专利名称：高热传导的散热片结构及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种高热传导的散热片结构及其制造方法，具体说是涉及一种质轻且较传统铜/铝合金更具有高热传导作用的散热片结构，且可将其以压铸方式直接完成各种散热器的结构外形，以应用在中央处理器等高热源的散热使用。
然而，以目前散热器的结构主体虽然可由铜、铝合金以抽拉、挤制的方式加工成为多种外形，但由于其结构本身的热传导效率仍有限，而无法符合更高速中央处理器的散热需求；尤其，铜合金散热器的热传导效率虽优于铝合金散热器，但整体铜合金散热器的比重却较铝合金散热器高，而不符合电脑轻量化的需求。
本发明的另一目的系藉由在铝合金中混入适当比例的陶瓷颗粒，以大幅降低整体散热片的重量，而更符合电脑轻量化的设计需求。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下
一种高热传导的散热片结构，其特征在于整体散热片系依实际应用的需要制成各种近净形的形状，又整体结构的主体系于铝合金中混入适当比例的陶瓷颗粒。
本发明的另一特征是该铝合金为AlSi、AlSiCu、AlSiZn、AlSiMg、AlSiCuMg、AlGe、AlGeSi、AlCu、AlMn、AlLi、AlSn及AlPb中的一种或多种；该陶瓷颗粒系为碳化硅，该碳化硅的粒径以40-3000μm为宜，并占整体散热片0.5-80％的重量比例。
一种高热传导的散热片结构的制造方法，其步骤如下1.用熔炼炉将铝合金加热至660℃以上，并确定铝合金完全为液相状态。
2.进行除渣工作，将铝合金中的杂质去除。
3.加入陶瓷颗粒，至重量比达到0.5-80％。
4.于固液相温度下用搅拌棒对熔汤进行搅拌，此时熔汤温度保持在550-700℃。
5.以机械手臂将搅拌均匀的熔汤舀起并注入压铸设备中的射出系统中，进行射出及成形，压铸机台的锁模力为200-250ton，射出时的铸造面积压力为150-250Kg/cm2。
本发明的优点是由于本发明的在于铝合金中混入适当比例陶瓷颗粒的散热片结构，可由陶瓷颗粒的高热传导效率提升同形结构的散热效果，在实际完成的样品与铜制散热片的实验比对下，本发明的散热片的热导率最高达485W/mK，不但较铜制散热片的400W/mK数值为高，且本发明的散热片在陶瓷颗粒添加含量不同下，其热传导系数可介于150-485W/mK之间，可应用于发热源为85W以上或2.2GHz速度的中央处理器，而一般铜制散热片的热传导系数仅为400W/mK，仅能使用在上限为发热源80W的中央处理器；尤其，本发明的散热片在陶瓷颗粒添加含量不同下，密度介于2.7-3.5g/cm3之间，相较于一般铜制散热片8.6g/cm3，约可降低1/2-2/3的重量，而更符合笔记型电脑轻量化的设计要求。
图1是本发明的流程图。
再者，整体散热片的制造乃系在铝合金的固/液二相区，藉由搅拌所造成的剪应力打断或打碎固化的树枝状初晶，形成含球状固体碎粒的熔汤，再将陶瓷颗粒加入，并利用分散在液相金属中的固体颗粒来分散所加入的陶瓷颗粒，在不断施以搅拌的作用下，令铝合金变成细微而非枝状结构，以完成致密性的陶瓷/铝合金混合液，最后则可直接以压铸方式完成散热片的结构外形。
实施例1铝合金采用AlMgSi，该铝合金的组成为AlMgSi合金化学成分(％)
碳化硅占整体散热片的10％重量比，碳化硅的粒径为80μm。具体方法如下1.用熔炼炉将铝合金加热至660-720℃，并确定铝合金完全为液相状态。
2.进行除渣工作，将铝合金中的杂质去除。
3.加入陶瓷颗粒。
4.于固液相温度下用搅拌棒对熔汤进行搅拌，此时熔汤温度保持在550-700℃。
5.以机械手臂将搅拌均匀的熔汤舀起并注入压铸设备中的射出系统中，进行射出及成形，压铸机台的锁模力为200-250ton，射出时的铸造面积压力为150-250Kg/cm2。
通过上述方法得到的散热片的热传导系数为150W/mK。
实施例2铝合金采用AlMgSi，该铝合金的组成同实施例1。
碳化硅占整体散热片的25％重量比，碳化硅的粒径为120μm。具体方法如下1.熔炼炉将铝合金加热至660-720℃，并确定铝合金完全为液相状态。
2.进行除渣工作，将铝合金中的杂质去除。
3.加入陶瓷颗粒。
4.于固液相温度下用搅拌棒对熔汤进行搅拌，此时熔汤温度保持在550-700℃。
5.以机械手臂将搅拌均匀的熔汤舀起并注入压铸设备中的射出系统中，进行射出及成形，压铸机台的锁模力为200-250ton，射出时的铸造面积压力为150-250Kg/cm2。
通过上述方法得到的散热片的热传导系数为315W/mK。
实施例3铝合金采用AlMgSi，该铝合金的组成同实施例1。
碳化硅占整体散热片的60％重量比，碳化硅的粒径为320μm。具体方法如下1.熔炼炉将铝合金加热至700-760℃，并确定铝合金完全为液相状态。
2.进行除渣工作，将铝合金中的杂质去除。
3.加入陶瓷颗粒。
4.于固液相温度下用搅拌棒对熔汤进行搅拌，此时熔汤温度保持在590-630℃。
5.以机械手臂将搅拌均匀的熔汤舀起并注入压铸设备中的射出系统中，进行射出及成形，压铸机台的锁模力为200-250ton，射出时的铸造面积压力为150-250Kg/cm2。
通过上述方法得到的散热片的热传导系数为400W/mK。
权利要求
1.一种高热传导的散热片结构，其特征在于整体散热片系依实际应用的需要制成各种近净形的形状，又整体结构的主体系于铝合金中混入适当比例的陶瓷颗粒。
2.根据权利要求1所述的高热传导的散热片结构，其特征在于该铝合金为AlSi、AlSiCu、AlSiZn、AlSiMg、AlSiCuMg、AlGe、AlGeSi、AlCu、AlMn、AlLi、AlSn及AlPb中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的高热传导的散热片结构，其特征在于该陶瓷颗粒系为碳化硅。
4.根据权利要求3所述的高热传导的散热片结构，其特征在于该碳化硅的粒径以40-3000μm为宜。
5.根据权利要求1所述的高热传导的散热片结构，其特征在于该陶瓷颗粒系占整体散热片0.5-80％的重量比例。
6.一种高热传导的散热片结构的制造方法，其步骤如下1.用熔炼炉将铝合金加热至660℃以上，并确定铝合金完全为液相状态。2.进行除渣工作，将铝合金中的杂质去除。3.加入陶瓷颗粒，至重量比达到0.5-80％。4.于固液相温度下用搅拌棒对熔汤进行搅拌，此时熔汤温度保持在550-700℃。5.以机械手臂将搅拌均匀的熔汤舀起并注入压铸设备中的射出系统中，进行射出及成形，压铸机台的锁模力为200-250ton，射出时的铸造面积压力为150-250Kg/cm2。
全文摘要
本发明涉及一种高热传导的散热片结构及其制造方法，其主要系在铝合金的固/液二相区，藉由搅拌所造成的剪应力打断或打碎固化的树枝状初晶，形成含球状固体碎粒的熔汤，再将陶瓷颗粒加入，并利用分散在液相金属中的固体颗粒来分散所加入的陶瓷颗粒，在不断施以搅拌的作用下，令铝合金变成细微而非枝状结构，以完成致密性的陶瓷/铝合金混合液，最后则可直接以压铸方式完成散热片的结构外形，以由铝合金的特性用以整体散热片的塑形，并由陶瓷颗粒的高热传导效率提升同形结构的散热效果。
文档编号H01L23/373GK1463039SQ0212173
公开日2003年12月24日 申请日期2002年5月29日 优先权日2002年5月29日
发明者陈永征, 黄传政, 童全庆, 叶佳祯 申请人:富骅企业股份有限公司