散热积层结构及其制造方法技术

本发明专利技术涉及散热积层结构及其制造方法。本发明专利技术披露了一种散热积层结构的制造方法，包括以下步骤：首先，提供复合材，其包括铝基板及至少一个位于该铝基板的表面上的覆铜层；接着，对该复合材进行冷轧，以使该铝基板与该覆铜层之间形成有机械连结；然后，在保护气氛下对该复合材进行加热，以使该机械连结发生熔融；最后，对该复合材进行热轧，以使该铝基板与该覆铜层之间形成扩散熔接层，且该扩散熔接层中包含有合金铜原子和铝原子。采用本发明专利技术的制造方法所制成的散热积层结构具有良好的挺性，并且在自然对流条件下的散热效能更佳。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是涉及一种散热复合结构的制造方法，尤指一种包括粗轧和精轧两道工序的散热积层结构的制造方法，以及利用该制造方法所制成的散热积层结构。
技术介绍
按，散热结构为开发电子装置或设计电子组件时，作为确保产品可靠度及延长产品寿命所使用的手段之一。随着电子装置(如：超薄笔记型计算机、平板计算机、智能型手机、可携式游戏机等)及其电子组件(如：处理器、功率IC等)朝微型化、高性能化发展，电子组件必须在有限空间中以最密集且最有效率的方式排列，并且在效能导向之下提升其工作频率，导致电子组件的温度容易升高，进而产生散热问题。实务上，散热结构常以面接触的方式装设于发热的电子组件或电子装置上，用于将其发热量(Power Dissipation)向外传导。目前较常见的散热结构有非金属/金属复合散热片及双金属(如：铝铜)复合散热片，其中碳基/金属复合散热片一般包括金属基材及形成于金属基材上的绝缘导热层，双金属复合散热片一般是由导热系数不同的两层金属紧密贴合在一起而形成。然而，非金属/金属复合散热片中的绝缘导热层主要由有机高分子材料与混入其中的导热介质所组成，且绝缘导热层的导热系数远不及铝材和铜材，因此会形成热传障碍；此外，绝缘导热层由于材料本身的特性，其与
金属基材的接合处可能存在细微间隙，造成整体散热效能降低。另一方面，双金属复合散热片中的两层金属须利用导热介质(如：导热胶)予以接合，其中的两个硬质表面之间通常难以形成厚度均匀的导热胶，除非是增加导热胶的厚度，否则无法和发热组件完全紧密接触；故常规的双金属复合散热片的尺寸可能会受到限制，无法满足更轻更薄的微型化的要求。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种层与层之间不需要用导热介质进行贴合的散热积层结构的制造方法。为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种散热积层结构的制造方法，包括以下步骤：首先，提供复合材，该复合材包括铝基板及至少一个位于该铝基板的表面上的覆铜层；接着，对该复合材进行冷轧，以使该复合材的横截面积减少约50至70％，其中该铝基板与该覆铜层之间形成有机械连结；然后，在保护气氛下对经冷轧后的该复合材进行加热，以使该机械连结发生熔融；最后，对经加热后的该复合材进行热轧，以使该复合材的横截面积减少约10至20％，其中该铝基板与该覆铜层之间形成扩散熔接层，且该扩散熔接层中包含有合金铜原子和铝原子(联锁在一起的铜原子和铝原子)。本专利技术另提供一种由上述制造方法所制成的散热积层结构，其包括铝基板及第一覆铜层，该铝基板具有第一接合面及相对于该第一接合面的第二接合面，该第一覆铜层通过第一扩散熔接层以接合于该第一接合面上，其中该第一扩散熔接层中包含有合金铜原子和铝原子。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术从缩减散热结构的尺寸并同时提升其散热效能的角度出发，所披露的
技术实现思路
主要是在描述一种构造新颖的散热积层结构，其因为经由冷轧及热轧工艺而可以提供突出的机械性质，并且铝材与铜材之间还可以形成有良好的冶金连结以增加接合强度及降
低界面接触热阻；再者，本专利技术所提供的散热积层结构在具有优异的散热效能的同时亦确保产品结构的薄型化；不只如此，本专利技术所提供的散热积层结构在自然对流环境下的散热效能比利用贴合方式将铝材与铜材结合的散热片结构更佳。为了能更进一步了解本专利技术为达成既定目的所采取的技术、方法及功效，请参阅以下有关本专利技术的详细说明、附图，相信本专利技术的目的、特征与特点，当可由此得以深入且具体的了解，然而所附附图与附件仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制者。附图说明图1为本专利技术的散热积层结构的结构示意图(一)。图2为本专利技术的散热积层结构的结构示意图(二)。图3为图2中的A部分的局部放大图。图4为本专利技术的散热积层结构的结构示意图(三)。图5为本专利技术的散热积层结构的结构示意图(四)。图6为本专利技术的散热积层结构应用于电路基板的示意图。图7为本专利技术的散热积层结构的制造方法的流程示意图。图8为本专利技术的散热积层结构的制造方法的工艺示意图。符号说明100、100’ 散热积层结构101 基部102 弯折部1 铝基板11 第一接合面12 第二接合面2 第一覆铜层3 第一扩散熔接层4 第一热扩散辐射层41 树脂材料42 碳复合材料43 导热粉粒5 第二覆铜层6 第二扩散熔接层7 第二热扩散辐射层200 电路基板210 电子组件300 冷压装置400 加热装置500 热压装置C 复合材P 加工路径具体实施方式下文特举一较佳实施例，并配合所附附图来说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所披露的内容了解本专利技术的优点与功效。另外，本专利技术可藉由其它不同的具体实施例加以施行或应用，也就是说本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在本专利技术的精神下进行各种修饰与变更。此外，所附附图仅做为简单示意用途，并非依实际尺寸的描绘，先予叙明。请参阅图1，为本专利技术一较佳实施例的散热积层结构的结构示意图。如图所示，本专利技术所提供的散热积层结构100包括一铝基板1及一第一覆铜层2，其中铝基板1具有相对的第一接合面11及第二接合面12，第一覆铜层2接合于第一接合面11之上。首先值得注意的是，层迭的第一覆铜层2与铝基板1通过粗轧及精轧两道工序压密及压实并固结在一起，且第一覆铜层2与铝基板1之间可以产生冶金接合的效果，以增加接合强度及降低界面接触热阻；具体地说，在适当条件(如：温度、
压力、压缩力等)下，第一覆铜层2与铝基板1之间可进一步形成有一第一扩散熔接层3，而第一扩散熔接层3中包含合金铜原子和铝原子。本实施例中，散热积层结构100的厚度可不超过2mm，其中第一覆铜层2的厚度愈薄则整体的散热效果愈佳；考虑铜和铝的吸热与放热速率，最好的设计是第一覆铜层2与铝基板1的厚度比例为1:8。请参阅图2，为散热积层结构100的另一种实施方式的结构示意图。如图所示，第一覆铜层2上可视需要形成有一第一热扩散辐射层4；顾名思义，第一热扩散辐射层4兼具热扩散与热辐射的能力，藉此散热积层结构100可达到大面积均匀散热的效果。具体地说，第一热扩散辐射层4中包含有树脂材料41与碳复合材料42，理想化条件是碳复合材料的含量相对于100重量份(PHR)的该树脂材料为约30至70重量份；第一热扩散辐射层4中并可视需要包含有导热粉体43，理想化条件是导热粉体的含量相对于100重量份(PHR)的该树脂材料为约5至20重量份。请参阅图3，本实施例中，上述树脂材料可列举如下：环氧树脂、丙烯酸系树脂、胺基甲酸酯系树脂、硅橡胶系树脂、聚对环二甲苯系树脂、双马来酰亚胺系树脂、及聚酰亚胺树脂。上述碳复合材料选自由钻石、人造石墨、石墨烯、纳米碳管、碳黑、碳纤维之中的一种或两种以上的组合。上述导热粉体包含金属、氧化物、氮化物等粉粒之中的一种或两种以上的组合；上述金属可为但不限于金、银、铜、镍、及/或铝，上述氧化物可为但不限于氧化铝及/或氧化锌，上述氮化物可为但不限于氮化硼及/或氮化铝颗粒。请参阅图4及图5，分别为散热积层结构100的又一实施方式及再一实施方式的结构示意图。如图4所示，散热积层结构100’可进一步包括一第二覆铜层5，其接合于第二接合面12之上；考虑铜和铝的吸热与放热速率，最好的设计是第一覆铜层2、
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【技术保护点】
一种散热积层结构，其特征在于，该散热积层结构包括：铝基板，该铝基板具有第一接合面及相对于该第一接合面的第二接合面；以及第一覆铜层，该第一覆铜层通过第一扩散熔接层以接合于该第一接合面上，其中该第一扩散熔接层中包含有合金铜原子和铝原子。

【技术特征摘要】
2015.05.13 US 62/160,7051.一种散热积层结构，其特征在于，该散热积层结构包括：铝基板，该铝基板具有第一接合面及相对于该第一接合面的第二接合面；以及第一覆铜层，该第一覆铜层通过第一扩散熔接层以接合于该第一接合面上，其中该第一扩散熔接层中包含有合金铜原子和铝原子。2.根据权利要求1所述的散热积层结构，其中该第一覆铜层与该铝基板的厚度比例为1：8。3.根据权利要求1所述的散热积层结构，还包括第一热扩散辐射层，该第一热扩散辐射层形成于该第一覆铜层上。4.根据权利要求1所述的散热积层结构，还进一步包括第二覆铜层，该第二覆铜层通过第二扩散熔接层接合于该第二接合面上，且该第二扩散熔接层中包含有合金铜原子和铝原子。5.根据权利要求4所述的散热积层结构，其中该第一覆铜层、该铝基板与该第二覆铜层的厚度比例为1：8：1。6.根据权利要求4所述的散热积层结构，还包括第二热扩散辐射层，该第二热扩散辐射层形成于该第二覆铜层上。7.根据权利要求3或6所述的散热积层结构，其中该第一热扩散辐射层及该第二热扩散辐射层各自包含有树脂材料与碳复合材料，且该碳复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡承恩，
申请(专利权)人：蔡承恩，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71