋10％～30％、硼15％～35％、铯5％～40％、钼5％～25％；

步骤二，合金熔炼：将锅炉升温至300°，在坩埚中依次放入铟、铋、硼和铯，将坩埚放入锅炉中加热，熔化后将表层氧化物除去并搅拌；

步骤三，将锅炉的温度调整为250°，然后在坩埚中加入钼，静置10min-30min，熔化后将表层氧化物除去并搅拌；

步骤四，将锅炉的温度调整为150°，然后在坩埚中加入镓，熔化后将表层氧化物除去并搅拌；

步骤五，取出坩埚，将坩埚内的物质浇铸到烘干过的模具内，自然冷却至室温，得到合金成品。

本发明优化了传统的配方能够降低熔点的同时提高散热效果。

作为一种方案，原料按以下质量比称重：镓35％、铟20％、铋20％、硼15％、铯5％、钼5％。本方案下合金熔点最低且成本较低。

所述镓、铟、铋的比值为45-50:26-27:26-27。

此比例下能够有效的减少成本。

作为一种优选方案，镓、铟、铋的比值为47:26.5:26.5。

所述芯片散热用镓液态金属合金的熔点不大于60°。

本发明通过低熔点能够适用于低结温场合满足热源与散热器件的界面温度，提高散热效果。

作为一种优选方案，所述芯片散热用镓液态金属合金的熔点在30°-50°。

优化了传统合金的熔点，更满足热源与散热器件的界面温度，提高散热效果。

芯片散热用镓液态金属合金的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，对原料进行配比称重；

步骤二，合金熔炼：将锅炉升温至300°，在坩埚中依次放入铟、铋、硼和铯，将坩埚放入锅炉中加热，熔化后将表层氧化物除去并搅拌；

步骤三，将锅炉的温度调整为250°，然后在坩埚中加入钼，静置10min-30min，熔化后将表层氧化物除去并搅拌；

步骤四，将锅炉的温度调整为150°，然后在坩埚中加入镓，熔化后将表层氧化物除去并搅拌；

步骤五，取出坩埚，将坩埚内的物质浇铸到烘干过的模具内，自然冷却至室温，得到合金成品。

本发明优化了传统合金的制备方法，工艺更加简单，能够在较低的制作成本下得到较为纯的合金，适合大范围推广使用。

所述步骤五中，模具的外壁固定有一超声波发生器，所述超声波发生器的声波发生方向朝向所述模具的内壁。

本发明通过超声波发生器能够在化合物冷却时产生振动，减少合金中的气泡，也能缩短冷却时间。

所述坩埚包括一容纳物料的加热部和一手持部，所述加热部与所述手持部焊接连接，所述加热部呈开口向上的圆筒状，所述手持部与所述加热部之间设有一挡板，所述挡板是由隔热材料制成的挡板。

本发明通过挡板能够防止拿取时被灼伤。

所述加热部的底部设有至少三个凸起，所述至少三个凸起呈三角形排布在所述加热部的底部。

使加热部的放置更加稳固，不容易倾倒。

所述模具的下端部设有用于对模具冷却的冷水腔，所述模具的外壁设有一进水口和一出水口，所述进水口、所述出水口与所述冷水腔导通。

本发明通过设有冷水腔能够提高模具的冷却效果。

所述冷水腔内设有一温度传感器，所述温度传感器连接一微型处理器系统，所述进水口上设有第一电磁阀，所述出水口上设有第二电磁阀。

本发明能够根据冷水腔内的温度情况从而控制水的进出。

所述冷水腔内水流的轨迹呈螺旋状或者波浪状中的任意一种。通过不同结构的冷水腔能够提高冷却效果。

所述冷水腔内设有一球体，所述温度传感器固定在所述球体上，所述球体内设有一中空的腔体，所述腔体内设有一电加热丝。

本发明通过电加热丝能够使球体膨胀，膨胀后球体上浮能够检测冷水腔上部的温度，等到电加热丝自然冷却后，球体沉在冷水腔底部能够检测底部的水温，从而能够实现不同的水温检测，提高检测水温的精度。

所述球体是由橡胶制成的球体。橡胶的膨胀系数高并且耐水性密封性佳。

所述进水口上设有第一泵体，所述出水口上设有第二泵体。本发明通过泵体能够更好的抽水和排水。

所述进水口通过第一水管与一导通，所述储水箱的内壁上设有一液位传感器，所述液位传感器连接所述微型处理器系统，所述微型处理器系统连接一无线传感器系统，所述微型处理器系统通过所述无线传感器系统连接一智能设备。

本发明通过液位传感器能够检测储水箱内的水量，并且将水量信息发送到智能设备，能够及时加水不容易发生缺水现象。

所述出水口通过第二水管与所述储水箱导通。能够实现水的循环利用，节约成本。

所述储水箱上设有进水端和出水端，所述出水端与所述第一水管导通，所述进水端与所述第二水管导通，所述进水端位于所述储水箱的上端部，所述出水端位于所述储水箱的下端部，所述进水端的下方设有一过滤装置。

本发明通过过滤装置能够对重复利用的水进行过滤，减少杂质进入冷水腔。

附图说明

图1为本发明制造方法的流程框图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。

参见图1，芯片散热用镓液态金属合金，是采用下述工艺制成的金属合金，步骤一，对原料进行配比称重，原料按以下质量比称重：镓25％～60％、铟10％～30％、铋10％～30％、硼15％～35％、铯5％～40％、钼5％～25％；步骤二，合金熔炼：将锅炉升温至300°，在坩埚中依次放入铟、铋、硼和铯，将坩埚放入锅炉中加热，熔化后将表层氧化物除去并搅拌；步骤三，将锅炉的温度调整为250°，然后在坩埚中加入钼，静置10min-30min，熔化后将表层氧化物除去并搅拌；步骤四，将锅炉的温度调整为150°，然后在坩埚中加入镓，熔化后将表层氧化物除去并搅拌；步骤五，取出坩埚，将坩埚内的物质浇铸到烘干过的模具内，自然冷却至室温，得到合金成品。本发明优化了传统的配方能够降低熔点的同时提高散热效果。液态金属在高温下(如40度以上)，是液态。在需要散热时，完成液态转化，液态的流动性，在上下温差作用下，会产生对流，散热性远远大于固态金属。作为一种方案，原料按以下质量比称重：镓35％、铟20％、铋20％、硼15％、铯5％、钼5％。本方案下合金熔点最低且成本较低。镓、铟、铋的比值为45-50:26-27:26-27。此比例下能够有效的减少成本。作为一种优选方案，镓、铟、铋的比值为47:26.5:26.5。芯片散热用镓液态金属合金的熔点不大于60°。本发明通过低熔点能够适用于低结温场合满足热源与散热器件的界面温度，提高散热效果。作为一种优选方案，芯片散热用镓液态金属合金的熔点在30°-50°。优化了传统合金的熔点，更满足热源与散热器件的界面温度，提高散热效果。

芯片散热用镓液态金属合金的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，对原料进行配比称重；步骤二，合金熔炼：将锅炉升温至300°，在坩埚中依次放入铟、铋、硼和铯，将坩埚放入锅炉中加热，熔化后将表层氧化物除去并搅拌；步骤三，将锅炉的温度调整为250°，然后在坩埚中加入钼，静置10min-30min，熔化后将表层氧化物除去并搅拌；步骤四，将锅炉的温度调整为150°，然后在坩埚中加入镓，熔化后将表层氧化物除去并搅拌；步骤五，取出坩埚，将坩埚内的物质浇铸到烘干过的模具内，自然冷却至室温，得到合金成品。本发明优化了传统合金的制备方法，工艺更加简单，能够在较低的制作成本下得到较为纯的合金，适合大范围推广使用。步骤五中，模具的外壁固定有一超声波发生器，超声波发生器的声波发生方向朝向模具的内壁。本发明通过超声波发生器能够在化合物冷却时产生振动，减少合金中的气泡，也能缩短冷却时间。坩埚包括一容纳物料的加热部和一手持部，加热部与手持部焊接连接，加热部呈开口向上的圆筒状，手持部与加热部之间设有一挡板，挡板是由隔热材料制成的挡板。本发明通过挡板能够防止拿取时被灼伤。加热部的底部设有至少三个凸起，至少三个凸起呈三角形排布在加热部的底部。使加热部的放置更加稳固，不容易倾倒。

模具的下端部设有用于对模具冷却的冷水腔，模具的外壁设有一进水口和一出水口，进水口、出水口与冷水腔导通。本发明通过设有冷水腔能够提高模具的冷却效果。冷水腔内设有一温度传感器，温度传感器连接一微型处理器系统，进水口上设有第一电磁阀，出水口上设有第二电磁阀。本发明能够根据冷水腔内的温度情况从而控制水的进出。冷水腔内水流的轨迹呈螺旋状或者波浪状中的任意一种。通过不同结构的冷水腔能够提高冷却效果。冷水腔内设有一球体，温度传感器固定在球体上，球体内设有一中空的腔体，腔体内设有一电加热丝。本发明通过电加热丝能够使球体膨胀，膨胀后球体上浮能够检测冷水腔上部的温度，等到电加热丝自然冷却后，球体沉在冷水腔底部能够检测底部的水温，从而能够实现不同的水温检测，提高检测水温的精度。球体是由橡胶制成的球体。橡胶的膨胀系数高并且耐水性密封性佳。进水口上设有第一泵体，出水口上设有第二泵体。本发明通过泵体能够更好的抽水和排水。进水口通过第一水管与一导通，储水箱的内壁上设有一液位传感器，液位传感器连接微型处理器系统，微型处理器系统连接一无线传感器系统，微型处理器系统通过无线传感器系统连接一智能设备。本发明通过液位传感器能够检测储水箱内的水量，并且将水量信息发送到智能设备，能够及时加水不容易发生缺水现象。出水口通过第二水管与储水箱导通。能够实现水的循环利用，节约成本。储水箱上设有进水端和出水端，出水端与第一水管导通，进水端与第二水管导通，进水端位于储水箱的上端部，出水端位于储水箱的下端部，进水端的下方设有一过滤装置。本发明通过过滤装置能够对重复利用的水进行过滤，减少杂质进入冷水腔。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。