金屬散熱板結構的製作方法
2023-08-11 16:29:56 1
本實用新型有關於一種金屬散熱板結構，尤指一種具有良好導熱性能的金屬散熱板，且該金屬散熱板能運用於各種電子產品中，達到良好散熱效果。
背景技術：
隨著電子產業的高速發展，現代社會電子裝置越來越普及，如個人計算機、手機、事務機、GPS導航裝置等電子裝置，且現今電子元件和電子設備的體積也日漸驅向薄、輕、小方向發展，除了薄、輕、小之外，功能也越來越多及強大。
隨著電子產品的集成度越來越高，單位面積內的電子元件的數量呈幾何級數量增長，散熱成為一個很重要的課題，如果熱量來不及散除將導致元件工作溫度升高，嚴重時還會使電子元件失效，直接影響到使用它們的各種高精密度設備的壽命和可靠性。因此，熱量的如何散發問題已經成為電子產品小型化、集成化的瓶頸。
而一般傳統用來散熱的技術為採用導熱矽膠，該導熱矽膠好處在於可壓縮，但導熱矽膠相比銅等金屬來說，熱傳導太慢，並且通常要搭配風扇，在要求快速降低溫度時及空間有限時就顯得無能為力。於是，乃有業內人士考慮到於銅底部結合碳層，藉此，以達到散熱特性，請參閱中國公告第CN103476227A號的「銅碳複合散熱片及其製備方法」，該銅碳複合散熱片由銅箔兩面塗布碳導熱層構成；其中：所述銅箔的厚度為0.02～0.25mm；所述碳導熱層的厚度為0.015～0.03mm；所述銅碳複合散熱片的厚度為0.08～0.3mm；所述碳導熱層由如下組分按質量份計組成：石墨烯或者單壁碳納米管100份、粘接劑1～50份；所述石墨烯的比表面積為500～1000m2/g；所述單壁碳納米管的粒徑為5nm；所述粘接劑為聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇中的一種或其一種以上組合物。一種製備方法，其中，包括如下步驟：(1)將粘結劑溶於有機溶劑，得到粘結劑的有機溶液；(2)將石墨烯或碳納米管與粘接劑的有機溶液混合，得到混合物；(3)將混合物超聲分散0.5～1小時，在1500～3000rpm的轉速下攪拌分散1～5小時，得到混合均勻的混合物；(4)將混合均勻的混合物雙面塗布在銅箔上，在惰性氣體保護下固化得到所述銅碳複合銅箔散熱片，其中固化溫度為50～200℃，固化時間為10～100min。
上述「銅碳複合散熱片及其製備方法」雖可達到將含碳物質附著於銅箔底面的效果，但其附著的方式是將含碳物質利用粘結劑、溶劑製成有機溶液後，再塗布及於惰性氣體保護下固化，以形成銅碳複合銅箔散熱片，故僅以黏著劑或溶劑黏結的方式，不僅使構成碳層的含碳物質本身容易脫落，在與異質銅箔的結合間更不穩固，極容易發生碳層由銅箔表面剝落下來的情形，並且含碳物質間是由黏結劑或溶劑黏結，此方式更會降低含碳物質間的傳導性，大幅降低熱傳導效果。
於是，發明人有鑑於現有上述銅箔上結合碳層的構造及成型方式仍有碳層與鋁材結合性不佳，以致降低熱傳導效果和成本過高不符合經濟效益等諸多缺失，乃借其多年於相關領域的製造及設計經驗和知識的輔佐，並經多方巧思，針對現有散熱板結構做更新的研發改良，而研發出本實用新型。
技術實現要素：
本實用新型有關一種金屬散熱板結構，其主要目的是為了提供一種具有良好導熱性能的金屬散熱板，且該金屬散熱板能運用於各種電子產品中，達到良好散熱效果。
本實用新型金屬散熱板結構的目的與功效是由以下的技術所實現：
一種金屬散熱板結構，其中，包含有：
一金屬基材，其具有上、下表面；
二金屬披覆層，分別對應沉積於金屬基材的上、下表面；
二石墨層，分別對應嵌植於金屬披覆層表面。
如上所述的金屬散熱板結構，其中,所述金屬基材為選用銅、鋁、不鏽鋼或冷軋鋼材質。
如上所述的金屬散熱板結構，其中，所述金屬基材厚度為10μm～1.6mm。
如上所述的金屬散熱板結構，其中,所述金屬基材的表面為依據選用材質而呈現光滑面，或粗糙面。
如上所述的金屬散熱板結構，其中，所述金屬披覆層採用鎳、鉻、鎳鉻合金、銀、鈦金屬其一。
本實用新型主要包含有一金屬基材、金屬披覆層及石墨層，其中於所述金屬基材上、下端面分別沉積金屬披覆層，再於二金屬披覆層表面分別沉積石墨層；藉此，利用金屬基材的表面結構及金屬披覆層，可使石墨牢固地結合於金屬基材上，且由石墨層所形成的碳膜，具有良好熱傳導特性，故使用實施上能達到大幅提高電子產品的散熱效果，也能延長使用壽命。
附圖說明
圖1為本實用新型的剖視示意圖。
附圖符號說明：
1、金屬基材；
11、表面；
2、金屬披覆層；
3、石墨層。
具體實施方式
為了對本實用新型的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現結合附圖詳細說明如下：
首先，請參閱圖1所示，為本實用新型的金屬散熱板結構的剖視示意圖，其包含有：
一金屬基材1，其具有上、下表面11；
二金屬披覆層2，分別對應沉積於金屬基材1的上、下表面11；
二石墨層3，為採用高純度石墨，該高純度石墨為採用經由石油提煉的碳含量99.9％的石墨，且分別對應嵌植於金屬披覆層2表面。
當於實際實施製作金屬散熱板時，可由下列製作方式得之，說明如下：
首先，取得金屬基材1，該金屬基材1可選用銅、鋁、不鏽鋼或冷軋鋼等金屬材質，且其厚度為10μm～1.6mm之間，而該金屬基材1的上、下表面11能依據所選用的金屬材質，而呈現表面為光滑面，或為粗糙面，如銅材在未經加工時，其表面11保持光滑面，而如不鏽鋼、冷軋鋼等在未經加工時，表面11呈現凹凸不平的粗糙面。將該金屬基材1置入一真空腔室內，且該真空腔室具備有真空磁控濺鍍空間的條件，讓金屬基材1於該條件下進行濺鍍沉積金屬披覆層2。
於此，進行濺鍍金屬披覆層2時，其選用的金屬為採用鎳、鉻、鎳鉻合金、銀或鈦金屬其一。之後，藉由該真空腔室讓該金屬披覆層2可沉積於金屬基材1的上、下表面11；接著，同樣在真空磁控濺鍍空間的條件下，將高純度石墨分別沉積於金屬披覆層2表面，以完成金屬散熱板的製作。
據此，金屬散熱板的成型方式，可以使石墨層3與金屬基材1間具有牢固的結合關係，且由於石墨是由碳原子鍵結而成，故石墨本身具有極佳的密合性不易相互脫落，且由高純度石墨構成的石墨層3更具有良好的傳導率與導電性，故本實用新型的金屬散熱板不僅可大幅提散熱板的機械強度，於實施上其良好的高熱傳導率特性，更有助於所組裝的電器產品、電子元件的散熱效果，進而增加使用壽命等的提升。
由上述結構及實施方式可知，本實用新型具有如下優點：
1、本實用新型的金屬散熱板結構為一金屬基材，且能讓其可呈光滑或粗糙的表面，經由金屬披覆層而讓石墨能與基材表面結合，讓高純度的石墨可以嵌入金屬基材與金屬披覆層的表面內，而與基材間形成牢固的結合，藉此，即不易發生表面剝落的情形，而能確保散熱板機械強度的提升。
2、本實用新型的金屬散熱板結構使用高純度的石墨，該石墨具有極佳的密合度及良好的導電性，故於實施上不僅可大幅提高金屬基材的機械強度，於實施上其良好的高熱傳導率特性，更有助於所組裝的電器產品、電子元件的散熱效果，進而增加使用壽命等的提升。
3、本實用新型的金屬散熱板結構，其金屬基材二側表面能有效附著金屬披覆層及採用石墨等層狀結構，以使散熱板於使用效率更加倍提高，達到具體提升金屬散熱板的產量及產業競爭力的實質效益。
4、本實用新型的金屬散熱板結構，其金屬基材能依據所選用的金屬材質，而呈現表面為光滑面，或為粗糙面，達到適用性廣，且結構附著性佳的功效。