CN1536657A - 热超导散热模组的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热超导散热模组的制造方法，是以压铸或铸造技术将热传导超导管、体与熔融的金属结合在一起，使得热传导超导管、体被包覆在金属内并形成散热片，该散热片可以同时具有或不具有鳍片，该散热片的表面也可以在压铸或铸造成型时同时结合底座，以由该底座和热源接触，让散热片的散热效率能获得更进一步的提升。

Description

热超导散热模组的制造方法

发明领域

本发明是提供一种热超导散热模组的制造方法，特别是有关于将具有高传热性质的热传导超导管、体与具有良好导热性质的金属结合为一体的散热片的方法，以提升散热片的导热性能而适合于任何需要快速传热之处。

背景技术

目前产业界针对电脑中央处理器(CPU)或高热源产品所采用的散热装置，大多是利用具有高传热效率的铝材质散热片(例如台湾公告第459469号专利案所制造的散热体)的基座接触于热源，以将热量吸收并传递到散热片的鳍片上，再利用风扇吹出冷空气将散热片上的热量排除。

由于现今高效率的CPU所产生的高热已非一般传统的铝材质散热片所能快速传导、排除，因而利用导热效率较铝金属约高出一倍的铜金属来传导CPU的热量乃是另一种选择；然而，铝金属的密度约2.7g/cm³，而铜金属的密度为8.93g/cm³(相同体积的铜金属重量约为铝金属的三倍)，因此，若完全采用铜金属制造成散热片，则会因为铜的重量过重无法通过落地实验，或是装在主机板上过久后造成主机板变形。目前市面上所谓具有铜底的铝材质散热片，乃是以锻压或焊接的技术将预先成型好的铜板嵌固于铝材质散热片的基座底面；台湾专利公告第459469号也属于将铜板嵌固于铝材质散热片的设计。

虽然将小厚度的铜板嵌植于铝材质的散热片具有在较轻的重量条件下提升导热性能的效果，但如果能将具有更高导热性质的物体结合在铝材质之类的散热片，或是直接将具有高导热性质的材料制成机器或机具的外壳，则更能使散热性能获得进一步的提升。

发明内容

本发明的目的是提供一种热超导散热模组的制造方法，其是将具有高导热性质的热传导超导管、体与具有良好导热性质的金属结合在一起，并将该金属成型为散热片，以进一步提升散热片的导热性能的方法。

基于此，本发明所提供的热超导散热模组的制造方法，是以压铸或铸造技术将热传导超导管、体与熔融的金属结合在一起，使得热传导超导管、体被包覆在金属内并形成散热片，该散热片可以同时具有或不具有鳍片，该散热片的表面也可以在压铸或铸造成型时同时结合底座，以由该底座和热源接触，让散热片的散热效率能获得更进一步的提升。

附图说明

图1为显示利用本发明所压铸或铸造成型后的第一种实施例的散热片。

图2为显示利用本发明所压铸或铸造成型后的第二种实施例的散热片。

图3为显示利用本发明所压铸或铸造成型后的第三种实施例的散热片。

图4为显示利用本发明所压铸或铸造成型后的第四种实施例的散热片。

图5为显示利用本发明所压铸或铸造成型后的第五种实施例的散热片。

图6为显示利用本发明所压铸或铸造成型后的第六种实施例的散热片。

图7为显示利用本发明所制成的散热片上结合有底座与鳍片的实施例立体图。

其中图号：

(1)热超导散热片

(11)金属

(12)鳍片

(2)热传导超导管、体

(3)底座

(4)CPU

具体实施方式

本发明所提供的热超导散热模组的制造方法，包括以下步骤：

b.将热传导超导管、体预先弯曲成型预定的形状；

c.将成型后的热传导超导管、体与具有良好导热性的熔融金属置入压铸或铸造成型模内；

d.由压铸或铸造机以压铸或铸造成型方式将该热传导超导管、体与熔融金属结合在一起并形成散热片，进而使该热传导超导管、体被包覆在散热片内部。

其中的热传导超导管、体是采用可自由弯折或变形的金属管体(例如铜、铝或其它金属管体)，并在管、体的内部充填或包含具有高速热传导性能的材料，例如：

1、无机高温超导化合物材料，例如：钇钡铜氧化合物(YBCO)超导材料、铊钡钙铜氧化合物(TBCCO)超导材料、汞钡钙铜氧化合物(HBCCO)超导材料、铋锶钙铜氧化合物(BSCCO)超导材料、或其他无机超导材料。

2、有机超导材料，例如：纯水或其它有机超导材料。

3、其它可达到高速热传导性材料。

其是将管、体的两端加工封闭，以防止所述的导热材料漏出管体；由所述的金属管、体与包含在其内部的导热材料构成热传导超导管、体；以上所述无机高超导材料其所应用的原理，是利用管、体内的分子受热时产生的高速震荡与摩擦，让热能以波动方式快速热传；有机高温超导材料，其所应用的原理，是利用金属管、体内液体的分子受热时产生的相变化而快速传热，因传输速度非常快，故称为“热传导超导管、体”，且因热传导超导管、体由热端传输至冷端的传输时间很短，因此热端与冷端的温差很小，可达到最佳导热效果。经实验证实，其传热的速率约为铜的五倍以上，更较一般铝金属的传热速度快十倍以上。

由前述本发明的方法，其可以如图1所示地将直形状的热传导超导管、体2与熔融的金属放入压铸或铸造成型模后，再以压铸或铸造成型机进行压铸或铸造成型而将金属11成型为薄形状，让热传导超导管、体2被包覆在金属中，构成热超导散热片：本发明也可以在压铸或铸造成型的同时，将具有良好导热性质的底座3置于压铸成型模中进行压铸或铸造，或直接压铸或铸造出底座，以使底座3和散热片结合为一体；这样，当底座3接触于CPU之类的热源时，可以很快速地将热量经由热传导超导管、体2传导到金属的其它部位而提升散热片的导热效率。

本发明的方法也可以将热传导超导管、体2预先弯曲成型为L形后，再将该热传导超导管、体2与熔融的金属置入压铸或铸造成型模内进行压铸或铸造成型，以形成如图2所示的薄形散热片1。

本发明的方法也可以将热传导超导管、体2预先弯曲成螺旋状后，再将该热传导超导管、体2与熔融的金属置入压铸或铸造成型模内进行压铸或铸造成型，以形成如第图3所示的薄形散热片1。

本发明的方法也可以将热传导超导管、体2预先弯曲成型为形状后，再将该热传导超导管、体2与熔融的金属置入压铸或铸造成型模内进行压铸或铸造成型，以形成如图4所示的薄形散热片1。

本发明的方法也可以将直形状的热传导超导管、体2与熔融的金属置入压铸或铸造成型模内进行压铸或铸造成形，以形成如图5所示的不具有底座的薄形散热片1。

本发明的方法也可以将压铸或铸造成型模设计成散热片的形状，再将热传导超导管、体2与熔融的金属置入压铸或铸造成型模内进行压铸或铸造成型，以直接将金属成型为具有系列鳍片12的散热片1形状，并且使热传导超导管、体2结合在散热片1的基座内部；因此可以将散热片1的基座接触于CPU4或其它热源，以获得高效率的导热与散热效果。

图7是显示本发明的方法除了可以将热传导超导管、体2结合于薄片形的散热片1内，以及在散热片1的金属表面一体结合底座3之外，也以在该金属表面的局部位置一体成型出系列鳍片12。

再者，利用本发明的方法，也可以将熔融的金属与热传导超导管、体置入一般机器外盖的压铸或铸造成型模内以成型出机器或机具的外壳，并使热传导超导管、体结合于机器外壳的内部，因此可以直接将机器外壳锁固于会产生热量的机器，使其外壳本身具有良好的散热功能。

申请人曾经对本发明和传统铝合金压铸成品做过比较实验：

以铝金属6063-T5，尺寸20cm(长)×3.5cm(宽)×0.5cm(厚)而言，经量测其热传导导热热系数(Thermal Conductivity)为209W/mk。

本发明将二支热传导超导管(其直径3.0mm，长度12cm，管壁厚度0.3mm，热传导导热热系数为15000W/mk)置入压铸模中注入所述的熔融铝合金(6063-T5)，在652℃的操作温度控制，以90MPa的铸造压力成型出20cm(长)×3.5cm(宽)×0.5cm(厚)的铝合金导热块而与热传导超导管结合为一体，经量测此成品的导热系数(Thermal Conductivity)为6250 W/mk，其热传导导热系数为原铝合金6063-T5压铸成品的30倍以上。很显然的，利用本发明将热传导超导管与熔融金属压铸结合成一体的方法，可以大幅度提升热传导系数，提升导热及散热能力。

Claims (4)

1、一种热超导散热模组的制造方法，包括：将热传导超导管、体与具有良好导热性的熔融金属置入压铸或铸造成型模内；再由压铸或铸造机以压铸或铸造机以压铸或铸造成型方式将该热传导超导管、体与熔融金属结合在一起，进而使该热传导超导管、体被包覆在金属块状体内，并形成散热模组。

2、根据权利要求1所述的热超导散热模组的制造方法，所述的散热模组一体成型有鳍片。

3、根据权利要求1所述的热超导散热模组的制造方法，其在压铸或铸造成型的同时在散热模组表面结合底座。

4、根据权利要求1所述的热超导散热模组的制造方法，其可以将熔融的金属直接成型为机器或机具的外壳形状。

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