新型散热器件及其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种通过在磁控溅射和离子束技术，在金属基材上实现含金属铬的多层ＤＬＣ涂层，从而实现高导热之性能。利用该高导热性ＤＬＣ涂层制备的新型散热器件，包括与热源抵接的导热件以及与所述导热件固接的散热翅片，所述导热件由金属基材和沉积于所述金属基材之上的高导热性涂层组成。本发明专利技术的有益效果主要体现在：本发明专利技术类金刚石（ＤＬＣ）涂层具有高导热性，用其制备的新型散热器导热、散热性能佳且不具有导热方向限制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型散热器件，尤其涉及一种具有高导热性涂层的散热器件及其 制造方法。
技术介绍
现在广泛应用于街道、桥梁、广场等地方的LED路灯，在发光时其内部的发光芯片 温度很高，当该发光芯片在55°C以下使用时，寿命可达20 30万小时；而在95°C以上使用 时，由于冷光源的热度无法达到散热器上，发光芯片的温度过高会导致路灯寿命急剧衰竭。 目前应用的热管技术，由于存在导热方向性，热量只能自下而上传导，所以不具备多向导热 的功能。目前一般的散热材料所使用的散热片基材(如民用高端电子器件、LED用芯片材 料、工业装置用换热器等)几乎都是铝合金，但铝并不是导热系数最高的金属。金和银的导 热性能比较好，但缺点就是价格太高。纯铜散热效果次之，但铜片除了造价高之外，重量大、 不耐腐蚀等，当铜一旦发生氧化，其导热和散热性能将会大大下降，导致温度过高，增加了 LED失效的可能性，造成LED光衰加剧、寿命缩短。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述的技术问题，提供一种导热、散热效果好且不具备导 热方向限制缺点的新型散热器。本专利技术的目的通过以下技术方案来实现一种新型散热器件，包括与热源抵接的导热件以及与所述导热件固接的散热翅 片，所述导热件由金属基材和沉积于所述金属基材之上的高导热性涂层组成，所述高导热 性涂层包括两层类金刚石(DLC)涂层，所述第一层类金刚石涂层与金属基材之间设有起固 附作用的第一铬涂层，所述两层类金刚石涂层之间设有用于热传导的第二铬涂层。进一步地，所述最外层的第二层类金刚石涂层的成份为20% 60%的石墨相，以 及80% 40%金刚石相。再进一步地，所述第一铬涂层厚度为20 40纳米。所述第一层类金刚石涂层厚 度为1. 2 1. 4微米。所述第二铬涂层厚度为10 20纳米。所述第二层类金刚石涂层厚 度为1. 0 1. 2微米。再进一步地，所述金属基材为紫铜、或铝合金、或不锈钢。本专利技术还揭示了上述的新型散热器件的制造方法，包括如下步骤第一，将金属基材进行去除氧化层和超声波清洗，确保材质表面的清洁；第二，将金属基材置于PVD涂层设备之中，进行抽气并抽至l*10_5Pa的本底真空；第三，加热金属基材至150°C，并在整个涂层过程中保持此温度；第四，向PVD涂层设备的真空室中通入氩气，保持镀膜真空室内压力为1.5 2. OPa的压力，向金属基材上施加-100V偏压，用磁控溅射技术完成第一铬涂层；第五，向PVD涂层设备的真空室中通入C2H2气体，保持镀膜真空室内压力为1.2*10^ 3. O^Pa的压力，向金属基材上施加-200V偏压，用离子束技术完成第一层类 金刚石涂层，沉积该层类金刚石涂层时，离子束上所施加的电压为1200V，电流为100 120mA ；第六，向PVD涂层设备的真空室中通入氩气，保持镀膜真空室内压力为1.5 2.OPa的压力，向金属基材上施加-70V偏压，用磁控溅射技术完成第二 Cr涂层；第七，向PVD涂层设备的真空室中通入C2H2气体，保持镀膜真空室内压力为 1. 2*10^ 3. O^Pa的压力，向金属基材上施加-500V偏压，用离子束技术完成第二层类 金刚石涂层，沉积该层类金刚石涂层时，离子束上所施加的电压为2200V，电流为200 220mA。本专利技术的有益效果主要体现在本专利技术类金刚石(DLC)涂层具有高导热性，用其 制备的新型散热器导热、散热性能佳且不具有导热方向限制，具有很好的市场推广价值。附图说明下面结合附图对本专利技术技术方案作进一步说明图1 本专利技术新型散热器件的结构示意图。图2 本专利技术新型散热器件的导热件的结构示意图。具体实施例方式有关本专利技术之前述及其它
技术实现思路
、特点与功效，在以下配合参考图式之一较佳 实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。参阅图1，本专利技术优选实施例的新型散热器件包括与热源6抵接的导热件7以及 与所述导热件7固接的散热翅片8，散热翅片8可以由其它的普通散热器件来代替，例如散 热胶、散热管之类。所述导热件7由金属基材1和沉积于所述金属基材之上的高导热性涂层组成，所 述金属基材为紫铜、或铝合金、或不锈钢。参阅图2，所述高导热性涂层包括两层类金刚石涂层，所述第一层类金刚石涂层3 与金属基材1之间设有起固附作用的第一铬涂层2，使第一层类金刚石涂层3与金属基材1 之间具有良好的结合力；所述两层类金刚石涂层3、5之间设有用于热传导的第二铬涂层4，用于实现类金 刚石涂层的内部应力释放以及各层之间的热传导。所述第一铬涂层厚度为20 40纳米。所述第一层类金刚石涂层厚度为1. 2 1. 4微米。所述第二铬涂层厚度为10 20纳米。所述第二层类金刚石涂层厚度为1. 0 1. 2微米。进一步地，本优选实施例的所述最外层的第二层类金刚石涂层的成份为20% 60%的石墨相，以及80% 40%金刚石相。具体选择原因后文详述。本专利技术还揭示了上述的新型散热器件的制造方法，包括如下步骤第一，将金属基材进行去除氧化层和超声波清洗，确保材质表面的清洁；第二，将金属基材置于PVD涂层设备之中，进行抽气并抽至l*10_5Pa的本底真空；第三，加热金属基材至150°C，并在整个涂层过程中保持此温度；第四，向PVD涂层设备的真空室中通入氩气，保持镀膜真空室内压力为1.5 2. OPa的压力，向金属基材上施加-100V偏压，用磁控溅射技术完成第一铬涂层；第五，向PVD涂层设备的真空室中通入C2H2气体，保持镀膜真空室内压力为1.2*10^ 3. O^Pa的压力，向金属基材上施加-200V偏压，用离子束技术完成第一层类 金刚石涂层，沉积该层类金刚石涂层时，离子束上所施加的电压为1200V，电流为100 120mA ；第六，向PVD涂层设备的真空室中通入氩气，保持镀膜真空室内压力为1.5 2.OPa的压力，向金属基材上施加-70V偏压，用磁控溅射技术完成第二 Cr涂层；第七，向PVD涂层设备的真空室中通入C2H2气体，保持镀膜真空室内压力为 1. 2*10^ 3. O^Pa的压力，向金属基材上施加-500V偏压，用离子束技术完成第二层类 金刚石涂层，沉积该层类金刚石涂层时，离子束上所施加的电压为2200V，电流为200 220mA。由上述工艺方法可以得到最外侧的类金刚石涂层的金刚石相(sp3)含量大幅增加 的涂层，因此该涂层具有高导热性。目前常用的PVD镀膜技术主要分为三类，真空蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子 束镀膜。本方法中PVD涂层设备、磁控溅射技术、离子束技术均使用现有技术。在此简单介 绍离子束技术的工作原理。在真空环境下(真空度为NlO—ipa 5*10冲幻，被引入的气体在离子束的电磁场 共同作用下被离化。被离化的离子在离子束和基片之间的电场作用下被加速，并以高能粒 子的形式轰击或沉积在基片上。被引入的气体根据工艺的需要，可能为Ar，N2或(辺2等，从 而完成离子刻蚀清洗和离子束沉积等工艺。工作时电压被施加在离子束上的阳极之上，采 用的电源形式为直流电源。工作电压(放电电压)范围为400 3000V，工作电流为80mA 600mA。施加在基片上的电压为负电势，从而在离子束和基片之间形成一个电势差(电场)。 该电磁场加速离子，使更多原子被离化，形成离子流。对目前导热管体系和本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型散热器件，包括：与热源抵接的导热件（７）以及与所述导热件（７）固接的散热翅片（８），其特征在于：所述导热件（７）由金属基材和沉积于所述金属基材之上的高导热性涂层组成，所述高导热性涂层包括两层类金刚石涂层，所述第一层类金刚石涂层（３）与金属基材（１）之间设有起固附作用的第一铬涂层（２），所述两层类金刚石涂层（３、５）之间设有用于热传导的第二铬涂层（４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：钱涛，
申请(专利权)人：星弧涂层科技苏州工业园区有限公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]