轻量化立体复合均温材制造技术

一种轻量化立体复合均温材，是以无机填料粉末，加入高分子胶料均匀混合，经造粒程序处理后形成一加劲复合材料；再以加粉设备送至压铸模具，经加压叠构固化成一表面具有立体散热构造的立体复合均温材。借此，以粉体压铸叠构成型的立体复合均温材，其比重等于或低于2.0，较目前的金属热散片有较低的重量，均温散热效果较佳，可应用于任何形式的散热电子产品上，且立体复合均温材可根据产品的立体结构开具相对应的模具，可与热源或芯片连结而具均温散热的功能。

Lightweight stereo composite warm wood

A lightweight three-dimensional composite uniform temperature material is a kind of three-dimensional composite uniform temperature material, which is composed of inorganic filler powder, polymer glue and granulation process, then sent to die-casting mold by adding powder equipment, and solidified by pressure overlapping to form a three-dimensional composite uniform temperature material with three-dimensional heat dissipation structure. Thereby, the three-dimensional composite uniform temperature material with a specific gravity equal to or less than 2.0, has lower weight and better uniform heat dissipation effect than the current metal thermal dispersible sheet, and can be applied to any form of heat dissipation electronic products, and the three-dimensional composite uniform temperature material can be molded according to the three-dimensional structure of the product. It can be connected with heat source or chip and has the function of uniform temperature and heat dissipation.

【技术实现步骤摘要】
轻量化立体复合均温材
本专利技术有关一种立体复合均温材的制备方法，尤指一种轻量化的立体复合均温材。
技术介绍
随着电子类产品的不断升级汰换，高集成以及高性能电子设备的日益增长，在我们的日常生活中所使用，以移动电话、笔记型计算机或为代表的各种3C电子产品，因工作组件体积尺寸越来越小，工作的速度和效率越来越高，单位体积发热量越来越大。由于金属材质可快速将热扩散以达到散热的功能，因此在现有技术中，3C电子产品大多是将来自电子零件的热能，经由铜或铝等热传导佳的金属，以热传导方式传递到外部散热。图1A所示即为现有一种铝或铜所制成的金属散热器110，其横向底座112上设有数个纵向的散热鳍片114。但查，金属材质的密度较高，其中铜的比重(SpecificGravity)约8.9，铝的比重约2.7。若需制作成重量较轻的散热器，则需以复杂的工艺制作成多鳍片式，导致加工成本较高。况且，制作成散热鳍片114会增加金属散热器110的纵向高度(h)，此对于手机等轻薄型3C电子产品并不适用。是以，近年来亦有使用石墨片(GraphiteSheet)来代替金属板，但其加工步骤复杂，加工成本高，故较少应用于3C产品。图1B所示是AdvancedEnergyTechnologyInc.所有的美国第6,758,263号专利，其揭示一种利用石墨作为散热材料的专利，其是在一平状的石墨底座(baseplate)134的底面设有一孔洞138，并在该孔洞138设置一金属铜132，且该底座134上有数个互相平行的散热鳍片(Fins)136。但查，该散热装置构造130，虽可透过石墨替换金属作为底座，而减轻散热座的重量，因石墨虽具有高热传导性，但其有方向性(Anisotropic)，亦即虽然石墨的横面方向(X-Y方向)的热传导性佳，但其与横面方向垂直相交的纵方向(Z方向)的热传导率低，以至于有时无法得到充分的散热效果。所以，当底座134吸收金属铜132所传导的热时，该底座134因仅具有平行于热源方向有高热传导性，但并无高导热的通道将热传导至散热鳍片136，所以并无法将热借散热鳍片136迅速向外界扩散，而导致热会停留在底座134；况且散热鳍片136的纵向高度(h)占空间，亦不适用于手机等轻薄型3C电子产品。此外，石墨片散热片亦存在一个问题，也就是石墨属于层状的构造，因此虽然各层的横面方向的分子，透过共有结合而紧密地结合在一起，但是，与横面方向呈垂直相交的纵方向(Z方向)，则因为分子间是靠凡得瓦力(Vanderwaals’force)的结合，因此容易产生层间剥离的问题。是以，如何利用金属及石墨材料的高导热性特点，以模铸方式一体成型轻量化且低加工成本的散热器，为本专利技术的主要课题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种轻量化的立体复合均温材，该立体复合均温材可较目前的金属热散片有较低的重量及体积，均温散热效果较佳，可应用于服务器、桌上机、笔记本、平版计算机、机顶盒、手机、行车记录器、无人空拍机、网通产品或任何形式的散热电子产品；该立体复合均温材可根.据产品的立体结构开具相对应的模具，可直接利用热接口材料(ThermalInterfaceMaterial.，TIM)与芯片串连或不用加入热接口材料而具均温散热的功能；该制备的制作工序简洁，易于实现，成本低，能快速生产出均匀散热材。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种轻量化立体复合均温材的制备方法，包括下列步骤：(a).提供一加劲复合材料，其是以无机塡料粉末，加入高分子胶料均匀混合，以进行造粒程序处理，该无机塡料粉选自：石墨、碳类材料、石墨烯或高导热无机材料，该无机塡料粉末中加入长度为10nm～10mm的碳类纤维或高分子纤维，作为该无机塡料粉的加劲材料，且经造粒处理后形成粒径300um～3.5mm的加劲复合材料；(b).提供一加粉设备，并将前述的加劲复合材料置入该加粉设备；(c).提供一压铸模具，其包括一上模具及一下模具，该加劲复合材料被送至该压铸模具内之后，以该上、下模具经N次加压该加劲复合材料，其中该N≥1，使其叠构固化成一表面具有立体散热构造的立体复合均温材；以及(d).脱模程序，经成型脱模的立体复合均温材，其比重等于或低于2.0，以形成一具有立体构造且轻量化的立体复合均温材。依据上揭制备方法，还可包括一步骤(e).提供一高导热金属颗粒，其是以导热值大于95W/mK的高导热金属粉末，经筛选尺寸大小范围为纳米至1mm所构成；以及一步骤(f).将该高导热金属颗粒与该加劲复合材料混合置入该加粉设备。依据上揭制备方法，于步骤(d).压铸成型的该立体复合均温材，还可包括以浸涂(Dipping)，包射(Mold)或喷涂(Spray)方式将该高分子胶料均匀分散在其表面，形成一层保护膜。依据上揭制备方法，该立体复合均温材包括为一预定尺寸的薄型片状体，或是依预定散热产品形状所成型的立体构造。依据上揭特征，该薄型片状体的周围还可包括设有一保护框体，该保护框体具备一上框架及一可卡制在该上框架底内缘的一环框，用以将该立体复合均温材的四周围予以包覆。借助上揭技术特征，本专利技术的立体复合均温材，是以加劲复合材料压铸叠构成型，不仅具有足够的强度且比重等于或低于2.0，相较于金属热散片中铜的比重8.9，铝的比重2.7，有较轻的重量，可应用于任何形式的散热电子产品上，且加劲复合材料中的石墨材或层状无机材，平面方向(X轴-Y轴平面)的高导热性能，可将热源产生的热能沿着该平面方向传导而达到极佳的散热及均温效果，而加入高导热金属颗粒与加劲复合材料混合，还提升了厚度方向(Z轴方向)的导热，再者，压铸叠构成型的立体复合均温材，具有模块化并能快速生产的功效。本专利技术的有益效果是，该立体复合均温材可较目前的金属热散片有较低的重量及体积，均温散热效果较佳，可应用于服务器、桌上机、笔记本、平版计算机、机顶盒、手机、行车记录器、无人空拍机、网通产品或任何形式的散热电子产品；该立体复合均温材可根据产品的立体结构开具相对应的模具，可直接利用热接口材料(ThermalInterfaceMaterial.，TIM)与芯片串连或不用加入热接口材料而具均温散热的功能；该制备的制作工序简洁，易于实现，成本低，能快速生产出均匀散热材。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1A是现有金属散热器的结构示意图。图1B是现有美国第6,758,263号专利的散热器示意图。图2是本专利技术轻量化立体复合均温材制备流程图。图3是本专利技术立体复合均温材的外观立体图。图4是专利技术立体复合均温材的剖视图。图4A是图4中4A所指的放大剖视图。图5是本专利技术结合外框的分解立体图。图6是本专利技术结合外框的组合立体图。图7是本专利技术结合外框的的剖视图。图8A至图8F是本专利技术立体复合均温材压铸过程示意图。图9是本专利技术另一种立体复合均温材的压铸示意图。图10是显示本专利技术立体复合均温材实际测试例的感测点位置。图中标号说明：.10、10A立体复合均温材101底面102表面103保护膜11无机塡料粉末12高分子胶料13碳类纤维14加劲复合材料15高导热金属颗粒16保护框体161上框架162环框20加粉设备30压铸模具40上模具41上模座411上模穴412入料通道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轻量化立体复合均温材的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：(a).提供一加劲复合材料，其是以无机填料粉末，加入高分子胶料均匀混合，以进行造粒程序处理，该无机填料粉选自：石墨、石墨烯、碳类材料或高导热无机材料，该无机填料粉末中加入长度为10nm～10um的碳类纤维或高分子纤维，作为该无机填料粉的加劲材料，且经造粒处理后形成粒径300um～3.5mm的加劲复合材料；(b).提供一加粉设备，并将前述的加劲复合材料置入该加粉设备；(c).提供一压铸模具，包括一上模具及一下模具，该加劲复合材料被送至该压铸模具内之后，以该上、下模具经N次加压该加劲复合材料，其中该N≥1，而施加压力时先经由初级加压后再二次加压，且保持等压模式至少3秒以上，使其叠构固化成一表面具有立体散热构造的立体复合均温材；以及(d).脱模程序，经成型脱模的立体复合均温材，其比重等于或低于2.0，以形成一具有立体构造且轻量化的立体复合均温材。

【技术特征摘要】
1.一种轻量化立体复合均温材的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：(a).提供一加劲复合材料，其是以无机填料粉末，加入高分子胶料均匀混合，以进行造粒程序处理，该无机填料粉选自：石墨、石墨烯、碳类材料或高导热无机材料，该无机填料粉末中加入长度为10nm～10um的碳类纤维或高分子纤维，作为该无机填料粉的加劲材料，且经造粒处理后形成粒径300um～3.5mm的加劲复合材料；(b).提供一加粉设备，并将前述的加劲复合材料置入该加粉设备；(c).提供一压铸模具，包括一上模具及一下模具，该加劲复合材料被送至该压铸模具内之后，以该上、下模具经N次加压该加劲复合材料，其中该N≥1，而施加压力时先经由初级加压后再二次加压，且保持等压模式至少3秒以上，使其叠构固化成一表面具有立体散热构造的立体复合均温材；以及(d).脱模程序，经成型脱模的立体复合均温材，其比重等于或低于2.0，以形成一具有立体构造且轻量化的立体复合均温材。2.根据权利要求1所述的轻量化立体复合均温材的制备方法，其特征在于，还包括一步骤(e).提供一高导热金属颗粒，其是以导热值大于90W/M.K的高导热金属粉末，经筛选尺寸大小范围为纳米至1mm所构成；以及一步骤(f).将该高导热金属颗粒与该加劲复合材料混合置入该加粉设备。3.根据权利要求1所述的轻量化立体复合均温材的制备方法，其特征在于，所述无机填料粉末与该高分子胶料的重量百分比为80～95％：5～20％。4.根据权利要求2所述的轻量化立体复合均温材的制备方法，其特征在于，所述高导热金属颗粒与该加劲复合材料的重量百分比为10％～25％：7...

【专利技术属性】
技术研发人员：周进义，陈宥嘉，
申请(专利权)人：东莞钱锋特殊胶粘制品有限公司，华越科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44