專利名稱：一種卷筒型高散熱結構及其制造方法
技術領域：
本發明屬于散熱器件領域。
背景技術：
電子產品、機械、電力、通信、化工等諸多領域，在產品的加工、生產的過程中，以及使用的過程中，都會產生數量不同的熱量。而且，所產生的熱量如果不能得到有效散發的話，則會對產品的加工及使用，均有可能造成影響。目前，各種各樣的散熱材料已經廣泛使用。不同類型的散熱材料，會具有不同的性能，比如說，金屬材料的導熱性能良好，特別是其中的一部分金屬材料，如銅、鋁、銀等，其導熱性尤其良好。利用這些金屬制成的散熱器，比如銅質的散熱器、鋁質的散熱器，也得到普遍應用。下面列舉一下常用的一些散熱材料的熱導率性能鋁:237ff/m· K ；銅:401ff/m· K ；銀420W/m· K ；金318W/m· K。因為價格因素，當前使用的絕大多數散熱器，是采用銅質材料或者鋁制材料來制造的；但有一些特殊場所，也使用銀質或金質材料，來用作散熱材料。散熱器的形狀與結構、尺寸等，根據不同的應用場合互有不同。比如，各種CUP上使用的散熱器，以及電路板上使用的散熱器，大多是具有波浪形散熱溝槽的散熱器件。雖然上述的金屬作為散熱材料比較常見，但是其散熱性還是比較低，隨著具有高散熱性能的膜材料的出現，用其制造的散熱器材越來越向其進行靠攏。這種高散熱性能的膜材料是利用碳成分制作成的高散熱石墨膜或者石墨烯膜，它們具有很高的散熱性能，其中高散熱石墨膜的導熱率可以達到1500 1750ff/m · K，而石墨烯膜的導熱率約為5000W/m · K。本發明利用這種導熱率高的膜材料制作成卷筒狀，并且相鄰的高散熱膜材料之間用間隔結構隔開，形成一定的空間間隔，這樣有利于散熱，同時卷筒狀的高散熱膜還增加了散熱面積。該結構的散熱體制作的尺寸不同能夠應用在各種散熱場合中，比如電路板中的散熱器或者是應用在比較精密小巧的芯片中的散熱。
發明內容
本發明的目的，是提供一種卷筒型高散熱結構及其制造方法。利用該方法制作成的卷筒型高散熱結構，不僅增加了散熱面積，還由于該結構中相鄰的高散熱膜之間的空間間隔增強了散熱能力。一種卷筒型高散熱結構，該結構包括卷筒狀高散熱膜，以及用于固定卷筒狀高散熱膜的散熱底座，以及設置在卷筒狀高散熱膜上的至少一個的間隔結構，在卷筒狀高散熱膜中相鄰的層與層之間有空間間隔。
進一步，本發明所述的一種卷筒型高散熱結構還具有如下技術特征所述的卷筒狀高散熱膜，為高散熱膜材料卷成的，其直徑為0. 1-10000微米。所述的間隔結構為條狀結構。所述的高散熱膜材料為高散熱石墨膜或者石墨烯膜或者包含有二者其一的復合材料。所述的高散熱膜材料的厚度為1-300微米。所述的間隔結構的厚度為卷筒型高散熱膜的厚度的5-100倍。所述的散熱底座采用金屬材質或者散熱陶瓷，它與卷筒狀高散熱膜之間的固定方式為焊接、熱熔或者在散熱底座上設置卡槽。所述的間隔結構，通過粘附、焊接或者熱熔的方式固定在高散熱膜上。本發明還提供了一種卷筒型高散熱結構的制造方法，該方法包括步驟1，在高散熱膜的一側設置條狀的間隔結構；步驟2，沿著間隔結構的方向，將高散熱膜卷成筒狀；步驟3，將卷筒狀高散熱膜固定在散熱底座上。當間隔結構為金屬材質時，使用下述的方法，它包括步驟1，在高散熱膜的一側設置條狀的間隔結構，對高散熱膜進行加熱，溫度高于間隔結構的熔點；步驟2，進行冷卻處理后，使得間隔結構固定在高散熱膜上；步驟3，沿著間隔結構的方向，將高散熱膜卷成筒狀；步驟4，將卷筒狀高散熱膜固定在散熱底座上。一種卷筒型高散熱結構的制造方法，該方法包括步驟1，在高散熱膜上設置兩個或兩個以上的條形的間隔結構；步驟2，對高散熱膜進行加熱，溫度高于間隔結構的熔點；步驟3，進行冷卻處理后，使得間隔結構固定在高散熱膜上；步驟4，沿著與間隔結構垂直的方向，將高散熱膜卷成筒狀；步驟5，將卷筒狀高散熱膜固定在散熱底座上。進一步，本發明所述的卷筒型高散熱結構的制造方法還具有如下技術特征對高散熱膜加熱所達到的溫度高于間隔結構熔點的范圍在50°C -150°C之間。所述的間隔結構之間的間隔距離在0. Olmm-IOOmm之間。卷筒狀高散熱膜與散熱底座之間的固定方式為焊接、熱熔或者在散熱底座上設置卡槽。
圖1是本發明所述的卷筒型高散熱結構的結構示意圖。圖2是本發明所述的一種實施例，描述的是卷筒型高散熱結構的制造過程的示意圖。圖3是本發明所述的另一種實施例，描述的是卷筒型高散熱結構的另一種制造過程的示意圖。圖4是本發明所述的制造方法的流程圖。
圖5是間隔結構為金屬材質的制造方法的流程圖。圖6是本發明所述的另一種制造方法的流程圖。
具體實施例針對于本發明主要功能的描述本發明將高散熱膜材料內部設置有間隔結構的材料制作成卷筒狀，該卷筒狀的高散熱膜中的層與層之間有一定的空間間隔，這樣更利于散熱，同時它的卷筒結構增加了散熱面積。下面通過舉例對本發明進行描述。參照圖1所示，展示的是本發明所述的卷筒型高散熱結構的示意圖。該結構包括卷筒狀高散熱膜100、散熱底座200以及設置在卷筒狀高散熱膜上的間隔結構300。卷筒狀高散熱膜100是由高散熱膜材料卷成的，其中高散熱膜材料為導熱率較高的高散熱石墨膜或者石墨烯膜或者包含有二者其一的復合材料，卷筒狀高散熱膜100的直徑控制在 0. 1-10000微米，它相鄰的層與層之間由空間間隔101，該空間間隔是因為卷筒狀高散熱膜 100相鄰層之間設置的間隔結構300形成的。該間隔結構300為條狀結構，它可以是金屬層或者泡沫材料或者纖維層，其厚度是所采用的高散熱膜材料的5-100倍，而高散熱膜材料的厚度在1-300微米之間。當間隔結構300采用軟性的材質時，比如泡沫材料或者纖維層時，可以將其設置在高散熱膜材料上直接卷成卷筒狀高散熱膜，或者用粘合劑將其固定在高散熱膜上。如果間隔結構300采用質硬的金屬層時，可以通過熱熔或者焊接或者粘附的方式將其固定在高散熱膜上，同時在卷的過程中，要使金屬層處于軟化的狀態，更有利于卷成卷筒狀。為了更方便地使用該高散熱結構，將卷筒狀高散熱膜100設置的散熱底座200 上，散熱底座200為盤狀的金屬層或者散熱陶瓷，通過粘附或者焊接或者在散熱底座200上設置卡槽的方式將卷筒狀高散熱膜1 00固定在該散熱底座200上。當間隔結構300為金屬層時，其制作過程參照圖2所示。在該圖中，首先在高散熱膜400的一側設置條狀的間隔結構100，對高散熱膜400進行加熱，其加熱的溫度高于金屬材質的間隔結構300的熔點，是間隔結構300與高散熱膜400相接觸的部分熔化，但是高于熔點溫度的范圍在50°C -150°C之間。本實施例中，間隔結構300采用金屬銅，它的熔點為 1083°C，那么高散熱膜400所加熱的溫度要達到1150°C。由于所采用的間隔結構300的厚度為高散熱膜的5-100倍，如果對高散熱膜400加熱的溫度過高，會使金屬層熔化過度，進而使冷卻過程延長。其次，對高散熱膜400和間隔結構300進行冷卻處理，使間隔結構300 固定在高散熱膜400上。然后，順著間隔結構300的方向，將高散熱膜400卷起，形成一個卷筒狀高散熱膜100。由于間隔結構300在中間夾著，所以形成的卷筒狀高散熱膜100的層與層之間由一定的空間間隔101。最后將這種具有空間間隔101的卷筒狀高散熱膜卡在散熱底座200的卡槽內，起到固定的作用。當然還可以通過粘附和焊接的方式進行固定。參照圖3所示，展示的是另一種制造過程，它是在高散熱膜上設置多個間隔結構的制造方法。該方法是在所述的高散熱膜400上縱向設置四個條形的間隔結構300，該間隔結構300采用質硬的金屬層，相鄰的間隔結構300之間的距離在0. Olmm-IOOmm之間，在本實施例中，相鄰的間隔結構之間的距離為50mm。然后對高散熱膜400進行加熱，溫度高于間隔結構300的熔點，使間隔結構300與高散熱膜400相接觸的部分熔化，冷凝固化，將間隔結構固定在高散熱膜上。最后，沿著與間隔結構300相垂直的方向卷起，形成卷筒狀高散熱膜100，并將其固定在散熱底座上。需要說明的是，在上述的制造過程中，為了更快地使金屬材質的間隔結構300熔化以及冷卻固化，可以對間隔結構300進行預熱，使其溫度達到低于熔點的溫度，這樣再經過高散熱膜400傳遞的熱量很容易使其熔化。此外，在制作卷筒狀高散熱膜100時，由于金屬材質比較硬，即時采用的厚度很薄，在制作過程中不容易被卷起，因此在這個過程中需要在高溫環境中進行，當處于軟化狀態時將其卷成卷筒狀。對應著所述的卷筒型高散熱結構，本發明還提供了制作它的方法，具體描述如下當所采用的間隔結構為軟性材質的結構時，采用以下的方法，該方法包括步驟1，在高散熱膜的一側設置條狀的間隔結構。該步驟中，所述的高散熱膜采用導熱率高的高散熱石墨膜或者石墨烯膜，或者包含有二者其一的復合材料。所述的間隔結構為軟性材質的泡沫材料或者纖維層，其厚度為高散熱膜的5-100倍。步驟2，沿著間隔結構的方向，將高散熱膜卷成筒狀。上述的間隔結構通過粘合劑固定在高散熱膜上，或者未經固定直接將其卷起后夾在高散熱膜之間。這種卷筒狀的結構由于間隔結構的存在使得相鄰的層與層之間有一定的空間間隔，增強了散熱的功能。步驟3，將卷筒狀高散熱膜固定在散熱底座上。該步驟是為了使用方便或者利用放置，所述的散熱底座采用金屬材質或者散熱陶瓷，通過焊接或者熱熔的方式將卷筒狀高散熱膜固定其上，還有一種固定方式，就是在散熱底座上設置卡槽，將制作成型的卷筒狀高散熱膜固定其上。如果間隔結構采用質硬的金屬材料時，本發明需要采用以下方法進行制作。步驟1，在高散熱膜的一側設置條狀的間隔結構，對高散熱膜進行加熱，溫度高于間隔結構的熔點。在該步驟中所述的間隔結構采用厚度為高散熱膜厚度5-100倍的金屬層，比如金屬銅、金屬鋁等等。而對高散熱膜加熱高于金屬材質的間隔結構熔點的范圍在50°C -150°C 之間。為了使其快速的熔化，可以將間隔結構進行預熱，使其溫度達到接近熔點的溫度。步驟2，進行冷卻處理后，使得間隔結構固定在高散熱膜上。步驟3，沿著間隔結構的方向，將高散熱膜卷成筒狀。通過這種方式卷成的筒狀，間隔結構夾在高散熱膜之間，在它的層與層之間形成空間間隔，該空間間隔的大小取決于所采用的間隔結構的厚度，其厚度越厚，形成的空間間隔越大，能利于散熱。步驟4，將卷筒狀高散熱膜固定在散熱底座上。上述的方法中是在高散熱膜上設置一個條形間隔結構的情況，還可以通過以下的步驟實現本發明步驟1，在高散熱膜上設置兩個或兩個以上的條形的間隔結構。所述的間隔結構仍為質硬的金屬層，條形的間隔結構在高散熱膜上排布的間隔在 0. Imm-IOOmm之間，它本身的寬度在0. Olmm-IOmm之間。
步驟2，對高散熱膜進行加熱，溫度高于間隔結構的熔。步驟3，進行冷卻處理后，使得間隔結構固定在高散熱膜上。上述兩個步驟是為了將間隔結構固定在高散熱膜上，同樣，為了使間隔結構與高散熱膜相接觸的部分快速地熔化，對間隔結構進行預熱處理，使其溫度達到接近熔點的溫度。步驟4，沿著與間隔結構垂直的方向，將高散熱膜卷成筒狀。利用這種方式形成的卷筒狀高散熱膜中的間隔結構都縱向貼附在高散熱膜的內壁上，在相鄰的高散熱膜層之間形成空間間隔。步驟5，將卷筒狀高散熱膜固定在散熱底座上，其固定方式與上述的相同，這里不再做詳細敘述。需要說明的是，在制作卷筒狀高散熱膜100時，由于金屬材質比較硬，即時所采用的厚度很薄，在制作過程中也是不容易被卷起的，因此在這個過程中需要在高溫環境中進行，當處于軟化狀態時將其卷成卷筒狀。以上是對本發明的描述而非限定，基于本發明思想的其它實施例，亦均在本發明的保護范圍之中。
權利要求
1.一種卷筒型高散熱結構，其特征在于該結構包括卷筒狀高散熱膜，以及用于固定卷筒狀高散熱膜的散熱底座，以及設置在卷筒狀高散熱膜上的至少一個的間隔結構，在卷筒狀高散熱膜中相鄰的層與層之間有空間間隔。
2.根據權利要求1所述的一種卷筒型高散熱結構，其特征在于所述的卷筒狀高散熱膜為高散熱膜材料卷成的，其直徑為0. 1-10000微米。
3.根據權利要求1所述的一種卷筒型高散熱結構，其特征在于所述的間隔結構為條狀結構。
4.根據權利要求2所述的一種卷筒型高散熱結構，其特征在于所述的高散熱膜材料為高散熱石墨膜或者石墨烯膜或者包含有二者其一的復合材料。
5.根據權利要求4所述的一種卷筒型高散熱結構，其特征在于所述的高散熱膜材料的厚度為1-300微米。
6.根據權利要求1所述的一種卷筒型高散熱結構，其特征在于所述的間隔結構的厚度為卷筒型高散熱膜的厚度的5-100倍。
7.根據權利要求1所述的一種卷筒型高散熱結構，其特征在于所述的散熱底座采用金屬材質或者散熱陶瓷，它與卷筒狀高散熱膜之間的固定方式為焊接、熱熔或者在散熱底座上設置卡槽。
8.根據權利要求1所述的一種卷筒型高散熱結構，其特征在于所述的間隔結構，通過粘附、焊接或者熱熔的方式固定在高散熱膜上。
9.一種卷筒型高散熱結構的制造方法，其特征在于該方法包括 步驟1，在高散熱膜的一側設置條狀的間隔結構；步驟2，沿著間隔結構的方向，將高散熱膜卷成筒狀； 步驟3，將卷筒狀高散熱膜固定在散熱底座上。
10.一種卷筒型高散熱結構的制造方法，其特征在于，間隔結構為金屬材質時，使用下述的方法，它包括步驟1，在高散熱膜的一側設置條狀的間隔結構，對高散熱膜進行加熱，溫度高于間隔結構的熔點；步驟2，進行冷卻處理后，使得間隔結構固定在高散熱膜上； 步驟3，沿著間隔結構的方向，將高散熱膜卷成筒狀； 步驟4，將卷筒狀高散熱膜固定在散熱底座上。
11.一種卷筒型高散熱結構的制造方法，其特征在于該方法包括 步驟1，在高散熱膜上設置兩個或兩個以上的條形的間隔結構； 步驟2，對高散熱膜進行加熱，溫度高于間隔結構的熔點；步驟3，進行冷卻處理后，使得間隔結構固定在高散熱膜上； 步驟4，沿著與間隔結構垂直的方向，將高散熱膜卷成筒狀。 步驟5，將卷筒狀高散熱膜固定在散熱底座上。
12.根據權利要求10或者11所述的一種卷筒型高散熱結構的制造方法，其特征在于 對高散熱膜加熱所達到的溫度高于間隔結構熔點的范圍在50°C -150°C之間。
13.根據權利要求11所述的一種卷筒型高散熱結構的制造方法，其特征在于所述的間隔結構之間的間隔距離在0. Olmm-IOOmm之間。
14.根據權利要求9或10或11所述的一種卷筒型高散熱結構的制造方法，其特征在于卷筒狀高散熱膜與散熱底座之間的固定方式為焊接、熱熔或者在散熱底座上設置卡槽。
全文摘要
本發明提供了一種卷筒型高散熱結構及其制造方法，屬于散熱器材領域。該結構包括卷筒狀高散熱膜，以及用于固定卷筒狀高散熱膜的散熱底座，以及設置在卷筒狀高散熱膜上的至少一個的間隔結構，在卷筒狀高散熱膜中相鄰的層與層之間有空間間隔。其制造方法為步驟1，在高散熱膜的一側設置條狀的間隔結構；步驟2，沿著間隔結構的方向，將高散熱膜卷成筒狀；步驟3，將卷筒狀高散熱膜固定在散熱底座上。本發明能夠應用在多種需要散熱的場合，它的卷筒的形狀增加了散熱面積，相鄰的高散熱膜之間的空間間隔增強了散熱性能。
文檔編號F28F21/00GK102564200SQ201010618530
公開日2012年7月11日 申請日期2010年12月31日 優先權日2010年12月31日
發明者不公告發明人 申請人:上海杰遠環保科技有限公司