芯片散熱用鎵液態金屬合金及其制造方法與流程

本發明涉及一種制造領域，具體涉及液態金屬合金。

背景技術：

傳統的導熱片均以硅油為基礎填充高熱導率顆粒經固化而成，較高的熱導率一般在5W/(m·k)。有機材料導熱片在基材成分，高導熱填料選取方向上不斷改進以獲得更全面的導熱性能。

在近些年逐漸發展的液態金屬導熱片是一種高端熱界面材料，由于材料本身具有的金屬鍵特性，液態金屬導熱片的熱導率遠超傳統熱界面材料，傳熱效果顯著。市面上現有的液態金屬導熱材料為銦鉍錫共晶合金，因其熔點在60℃附近，塑性好可壓延至數十微米，熔化后傳熱效率高，特別適合用作界面材料。但是，在手機等眾多電子產品中，熱源與散熱器件的界面溫度不能達到共晶合金熔點，液態金屬導熱片的性能無法有效發揮。

技術實現要素：

本發明的目的在于，提供芯片散熱用鎵液態金屬合金，以解決上面的問題。

本發明的目的在于，提供芯片散熱用鎵液態金屬合金的制造方法，以解決上面的問題。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

芯片散熱用鎵液態金屬合金，其特征在于，是采用下述工藝制成的金屬合金，

步驟一，對原料進行配比稱重，原料按以下質量比稱重：鎵25％～60％、銦10％～30％、鉍10％～30％、硼15％～35％、銫5％～40％、鉬5％～25％；

步驟二，合金熔煉：將鍋爐升溫至300°，在坩堝中依次放入銦、鉍、硼和銫，將坩堝放入鍋爐中加熱，熔化后將表層氧化物除去并攪拌；

步驟三，將鍋爐的溫度調整為250°，然后在坩堝中加入鉬，靜置10min-30min，熔化后將表層氧化物除去并攪拌；

步驟四，將鍋爐的溫度調整為150°，然后在坩堝中加入鎵，熔化后將表層氧化物除去并攪拌；

步驟五，取出坩堝，將坩堝內的物質澆鑄到烘干過的模具內，自然冷卻至室溫，得到合金成品。

本發明優化了傳統的配方能夠降低熔點的同時提高散熱效果。

作為一種方案，原料按以下質量比稱重：鎵35％、銦20％、鉍20％、硼15％、銫5％、鉬5％。本方案下合金熔點最低且成本較低。

所述鎵、銦、鉍的比值為45-50:26-27:26-27。

此比例下能夠有效的減少成本。

作為一種優選方案，鎵、銦、鉍的比值為47:26.5:26.5。

所述芯片散熱用鎵液態金屬合金的熔點不大于60°。

本發明通過低熔點能夠適用于低結溫場合滿足熱源與散熱器件的界面溫度，提高散熱效果。

作為一種優選方案，所述芯片散熱用鎵液態金屬合金的熔點在30°-50°。

優化了傳統合金的熔點，更滿足熱源與散熱器件的界面溫度，提高散熱效果。

芯片散熱用鎵液態金屬合金的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，對原料進行配比稱重；

步驟二，合金熔煉：將鍋爐升溫至300°，在坩堝中依次放入銦、鉍、硼和銫，將坩堝放入鍋爐中加熱，熔化后將表層氧化物除去并攪拌；

步驟三，將鍋爐的溫度調整為250°，然后在坩堝中加入鉬，靜置10min-30min，熔化后將表層氧化物除去并攪拌；

步驟四，將鍋爐的溫度調整為150°，然后在坩堝中加入鎵，熔化后將表層氧化物除去并攪拌；

步驟五，取出坩堝，將坩堝內的物質澆鑄到烘干過的模具內，自然冷卻至室溫，得到合金成品。

本發明優化了傳統合金的制備方法，工藝更加簡單，能夠在較低的制作成本下得到較為純的合金，適合大范圍推廣使用。

所述步驟五中，模具的外壁固定有一超聲波發生器，所述超聲波發生器的聲波發生方向朝向所述模具的內壁。

本發明通過超聲波發生器能夠在化合物冷卻時產生振動，減少合金中的氣泡，也能縮短冷卻時間。

所述坩堝包括一容納物料的加熱部和一手持部，所述加熱部與所述手持部焊接連接，所述加熱部呈開口向上的圓筒狀，所述手持部與所述加熱部之間設有一擋板，所述擋板是由隔熱材料制成的擋板。

本發明通過擋板能夠防止拿取時被灼傷。

所述加熱部的底部設有至少三個凸起，所述至少三個凸起呈三角形排布在所述加熱部的底部。

使加熱部的放置更加穩固，不容易傾倒。

所述模具的下端部設有用于對模具冷卻的冷水腔，所述模具的外壁設有一進水口和一出水口，所述進水口、所述出水口與所述冷水腔導通。

本發明通過設有冷水腔能夠提高模具的冷卻效果。

所述冷水腔內設有一溫度傳感器，所述溫度傳感器連接一微型處理器系統，所述進水口上設有第一電磁閥，所述出水口上設有第二電磁閥。

本發明能夠根據冷水腔內的溫度情況從而控制水的進出。

所述冷水腔內水流的軌跡呈螺旋狀或者波浪狀中的任意一種。通過不同結構的冷水腔能夠提高冷卻效果。

所述冷水腔內設有一球體，所述溫度傳感器固定在所述球體上，所述球體內設有一中空的腔體，所述腔體內設有一電加熱絲。

本發明通過電加熱絲能夠使球體膨脹，膨脹后球體上浮能夠檢測冷水腔上部的溫度，等到電加熱絲自然冷卻后，球體沉在冷水腔底部能夠檢測底部的水溫，從而能夠實現不同的水溫檢測，提高檢測水溫的精度。

所述球體是由橡膠制成的球體。橡膠的膨脹系數高并且耐水性密封性佳。

所述進水口上設有第一泵體，所述出水口上設有第二泵體。本發明通過泵體能夠更好的抽水和排水。

所述進水口通過第一水管與一導通，所述儲水箱的內壁上設有一液位傳感器，所述液位傳感器連接所述微型處理器系統，所述微型處理器系統連接一無線傳感器系統，所述微型處理器系統通過所述無線傳感器系統連接一智能設備。

本發明通過液位傳感器能夠檢測儲水箱內的水量，并且將水量信息發送到智能設備，能夠及時加水不容易發生缺水現象。

所述出水口通過第二水管與所述儲水箱導通。能夠實現水的循環利用，節約成本。

所述儲水箱上設有進水端和出水端，所述出水端與所述第一水管導通，所述進水端與所述第二水管導通，所述進水端位于所述儲水箱的上端部，所述出水端位于所述儲水箱的下端部，所述進水端的下方設有一過濾裝置。

本發明通過過濾裝置能夠對重復利用的水進行過濾，減少雜質進入冷水腔。

附圖說明

圖1為本發明制造方法的流程框圖。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示進一步闡述本發明。

參見圖1，芯片散熱用鎵液態金屬合金，是采用下述工藝制成的金屬合金，步驟一，對原料進行配比稱重，原料按以下質量比稱重：鎵25％～60％、銦10％～30％、鉍10％～30％、硼15％～35％、銫5％～40％、鉬5％～25％；步驟二，合金熔煉：將鍋爐升溫至300°，在坩堝中依次放入銦、鉍、硼和銫，將坩堝放入鍋爐中加熱，熔化后將表層氧化物除去并攪拌；步驟三，將鍋爐的溫度調整為250°，然后在坩堝中加入鉬，靜置10min-30min，熔化后將表層氧化物除去并攪拌；步驟四，將鍋爐的溫度調整為150°，然后在坩堝中加入鎵，熔化后將表層氧化物除去并攪拌；步驟五，取出坩堝，將坩堝內的物質澆鑄到烘干過的模具內，自然冷卻至室溫，得到合金成品。本發明優化了傳統的配方能夠降低熔點的同時提高散熱效果。液態金屬在高溫下(如40度以上)，是液態。在需要散熱時，完成液態轉化，液態的流動性，在上下溫差作用下，會產生對流，散熱性遠遠大于固態金屬。作為一種方案，原料按以下質量比稱重：鎵35％、銦20％、鉍20％、硼15％、銫5％、鉬5％。本方案下合金熔點最低且成本較低。鎵、銦、鉍的比值為45-50:26-27:26-27。此比例下能夠有效的減少成本。作為一種優選方案，鎵、銦、鉍的比值為47:26.5:26.5。芯片散熱用鎵液態金屬合金的熔點不大于60°。本發明通過低熔點能夠適用于低結溫場合滿足熱源與散熱器件的界面溫度，提高散熱效果。作為一種優選方案，芯片散熱用鎵液態金屬合金的熔點在30°-50°。優化了傳統合金的熔點，更滿足熱源與散熱器件的界面溫度，提高散熱效果。

芯片散熱用鎵液態金屬合金的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟一，對原料進行配比稱重；步驟二，合金熔煉：將鍋爐升溫至300°，在坩堝中依次放入銦、鉍、硼和銫，將坩堝放入鍋爐中加熱，熔化后將表層氧化物除去并攪拌；步驟三，將鍋爐的溫度調整為250°，然后在坩堝中加入鉬，靜置10min-30min，熔化后將表層氧化物除去并攪拌；步驟四，將鍋爐的溫度調整為150°，然后在坩堝中加入鎵，熔化后將表層氧化物除去并攪拌；步驟五，取出坩堝，將坩堝內的物質澆鑄到烘干過的模具內，自然冷卻至室溫，得到合金成品。本發明優化了傳統合金的制備方法，工藝更加簡單，能夠在較低的制作成本下得到較為純的合金，適合大范圍推廣使用。步驟五中，模具的外壁固定有一超聲波發生器，超聲波發生器的聲波發生方向朝向模具的內壁。本發明通過超聲波發生器能夠在化合物冷卻時產生振動，減少合金中的氣泡，也能縮短冷卻時間。坩堝包括一容納物料的加熱部和一手持部，加熱部與手持部焊接連接，加熱部呈開口向上的圓筒狀，手持部與加熱部之間設有一擋板，擋板是由隔熱材料制成的擋板。本發明通過擋板能夠防止拿取時被灼傷。加熱部的底部設有至少三個凸起，至少三個凸起呈三角形排布在加熱部的底部。使加熱部的放置更加穩固，不容易傾倒。

模具的下端部設有用于對模具冷卻的冷水腔，模具的外壁設有一進水口和一出水口，進水口、出水口與冷水腔導通。本發明通過設有冷水腔能夠提高模具的冷卻效果。冷水腔內設有一溫度傳感器，溫度傳感器連接一微型處理器系統，進水口上設有第一電磁閥，出水口上設有第二電磁閥。本發明能夠根據冷水腔內的溫度情況從而控制水的進出。冷水腔內水流的軌跡呈螺旋狀或者波浪狀中的任意一種。通過不同結構的冷水腔能夠提高冷卻效果。冷水腔內設有一球體，溫度傳感器固定在球體上，球體內設有一中空的腔體，腔體內設有一電加熱絲。本發明通過電加熱絲能夠使球體膨脹，膨脹后球體上浮能夠檢測冷水腔上部的溫度，等到電加熱絲自然冷卻后，球體沉在冷水腔底部能夠檢測底部的水溫，從而能夠實現不同的水溫檢測，提高檢測水溫的精度。球體是由橡膠制成的球體。橡膠的膨脹系數高并且耐水性密封性佳。進水口上設有第一泵體，出水口上設有第二泵體。本發明通過泵體能夠更好的抽水和排水。進水口通過第一水管與一導通，儲水箱的內壁上設有一液位傳感器，液位傳感器連接微型處理器系統，微型處理器系統連接一無線傳感器系統，微型處理器系統通過無線傳感器系統連接一智能設備。本發明通過液位傳感器能夠檢測儲水箱內的水量，并且將水量信息發送到智能設備，能夠及時加水不容易發生缺水現象。出水口通過第二水管與儲水箱導通。能夠實現水的循環利用，節約成本。儲水箱上設有進水端和出水端，出水端與第一水管導通，進水端與第二水管導通，進水端位于儲水箱的上端部，出水端位于儲水箱的下端部，進水端的下方設有一過濾裝置。本發明通過過濾裝置能夠對重復利用的水進行過濾，減少雜質進入冷水腔。

以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明范圍內。本發明要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。