專利名稱：復(fù)合式散熱模塊結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種復(fù)合式散熱模塊結(jié)構(gòu)，其可藉由鍛造鎂 合金材料制成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的散熱模塊，且在內(nèi)部接觸面又相溶緊接 設(shè)一高導(dǎo)熱金屬，使可快速吸收發(fā)熱源傳至外部鎂合金殼體以加 快散熱，而且其制成品并因壓力使結(jié)構(gòu)分子內(nèi)聚更為緊密，故讓 表面可方便電鍍加工。
技術(shù)背景傳統(tǒng)的燈具內(nèi)部不是使用燈泡就是燈管，其使用上存有耗電 浪費資源較不環(huán)保的問題，且也容易發(fā)熱導(dǎo)致環(huán)境溫度跟著升 高，同時還會影響燈具的使用壽命，尤其是居家常用的日光燈更 有振蕩閃爍不定造成眼睛傷害的缺點。新一代環(huán)保主流產(chǎn)品發(fā)光組件中L E D的壽命，至少比目前的照 明系統(tǒng)長數(shù)倍，L E D不含汞對環(huán)境無害而且功耗更低，未來將 可取代燈管成為最佳的照明燈源，但因為LED發(fā)光是單向性， 故最常見的方式就是以多顆多角度分布聚合一起來達(dá)成，如此不 但會增加成本，且使用時也會產(chǎn)生發(fā)熱的問題，而影響其亮度及 使用壽命。為了克服發(fā)熱的問題，現(xiàn)有的常見的設(shè)計是使用鋁合金將燈 殼外表直接就設(shè)成一散熱器，以散熱赭片來增加散熱效果，但其 所能達(dá)到的散熱效果仍然有限，未臻理想。目前，雖然別的電子 產(chǎn)品領(lǐng)域已有使用復(fù)合式金屬來制成散熱器，譬如，中國臺灣公 告第563846號專利一種復(fù)合式散熱構(gòu)件即為一代表例，但在L E D燈殼上卻從未見使用。而且?guī)埫嫔系亩喾N己知復(fù)合式散熱構(gòu)件，隨其用途外觀造形 或許各自不同，但直到目前其內(nèi)部所采用的散熱體大都以鋁，而 其熱傳導(dǎo)體則都是選用銅來制成，主要是因銅金屬為優(yōu)良導(dǎo)熱體 但散熱性相對慢，而鋁金屬導(dǎo)熱較銅慢，在散熱性相對較銅快，基于此故有銅鋁結(jié)合材散熱體產(chǎn)品，但所結(jié)合的產(chǎn)品真正能產(chǎn)生 的散熱效果，及對電磁波屏蔽還不是最理想。在輕金屬中鎂合金與鋁合金相較具有強度/重量比佳、剛性 佳、耐沖擊、耐磨、可回收、電磁波屏蔽佳等之優(yōu)點，故目前雖 有人嘗試用鎂合金來制造的散熱構(gòu)件，但其制造技術(shù)大多仍以壓 鑄及半固態(tài)射出來成型，鎂的流動性較差，使得壓鑄制程對于厚度越薄之工件成型難度越高，產(chǎn)品不良率亦相對提升；例如會有 熱裂、氧化、流紋、強度不足，以及頂出變形的問題發(fā)生，且緊 密度不足也相對影響其整體散熱效能。而且，因為鎂金屬是近十幾年才廣范研究應(yīng)用的新材質(zhì)，不 像鋁金屬有幾百年歷史，故過去一直以來業(yè)界因?qū)ζ鋵傩跃涣?解，不但制程上較困難，且加工過程又害怕可能產(chǎn)生燃燒或爆炸， 所以如果單純想要用己知工法來制成鎂復(fù)合式散熱構(gòu)件，幾乎為 不可能的事。因為鎂金屬是具高危險性的金屬易與氧反應(yīng)，在高 溫熔湯狀態(tài)下與氧接觸容易燃燒，同時遇水會產(chǎn)生氫氣，使燃燒 加劇甚至爆炸，故其復(fù)合制造更形困難。 實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不 足，本發(fā)明人經(jīng)不斷實驗后竟發(fā)現(xiàn)沖鍛過的鎂合金工件，當(dāng)其受 力內(nèi)部晶相組織經(jīng)改變后，退溫效果遠(yuǎn)比鋁合金工件還快，即其 材料經(jīng)由鍛造壓縮后，所得到均勻及緊密的晶相組織會提高傳熱 及散熱的效果。于是提供一種復(fù)合式散熱模塊結(jié)構(gòu)，其可藉由鍛 造鎂合金材料制成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的散熱模塊，且在內(nèi)部接觸面又相溶 緊接設(shè)一高導(dǎo)熱金屬，使可快速吸收發(fā)熱源傳至外部鎂合金殼體 以加快散熱，而且其制成品并因壓力使結(jié)構(gòu)分子內(nèi)聚更為緊密， 故讓表面可方便電鍍加工。為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采用的技術(shù)方案是 一種復(fù)合式散熱模塊結(jié)構(gòu)，其包括一殼體，其特點是還包括一 接觸面，所述殼體邊上圈設(shè)有側(cè)壁，而內(nèi)部具有一凹容間，該殼體由鎂合金材料沖鍛而成，該接觸面由高導(dǎo)熱金屬制成且相溶接 設(shè)于殼體內(nèi)部。本實用新型所采用的另一種技術(shù)方案是一種復(fù)合式散熱模 塊結(jié)構(gòu)，其包括一殼體，其特點是還包括一接觸面，所述殼體 邊上圈設(shè)有側(cè)壁，而內(nèi)部具有一凹容間，于殼體的側(cè)壁外部設(shè)有 數(shù)鰭片，而殼體下方設(shè)有肋骨，該接觸面由高導(dǎo)熱金屬沖鍛而相 溶接設(shè)于凹容間內(nèi)；該殼體的側(cè)壁、外部鰭片、凹容間、及肋骨 由錠狀的鎂合金材料沖鍛而成。藉此，以鍛造鎂合金材料能制成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的散熱模塊，其內(nèi) 部利用高導(dǎo)熱金屬所構(gòu)成的接觸面可快速吸收發(fā)熱源，傳至外部 鎂合金殼體以加快散熱，且其制成品因壓力使結(jié)構(gòu)分子內(nèi)聚更為 緊密，使表面可方便進(jìn)行電鍍加工。為使進(jìn)一步了解本實用新型的構(gòu)成內(nèi)容及其它特點，茲舉本 實用新型較具體的實施例，并配合附圖的實施例詳細(xì)說明如下所 述。說明


圖1為本實用新型復(fù)合式散熱模塊結(jié)構(gòu)的立體外觀圖圖2為
圖1的俯視圖。圖3為
圖1的仰視圖。圖4為
圖1的剖面圖。圖5為本實用新型另一實施例的剖面圖。圖6為圖5所示實施例的立體外觀圖。圖7為圖l所示實施例沖鍛的示意圖。圖8為本實用新型接合面的局部剖示圖。標(biāo)號說明1 殼體 11側(cè)壁12凹容間 13開口14底部 15鰭片16肋骨 17鎖孔18孔柱 2 接觸面21共晶組織 3 模具具體實施方式
如
圖1-圖4所示，本實用新型為一種復(fù)合式散熱模塊結(jié)構(gòu)，其主要包括一殼體l，其邊上圈設(shè)有側(cè)壁ll，而內(nèi)部具有一凹容間l 2， 該殼體1以加溫軟化固體的鎂合金材料工件經(jīng)沖鍛加工制成，以及；一接觸面2，為高導(dǎo)熱金屬所構(gòu)成，該高導(dǎo)熱金屬選自金、 鉑、銀、銅等其中一種合金，該接觸面2相溶緊接設(shè)于殼體1內(nèi) 部。實施時，如圖4所示，該接觸面2可為板狀的銅合金，埋設(shè) 于凹容間l 2的內(nèi)底部。或如圖5所示，該接觸面2亦可為環(huán)狀 的銅合金，圈設(shè)于凹容間l2的內(nèi)壁。如
圖1-圖4所示，該殼體l可設(shè)呈圓形的凹體，使其殼體l 一方設(shè)有開口l 3,而另方具有封實的底部l 4，于底部l 4圓 周上分布設(shè)有數(shù)個鎖孔1 7 。于其側(cè)壁1 1外部可設(shè)有數(shù)鰭片1 5，而殼體下方可設(shè)有肋骨l 6?；蛉鐖D5-圖6所示，也可將殼 體1設(shè)呈凸體，使其一方設(shè)有開口l 3，而底部l 4的中間并貫 穿設(shè)有一孔柱1 8 。或是，將殼體1制成橢圓形、三角形、矩形、 多邊形、流線形的凹體或凸體。制造前，可預(yù)先經(jīng)計算機(jī)仿真俗稱"模流分析"，系依產(chǎn)品 造型預(yù)先設(shè)計的模具圖，及預(yù)設(shè)的金屬胚料圖，放至計算機(jī)檔案， 并輸入金屬材料特性參數(shù)及其它經(jīng)驗值，由計算機(jī)軟件執(zhí)行程 序，分析金屬材料于模具3內(nèi)成型時的流動情形，再依模擬分析 結(jié)果，修改產(chǎn)品或模具3造型，經(jīng)此計算機(jī)仿真方式其準(zhǔn)確率可 達(dá)95%以上，可節(jié)省模具3開模失誤成本，及縮短產(chǎn)品交期。如圖7所示，依據(jù)計算機(jī)仿真分析結(jié)果，當(dāng)制造時即可取錠 狀的鎂合金材料及銅金屬經(jīng)加熱軟化，配合既定形狀的模具3 ，僅施以一道足夠的外力沖鍛加工即可同時成形，不但制造較為容 易，而且能有效使良品率大幅提升。如圖4及圖5所示，由于是以鍛造制成，故不但能制成結(jié)構(gòu) 復(fù)雜的散熱模塊， 一次形成該殼體1的側(cè)壁1 1外部鰭片1 5及 凹容間1 2及肋骨1 6及內(nèi)部接觸面2等部位，而且其制成品因 壓力使結(jié)構(gòu)分子內(nèi)聚更為緊密不怕碰水，故表面可方便電鍍加 工，用傳統(tǒng)的工藝手段即可在散熱面輕易增加一電鍍層(圖中未 示)以增進(jìn)產(chǎn)品的美觀。另外，本實用新型在生產(chǎn)制造時上還有一項重點，如眾所知 鎂金屬具有可燃性，其燃點大約在6 0 0多度左右，所以在制造 時，如果要使兩種金屬復(fù)合相溶緊接，其對鎂合金加熱溫度不能 過高否則會產(chǎn)生危險，最佳大約界在2 0 0 'C 3 5 0 'C之間， 而銅合金則令加溫超過鎂合金燃點溫度，最佳約2 0 0 'C 8 0 0"C待鎂合金及銅合金半成品軟化，置于模具3內(nèi)受壓結(jié)合成型 時，其溫度較高的銅合金在壓入溫度較低的鎂合金中后，銅合金 還會再對鎂金屬進(jìn)行熱交換間接加溫，促使鎂合金溫度更為提 升，令兩合金更為相溶使成形時的殼體1及接觸面2之間，會呈 一共晶組織2 1彼此緊接成一體如圖8所示，但值得注意的事， 此加溫結(jié)果也必需是事先透過有效計算機(jī)仿真所產(chǎn)生，如此在制 造時即可精準(zhǔn)控制，使其永遠(yuǎn)不致高過鎂的燃點，以確保制造生 產(chǎn)上的安全無所顧慮。藉此，使制成的鎂合金復(fù)合式散熱模塊，應(yīng)用時就可用銅作 的接觸面2以高導(dǎo)熱金屬來快速吸收發(fā)熱源，經(jīng)溶合的共晶組織 傳至鎂合金構(gòu)成的外部殼體1以加快散熱。其效果不但吸熱快散 熱也快，而且對電磁波屏蔽也比已知結(jié)構(gòu)良好，不但可作為LE D燈殼散熱使用，亦可廣泛應(yīng)用于需要散熱及電磁波屏蔽的各種 電子產(chǎn)品上使用。綜上所述，本實用新型制成的實品，其為鎂合金及高導(dǎo)熱金 屬冶金性質(zhì)與物理特性的最佳應(yīng)用，所鍛造的散熱模塊不但制造容易，能大幅提高良品率，且制品的表面質(zhì)量非常光滑，有利于 制程后續(xù)的表面處理，更可貴的是，在針對發(fā)光二極管散熱模塊 降低熱殘留要求上，所獲得的散熱效果確實遠(yuǎn)勝已知結(jié)構(gòu)，具進(jìn) 步性及產(chǎn)業(yè)利用價值，依法提出新型專利申請。
權(quán)利要求1、一種復(fù)合式散熱模塊結(jié)構(gòu)，其包括一殼體，其特征在于還包括一接觸面，所述殼體邊上圈設(shè)有側(cè)壁，而內(nèi)部具有一凹容間，該殼體由鎂合金材料沖鍛而成，該接觸面由高導(dǎo)熱金屬制成且相溶接設(shè)于殼體內(nèi)部。
2、 如權(quán)利要求1所述的復(fù)合式散熱模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于-所述殼體的側(cè)壁外部設(shè)有數(shù)鰭片，而殼體下方設(shè)有肋骨。
3、 如權(quán)利要求2所述的復(fù)合式散熱模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述殼體設(shè)呈圓形、橢圓形、三角形、矩形、多邊形、或流線形 的其中任一種的凹體，其一方設(shè)有開口，而另方具有封實的底部， 于底部圓周上分布設(shè)有數(shù)個鎖孔。
4、 如權(quán)利要求2所述的復(fù)合式散熱模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述殼體設(shè)呈圓形、橢圓形、三角形、矩形、多邊形、或流線形 的其中任一種的凸體，其一方設(shè)有開口，底部的中間并貫穿設(shè)有 一孔柱。
5、 如權(quán)利要求2所述的復(fù)合式散熱模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于 所述接觸面為板狀且由銅合金制成，埋設(shè)于凹容間的內(nèi)底部。
6 、如權(quán)利要求2所述的復(fù)合式散熱模塊結(jié)構(gòu)，其特征在于-所述接觸面為環(huán)狀且由銅合金制成，圈設(shè)于凹容間的內(nèi)壁。
7 、 一種復(fù)合式散熱模塊結(jié)構(gòu)，其包括一殼體，其特征在于 還包括一接觸面，所述殼體邊上圈設(shè)有側(cè)壁，而內(nèi)部具有一凹容 間，于殼體的側(cè)壁外部設(shè)有數(shù)鰭片，而殼體下方設(shè)有肋骨，該接 觸面由高導(dǎo)熱金屬沖鍛而相熔接設(shè)于凹容間內(nèi)；該殼體的側(cè)壁、 外部鰭片、凹容間、及肋骨由錠狀的鎂合金材料沖鍛而成。
專利摘要一種復(fù)合式散熱模塊結(jié)構(gòu)，其殼體邊上圈設(shè)有側(cè)壁，而內(nèi)部具有一凹容間，該殼體以加溫軟化固體的鎂合金材料工件經(jīng)沖鍛加工制成，以及；一接觸面，為高導(dǎo)熱金屬相熔緊接設(shè)于凹容間內(nèi)，藉此，以鍛造鎂合金材料能制成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的散熱模塊，其內(nèi)部利用高導(dǎo)熱金屬所構(gòu)成的接觸面可快速吸收發(fā)熱源，傳至外部鎂合金殼體以加快散熱，且其制成品因壓力使結(jié)構(gòu)分子內(nèi)聚更為緊密，使表面可方便進(jìn)行電鍍加工。
文檔編號F21V29/00GK201115251SQ20072017793
公開日2008年9月10日 申請日期2007年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月29日
發(fā)明者蕭錦雪, 高英宏 申請人:錦通科技金屬有限公司