一种高导热多孔铜散热片的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高导热多孔铜散热片的制备方法，属于冶金铸造制备技术领域。聚氨酯的粗化过程是为了增加聚氨酯表面和金属镀层的结合力，随着化学镀进行在基体表面逐渐生长形成连续的薄层金属铜，提高多孔铜的比表面积，同时加快流动气体的流动散热；本发明专利技术电镀过程中金属离子和阴极上的电子相结合生成金属原子，金属原子不断结晶在基体表面形成连续的金属沉积层，首先锰锌铁氧体粉的磁通量大，对于导电金属电子元件的磁性吸引力较大，使多孔铜散热片通过导热树脂的磁引力加强粘合组装，多个羟基的脱水缩合使交联密度上升，在电路板工作时的高温条件下，胶乳因高交联密度粘性只会微小变化，从而提高散热片的导热性能，应用前景广阔。

【技术实现步骤摘要】
一种高导热多孔铜散热片的制备方法
本专利技术公开了一种高导热多孔铜散热片的制备方法，属于冶金铸造制备

技术介绍
散热片是一种给电器中的易发热电子元件散热的装置，多由铝合金，黄铜或青铜做成板状，片状，多片状等。常用的散热片材质是铜和铝合金，二者各有其优缺点。铜的导热性好，但价格较贵，加工难度较高，重量过大，热容量较小，而且容易氧化。而纯铝太软，不能直接使用，都是使用的铝合金才能提供足够的硬度，铝合金的优点是价格低廉，重量轻，但导热性比铜就要差很多。有些散热器就各取所长，在铝合金散热器底座上嵌入一片铜板。北方冬季取暖的暖气片也叫散热片。散热片在散热器的构成中占有重要的角色，除风扇的主动散热以外，评定一个散热器的好坏，很大程度上取决于散热片本身的吸热能力和热传导能力。众所周知，电子器件的工作温度直接决定其使用寿命和稳定性，要让PC各部件的工作温度保持在合理的范围内，除了保证PC工作环境的温度在合理范围内之外，还必须要进行散热处理。而随着PC计算能力的增强，功耗与散热问题日益成为不容回避的问题。一般来说，PC内的热源大户包括CPU、主板、显卡以及其他部件如硬盘等，它们工作时消耗的电能会有相当一部分转化未热量。随着电子类产品的不断升级换代的加速和迷你，高集成以及高性能电子设备的日益增长，工作组件体积尺寸越来越小，工作的速度和效率越来越高，发热量越来越大。目前现有多孔铜散热装置经散热底座传导的热量无法及时到达散热表面，散热片中导通的气孔对流动气体的流阻较大，很难发挥出多孔金属的高比表面积优势等问题，现有技术中大都采用金属散热片和石墨散热片，金属散热片虽然本身导热系数高，但是界面性质很差，与热源接触时有很大的接触热阻，不能很好的将热量从热源传递到金属，从而影响散热，而石墨散热片在纵向的导热系数很低，并且其界面性质也比较差，也不能很好地将热量从热源传递出来的缺陷。因此，专利技术一种高导热多孔铜散热片对冶金铸造制备
具有积极意义。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题，针对目前现有多孔铜散热装置经散热底座传导的热量无法及时到达散热表面，散热片中导通的气孔对流动气体的流阻较大，很难发挥出多孔金属的高比表面积优势等问题，现有技术中大都采用金属散热片和石墨散热片，金属散热片虽然本身导热系数高，但是界面性质很差，与热源接触时有很大的接触热阻，不能很好的将热量从热源传递到金属，从而影响散热，而石墨散热片在纵向的导热系数很低，并且其界面性质也比较差，也不能很好地将热量从热源传递出来的缺陷，提供了一种高导热多孔铜散热片的制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种高导热多孔铜散热片的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将高锰酸钾溶液倒入烧杯中，水浴升温，取聚氨酯泡沫放入烧杯中并使聚氨酯泡沫完全浸入酸性高锰酸钾溶液，浸渍处理，得到粗化聚氨酯泡沫，将粗化聚氨酯泡沫放入质量分数为5%的草酸溶液中浸泡，用玻璃棒搅拌并挤压粗化聚氨酯泡沫，得到聚氨酯基体；（2）配置100～120mL氯化锡溶液，向氯化锡溶液中加5～7g锡粉、30～40mL盐酸得到敏化液，将聚氨酯基体放入敏化液中浸泡，得到敏化聚氨酯基体，将氯化钯溶液和盐酸溶液等体积混合得到解胶液，将上述敏化聚氨酯基体浸入120～150mL解胶液中，解胶处理后，取出聚氨酯基体放入200～220mL甲醛溶液中，浸泡，得到表面活化聚氨酯基体；（3）按重量份数计，将20～25份硫酸铜、30～40份甲醛、80～90份酒石酸钠、12～15份氢氧化钠放入400～500份蒸馏水中溶解，得到化学电镀液，将90～100份表面活化聚氨酯基体放入化学电镀液中，加热升温后，向化学电镀液中加入5～10份二巯基苯并噻唑，保温反应，得到微镀铜聚氨酯；（4）配置400～500mL质量分数为40%的硫酸铜溶液，向硫酸铜溶液加入50～60mL浓硫酸、8～10g聚乙二醇、12～15g1,4-丁炔二醇、20～30g氯化镍，得到电解液，将电解液放入电解槽，以铜棒作为阳极、微镀铜聚氨酯作为阴极，电解，取出阴极用水洗涤3～5次得到镀铜聚氨酯；（5）按重量份数计，向四口烧瓶中加入50～60份蒸馏水、10～15份十二烷基磺酸钠、4～5份碳酸氢钠，启动搅拌器以200～220r/min的转速搅拌，水浴升温，继续加入40～45份丙烯酸、20～30份甲基丙烯酸加入四口烧瓶后，继续反应得到种子乳液；（6）按重量份数计，向上述四口烧瓶中加入20～30份环氧大豆油，再用滴液漏斗向四口烧瓶中以3～5mL/min的滴加速率滴加1～3份过硫酸钾，滴加完毕后，保温反应，继续加热升温，保温反应，再降温，用氨水调节pH，出料，得到丙烯酸酯胶乳，取20～30份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、40～50份锰锌铁氧体粉、10～15份膨胀石墨粉，8～10份乙烯基酯树脂放入反应釜中，加热升温，混炼，冷却至室温后得到导热树脂；（7）将镀铜聚氨酯放入电阻炉中，向电阻炉中通入混合气体，程序升温至400～420℃，保温还原，继续升温至850～900℃，保温热解，得到多孔铜材料，再将预热熔融的导热树脂渗流进入多孔铜材料中，自然冷却至室温后得到高导热多孔铜散热片。步骤（1）所述的高锰酸钾溶液的pH为2～3，高锰酸钾溶液的质量分数为20%，水浴升温后温度为45～50℃，浸渍处理时间为10～15min，草酸溶液的质量分数为5%，聚氨酯泡沫时间为10～15min。步骤（2）所述的氯化锡溶液的质量分数为5%，盐酸的质量分数为10%，敏化液中浸泡时间为5～8min，将氯化钯溶液的质量分数为8%，盐酸溶液的质量分数为5%，解胶处理时间为4～5min，甲醛溶液的质量分数为75%。步骤（3）所述的加热升温后温度为40～45℃，保温反应时间为3～4h。步骤（4）所述的硫酸铜溶液的质量分数为40%，浓硫酸的质量分数为98%，电解时控制电流密度为2～3A/dm3，电解时间为2～3h。步骤（5）所述的水浴升温为70～80℃，继续反应时间为10～15min。步骤（6）所述的保温反应时间为30～40min，继续加热升温为90～100℃，保温反应时间为45～55min，再降温为55～60℃，氨水的质量分数20%，调节pH为6.0～7.0，反应釜加热升温为230～250℃，混炼时间为4～5h。步骤（7）所述的混合气体为氢气、氮气按体积比为3︰1制成，电阻炉升温速率为2～3℃/min，保温还原时间为2～3h，保温热解时间为3～4h。本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术以聚氨酯泡沫为基体材料，经酸性高锰酸钾溶液粗化得到粗化聚氨酯泡沫，再将粗化聚氨酯泡沫浸入草酸溶液后洗涤放入敏化液中浸泡得到敏化聚氨酯基体，敏化聚氨酯基体经表面活化、化学电镀、电沉积得到镀铜聚氨酯，再经干燥、表面还原、热解聚氨酯、冷却退火得到多孔铜材料，聚氨酯的粗化过程是为了增加聚氨酯表面和金属镀层的结合力，同时打开泡沫基体的盲孔和内部通道，在聚氨酯泡沫的表面上生成具有亲水性的基团，并使表面粗糙化，金属镀层是从化学镀层表面生长出来的，粗化过程大大增加了聚氨酯基体的表面积，基体的表面积越大，基体与和镀层的接触面也越大，经活化后在聚氨酯基体表面形成了许多活性中心，在化学镀过程中，这些均匀分布的活性中心作为金属结晶的晶核，随着化学镀进行在基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高导热多孔铜散热片的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将高锰酸钾溶液倒入烧杯中，水浴升温，取聚氨酯泡沫放入烧杯中并使聚氨酯泡沫完全浸入酸性高锰酸钾溶液，浸渍处理，得到粗化聚氨酯泡沫，将粗化聚氨酯泡沫放入质量分数为5%的草酸溶液中浸泡，用玻璃棒搅拌并挤压粗化聚氨酯泡沫，得到聚氨酯基体；（2）配置100～120mL氯化锡溶液，向氯化锡溶液中加5～7g锡粉、30～40mL盐酸得到敏化液，将聚氨酯基体放入敏化液中浸泡，得到敏化聚氨酯基体，将氯化钯溶液和盐酸溶液等体积混合得到解胶液，将上述敏化聚氨酯基体浸入120～150mL解胶液中，解胶处理后，取出聚氨酯基体放入200～220mL甲醛溶液中，浸泡，得到表面活化聚氨酯基体；（3）按重量份数计，将20～25份硫酸铜、30～40份甲醛、80～90份酒石酸钠、12～15份氢氧化钠放入400～500份蒸馏水中溶解，得到化学电镀液，将90～100份表面活化聚氨酯基体放入化学电镀液中，加热升温后，向化学电镀液中加入5～10份二巯基苯并噻唑，保温反应，得到微镀铜聚氨酯；（4）配置400～500mL质量分数为40%的硫酸铜溶液，向硫酸铜溶液加入50～60mL浓硫酸、8～10g聚乙二醇、12～15g1,4‑丁炔二醇、20～30g氯化镍，得到电解液，将电解液放入电解槽，以铜棒作为阳极、微镀铜聚氨酯作为阴极，电解，取出阴极用水洗涤3～5次得到镀铜聚氨酯；（5）按重量份数计，向四口烧瓶中加入50～60份蒸馏水、10～15份十二烷基磺酸钠、4～5份碳酸氢钠，启动搅拌器以200～220r/min的转速搅拌，水浴升温，继续加入40～45份丙烯酸、20～30份甲基丙烯酸加入四口烧瓶后，继续反应得到种子乳液；（6）按重量份数计，向上述四口烧瓶中加入20～30份环氧大豆油，再用滴液漏斗向四口烧瓶中以3～5mL/min的滴加速率滴加1～3份过硫酸钾，滴加完毕后，保温反应，继续加热升温，保温反应，再降温，用氨水调节pH，出料，得到丙烯酸酯胶乳，取20～30份乙烯‑醋酸乙烯酯共聚物、40～50份锰锌铁氧体粉、10～15份膨胀石墨粉，8～10份乙烯基酯树脂放入反应釜中，加热升温，混炼，冷却至室温后得到导热树脂；（7）将镀铜聚氨酯放入电阻炉中，向电阻炉中通入混合气体，程序升温至400～420℃，保温还原，继续升温至850～900℃，保温热解，得到多孔铜材料，再将预热熔融的导热树脂渗流进入多孔铜材料中，自然冷却至室温后得到高导热多孔铜散热片。...

【技术特征摘要】
1.一种高导热多孔铜散热片的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）将高锰酸钾溶液倒入烧杯中，水浴升温，取聚氨酯泡沫放入烧杯中并使聚氨酯泡沫完全浸入酸性高锰酸钾溶液，浸渍处理，得到粗化聚氨酯泡沫，将粗化聚氨酯泡沫放入质量分数为5%的草酸溶液中浸泡，用玻璃棒搅拌并挤压粗化聚氨酯泡沫，得到聚氨酯基体；（2）配置100～120mL氯化锡溶液，向氯化锡溶液中加5～7g锡粉、30～40mL盐酸得到敏化液，将聚氨酯基体放入敏化液中浸泡，得到敏化聚氨酯基体，将氯化钯溶液和盐酸溶液等体积混合得到解胶液，将上述敏化聚氨酯基体浸入120～150mL解胶液中，解胶处理后，取出聚氨酯基体放入200～220mL甲醛溶液中，浸泡，得到表面活化聚氨酯基体；（3）按重量份数计，将20～25份硫酸铜、30～40份甲醛、80～90份酒石酸钠、12～15份氢氧化钠放入400～500份蒸馏水中溶解，得到化学电镀液，将90～100份表面活化聚氨酯基体放入化学电镀液中，加热升温后，向化学电镀液中加入5～10份二巯基苯并噻唑，保温反应，得到微镀铜聚氨酯；（4）配置400～500mL质量分数为40%的硫酸铜溶液，向硫酸铜溶液加入50～60mL浓硫酸、8～10g聚乙二醇、12～15g1,4-丁炔二醇、20～30g氯化镍，得到电解液，将电解液放入电解槽，以铜棒作为阳极、微镀铜聚氨酯作为阴极，电解，取出阴极用水洗涤3～5次得到镀铜聚氨酯；（5）按重量份数计，向四口烧瓶中加入50～60份蒸馏水、10～15份十二烷基磺酸钠、4～5份碳酸氢钠，启动搅拌器以200～220r/min的转速搅拌，水浴升温，继续加入40～45份丙烯酸、20～30份甲基丙烯酸加入四口烧瓶后，继续反应得到种子乳液；（6）按重量份数计，向上述四口烧瓶中加入20～30份环氧大豆油，再用滴液漏斗向四口烧瓶中以3～5mL/min的滴加速率滴加1～3份过硫酸钾，滴加完毕后，保温反应，继续加热升温，保温反应，再降温，用氨水调节pH，出料，得到丙烯酸酯胶乳，取20～30份乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、40～50份锰锌铁氧体粉、10～15份膨胀石墨粉，8～10份乙烯基酯树脂放入反应釜中，加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘菊花，邓博，朱彩娣，
申请(专利权)人：佛山腾鲤新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44