散熱體的成型方法及結構的製作方法
2023-10-19 19:53:12 3
專利名稱：散熱體的成型方法及結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及到一種散熱元件的製造方法及結構，特別是用於電路板的一種散熱體的成型方法及結構。
背景技術：
一般常見公知的散熱座製法，其主要將一配合散熱座形狀的模具加以固定後，再將原材(如鋁..)藉由擠型、壓鑄或其它成型的方式，製成一散熱座本體。但是，以鋁擠型為例，此種製法在製造時，以擠壓成型的方式將原材擠壓通過模具中，所以，各肋板間距不能過密，否則會發生每個肋板間的間距太密，而讓原材無法由其間的空隙擠出的情形發生，且亦必需具有適當的厚度才能承受擠壓時所產生的壓力，因此，一般公知的散熱座(寬為52mm、長為22mm)上最多僅能具有十八片的散熱片，否則會發生每個肋板間的間距太密，而讓原材無法由其間的空隙擠出的情形發生，或是在擠壓時，因每個肋板的體積變薄而無法承受在擠壓時，所造成的壓力，進而造成毀損。
再者，因該等散熱座的模具形狀皆為固定，因此，無法隨電子零件的形狀隨時改變本身的形狀及規格，而必須隨著配合的電子零件的形狀而製造，在使用上不但非常浪費，且因該散熱座為固體，因此，除在接口加上散熱膏或散熱膠片外，無法將熱源所產生的熱更快速地傳導出去。
發明人有鑑上述製法在實施時的缺陷，爰精心研究，再進一步發展出本發明的散熱體的成型方法及結構。除了可隨需要改變形狀，亦可增加單位面積上的散熱片數目散熱體的成型方法及結構。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種散熱體的成型方法，其是將一定量的膠體中添加可為非導電性的磁性流體粉末後，混合攪拌均勻後，加入硬化劑及導熱添加劑，使其呈膠體狀態後，注入電路板上的電子零件需散熱之處，施加磁場及硬化後，即可得到一表面或全體硬化且凸伸處形成棘刺狀的散熱體，同時其散熱體在硬化時，僅有棘刺及在棘刺下的底座表面硬化，但底座內部仍可為膠體狀態，因此，在傳導性較一般公知固體的散熱體快，故能增加傳熱速度，使熱源所產生的熱，迅速散發出去。
本發明要解決的另一技術問題是提供一種散熱體的結構，該結構具有一由磁性流體固化而成的底座，該底座內具有呈固體膠體狀態的磁性流體，且該底座上設有複數個藉由磁場效應而向外凸伸的棘刺，該等棘刺間的間距可較一般藉由模具成型的公用散熱體小，而能增加單位面積的棘刺數量，進而增加散熱效果。
為此，本發明提出的一種散熱體的成型方法，包括將一定量的磁性流體粉末加入膠體中並混合攪拌均勻；加入硬化劑及導熱添加劑；再將上述混合物注入一電路板需散熱處，並用一框體圍在該散熱處外圍；再在該容器下並垂直該容器的液面位置，安排與該容器中磁性流體相對的磁場，以便利用磁場的磁浮性可將磁性流中的磁性體，吸附在電子零件側產生隔離電磁幹擾的效果，而對於非磁性體但具有高導熱性的添加材料則會向磁場弱的方向移動並形成高於表面積的凸伸部，強化了功率組件的散熱效果；使其硬化後，固化形成一散熱體，且受到磁場作用的凸伸部固化後會形成凸出的散熱棘刺形狀。
如上所述的散熱體的成型方法，其中，磁性流體粉末佔膠體的固含量5％-80％。
如上所述的散熱體的成型方法，其中，膠體可為環氧樹脂。
如上所述的散熱體的成型方法，進行硬化時，可在常溫下進行硬化。
如上所述的散熱體的成型方法，進行硬化時，可以加熱方式，溫度為50℃-80℃間，而時間為30分鐘至8小時。
如上所述的散熱體的成型方法，進行硬化時，可用紫外線照射進行硬化。
如上所述的散熱體的成型方法，進行硬化時，可用電子束照射進行硬化。
一種散熱體結構，該結構上具有一散熱體，該散熱體由磁性流體固化而成的底座，該底座上設有複數個藉由磁場效應而向外凸伸的棘刺。
如上所述的散熱體結構，其中，底座內可為具有呈膠體狀態的磁性流體。
本發明與現有技術相比，具有的優點和特點是本發明的散熱體的成型方法及結構克服了現有技術中的缺陷，通過一定量的膠體中添加可為非導電性的磁性流體粉末後，混合攪拌均勻後，加入硬化劑及導熱添加劑，使其呈膠體狀態後，注入電路板上的電子零件(如CPU、VGA......等晶片或功率晶體)需散熱之處，再於垂直膠體面方向施加磁場，使該膠體與磁場相對處向磁場反方向凸伸，並於常溫或加熱下硬化後，即可得到一表面或全體硬化且凸伸處形成棘刺狀的散熱體，如此，不但不需使用模具，而使棘刺間的距離不再受限於模具的開設問題，而能大幅縮短，甚至可至奈米，依理論甚至可至100(1＝10-7mm)，而使該散熱體在單位面積上的棘刺數量增加，進而使其散熱效果較一般公知的散熱體效果更佳。此外，由於散熱體在硬化時，僅有棘刺及在棘刺下的底座表面硬化，但底座內部可仍成膠體狀態，因此，本發明的傳導性較一般公知固體的散熱體快，故能增加傳熱速度，使熱源所產生的熱，迅速散發出去。
本發明是在與磁性流體相對位置施加磁場，使該磁性流體可藉由磁性原理，在與磁場每個相對位置上向磁場反方向凸伸而形成棘刺狀叢片，而該磁性流體向外凸伸部份之高度及面積甚至該等凸深部分之間隙，皆可藉由磁性流體固含量、磁場強度、環氧樹脂等介質比重、黏滯性來控制，以使該磁性流體可隨需要之散熱位置製成各種造型之散熱體，並可大幅增加該散熱體之單位面積散熱效果。
圖1為本發明直接在電路板上成型的散熱體的示意圖；圖2為本發明直接在電路板上成型的散熱體的斷面示意圖；圖2a為本發明直接在電路板上成型的散熱體的局部斷面放大示意圖；圖3為本發明方法的流程示意圖。
具體實施例方式
為使貴審查委員對本發明的方法及結構，能具更深入的認識與了解，茲舉實施例配合附圖，詳細說明如下本發明的作為散熱用的散熱體的成型方法，請參照圖3所示，該方法是，步驟10到20為將一定量的磁性流體粉末加入膠體中，在本實施例中膠體為電子級導熱環氧樹脂，其中，磁性流體粉末約佔膠體的固含量5％-80％，而環氧樹脂可為電子級導熱環氧樹脂(Epoxy)，在磁性流體粉末加入膠體中後，步驟30即進行混合攪拌，攪拌均勻後，步驟40分別將硬化劑加入，同時，步驟50將導熱添加劑加入，其中，硬化劑可為矽膠(silicon rubber)......等材料，而導熱添加劑可為磁性金屬粉末或是非磁性非導電性，但導熱性良好的陶瓷材料，如Al2O3，MgO，AlN等，步驟60再注入電子零件需散熱處，步驟70再在該電子零件下安排與磁性流體相對的磁場，以便利用磁場的磁浮性可將磁性流中的磁性體，吸附在電子零件側產生隔離電磁幹擾(EMI/EMS)的效果，而對在非磁性體但具有高導熱性的添加材料則會向磁場弱的方向移動並形成高在表面積的凸伸部(棘刺)，強化了功率組件的散熱效果，步驟80再使其硬化，進行硬化時，可在常溫下，或以加熱方式，在本實施例為50℃-80℃間，時間為30分鐘至8小時，視製程需求而變化，或以紫外線照射或電子束照射進行硬化，依膠體特性需求而異，如此，該混合有磁性流體粉末的膠體，即會固化成一散熱體100(如附件所示)，步驟90且該膠體上受到磁場作用的凸伸部固化後會形成凸出的散熱棘刺形狀(如附件所示)，該散熱棘刺的高度或表面積大小與磁性流體固含量、磁場強度、Epoxy等介質比重、黏滯性有關。
為更為清楚本發明的方法，茲舉一個實施例說明如下請參照圖3所示，步驟10將一定量的磁性流體粉末製備，步驟20加入膠體中，步驟30並混合攪拌後，步驟40、50分別加入硬化劑及導熱添加劑，步驟60再注入一機板110一些特別需要散熱的電子零件上，同時利用一框體圍在該等電子零件外圍(周邊)，步驟70再使磁場位在該機板110下，以便利用磁場的磁浮性可將磁性流中的磁性體，吸附在電子零件側產生隔離電磁幹擾(EMI/EMS)的效果，而對在非磁性體但具有高導熱性的添加材料則會向磁場弱的方向移動並形成高在表面積的凸伸部，強化了功率組件的散熱效果，步驟80再使其硬化後，如此，該混合有磁性流體粉末的膠體，即會固化成一直接安裝在機板110發熱組件上的散熱體100，步驟90且該膠體上受到磁場作用的凸伸部固化後會形成位於散熱體100上的散熱棘刺形狀102，如此，不但不需使用特殊模具，而使棘刺102間的距離不再受限於模具的開設問題，而能大幅縮短，依理論甚至可至100(1＝10-7mm)，而使該散熱體100在單位面積上的棘刺102數量增加，進而使其散熱效果較一般公用的散熱體效果更佳，且因其散熱體100在硬化時，僅有棘刺102及在棘刺102下的底座表面硬化，但底座101內部可仍成膠體狀態，因此，在傳導性較一般公知固體的散熱體快，故能增加傳熱速度，使熱源所產生的熱，迅速散發出去。
此外，請參照圖1、2、2a所示，本發明的結構配合上述的方法而製成，該結構上具有一散熱體100，該散熱體100由磁性流體固化而成的底座101，該底座101內具有呈膠體狀態的磁性流體，如圖2及2a所示，且該底座101上設有複數個藉由磁場效應而向外凸伸的棘刺叢片102，該等棘刺叢片102間的間距可較一般藉由模具成型的公用散熱體小，而能增加單位面積的棘刺數量，進而增加散熱效果。
綜上所述，本發明的一種散熱體的成型方法及結構，在產業上具有很大的利用價值，且可改良公用技術的各種缺點，在使用上能增進功效。
權利要求
1.一種散熱體的成型方法，其特徵在於包括將一定量的磁性流體粉末加入膠體中並混合攪拌均勻；加入硬化劑及導熱添加劑；再將上述混合物注入一電路板需散熱處，並用一框體圍在該散熱處外圍；再在該容器下並垂直該容器的液面位置，安排與該容器中磁性流體相對的磁場，以便利用磁場的磁浮性可將磁性流中的磁性體，吸附在電子零件側產生隔離電磁幹擾的效果，而對於非磁性體但具有高導熱性的添加材料則會向磁場弱的方向移動並形成高於表面積的凸伸部，強化了功率組件的散熱效果；使其硬化後，固化形成一散熱體，且受到磁場作用的凸伸部固化後會形成凸出的散熱棘刺形狀。
2.如權利要求1所述的散熱體的成型方法，其特徵在於磁性流體粉末佔膠體的固含量5％-80％。
3.如權利要求1所述的散熱體的成型方法，其特徵在於膠體可為環氧樹脂。
4.如權利要求1所述的散熱體的成型方法，其特徵在於進行硬化時，可在常溫下進行硬化。
5.如權利要求1所述的散熱體的成型方法，其特徵在於進行硬化時，可以加熱方式，溫度為50℃-80℃間，而時間為30分鐘至8小時。
6.如權利要求1所述的散熱體的成型方法，其特徵在於進行硬化時，可用紫外線照射進行硬化。
7.如權利要求1所述的散熱體的成型方法，其特徵在於進行硬化時，可用電子束照射進行硬化。
8.一種散熱體結構，其特徵在於該結構上具有一散熱體，該散熱體由磁性流體固化而成的底座，該底座上設有複數個藉由磁場效應而向外凸伸的棘刺。
9.如權利要求8所述的散熱體結構，其特徵在於底座內可為具有呈膠體狀態的磁性流體。
全文摘要
本發明為一種散熱體的成型方法及結構，該方法是在一定量的膠體中添加可為非導電性的磁性流體粉末後，混合攪拌均勻，再加入硬化劑及導熱添加劑，呈膠體狀態後，注入電路板上的電子零件(CPU、VGA..等晶片或功率晶體....等)需散熱的處，再在垂直膠體面方向施加磁場，使該膠體與磁場相對處並往磁場相反方向凸伸後，使其硬化，即可得到一表面硬化且凸伸處呈棘刺狀的散熱體，如此，不但可使該散熱體在單位面積上的散熱棘刺間的間隙與高度可隨需要調整，而使散熱表面積數量大幅增加，且因該散熱體可設計成僅有凸伸處及表面固化，但其底座中可為仍呈可流動膠體狀態，因此使其散熱效果更佳。
文檔編號H01L23/34GK1549676SQ0313863
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月21日 優先權日2003年5月21日
發明者姚培智 申請人:元鴻電子股份有限公司