石墨板與金屬的結合方法技術

本發明專利技術公開了一種石墨板與金屬的結合方法，其先準備一底部具有多孔洞的石墨板，再利用電鑄方式于石墨板表面鍍出一層親石墨金屬層，并使石墨板底部的孔洞因電鑄附著立體結構層的另一親石墨金屬層，接著，再于石墨板上施以熱擴散處理，使各親石墨金屬層、另一親石墨金屬層與石墨板具有更好的附著力，然后，以印刷錫膏作為鍍有親石墨金屬層的石墨板與金屬之間的黏合材料，使石墨板通過一高溫回焊爐后，多孔石墨板可以利用底部的孔洞、各親石墨金屬層、另一親石墨金屬層與印刷錫膏所產生的立體鑲嵌結構很快的固定結合在金屬上，不會脫落。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種，特別是指一種使石墨板可以很快地與 金屬結合在一起，不會脫落的方法。
技術介紹
由于石墨(C, Graphite)材質屬于非金屬中導熱特性最接近金屬，但是卻因為石墨的 共價鍵結構使其類似于陶瓷表面， 一般金屬材料均不容易與其附著，必須倚賴與碳元素 可形成反應的金屬在高溫范圍進行擴散處理方可結合，根據過去文獻記載以鐵(Fe, Iron)與鉻(Cr, Chromium)兩種工業泛用金屬，均可與碳(C， Carbon,為石墨材料的同素 異形態，石墨的表面會因為溫度升高產生游離的碳素產生碳化物。一般現有石墨散熱模塊，利用環氧樹脂作為石墨片與金屬材料的結合，主要原因在 于石墨表面特性使得金屬無法在低溫范圍(600C。以下)與的結合，該模塊其系設有一具有高導熱特性的導熱體(銅合金)，該散熱模塊并設有一石墨板，石墨板一端邊與導熱體緊 密結合在一起，另一端邊則可圍繞熱源上，且石墨板上開設有至少一個以上的散熱孔， 該散熱孔中容置或穿靠有不具特定方向的熱傳導介質；如此該石墨散熱模塊安置在熱源 上時，因石墨質料輕，且具有特定方向快速熱傳導特性，因此，當熱源的表面與石墨板 上散熱槽孔的熱傳導介質接觸時，由導熱介質將熱傳導至石墨板，再藉由石墨板傳導至 導熱體，而將熱迅速擴散至外界。但現有石墨散熱模塊雖可將熱迅速擴散至外界，但是其石墨板與導熱體(銅合金)的結 合，利用環氧樹脂作為結合的粘著劑，當熱源自石墨板傳導到導熱體時，環氧樹脂的熱阻絕 特性使得導熱路徑受阻，同時也受限于環氧樹脂的高溫熱循環后裂解的可能性，造成石墨板 與導熱體脫離，而失去功能；而且，耐高溫的環氧樹脂干固時間需要超過8個小時以上，對于 制程速度的影響相當大，沒有完全干固將導致隨后的組裝出現問題，石墨片可能脫落而無法 補救。
技術實現思路
本專利技術的目的，提供一種，以使石墨板可以很快地與金屬 結合在一起，不會脫落。本專利技術是采用以下技術手段實現的一種，先準備一底部具有多孔洞的石墨板，然后，利用 電鑄方式于石墨板表面鍍出一層親石墨金屬層，并使石墨板底部的孔洞因電鑄附著立 體結構層的另一親石墨金屬層，再于石墨板上施以熱擴散處理，使各親石墨金屬層、 另一親石墨金屬層與石墨板具有更好的附著力，最后，以印刷錫膏作為鍍有親石墨金 屬層的石墨板與金屬之間的黏合材料，使石墨板通過一高溫回焊爐后，多孔石墨板可 以利用底部的孔洞、各親石墨金屬層、另一親石墨金屬層與印刷錫膏所產生的立體鑲 嵌結構很快的固定結合在金屬上，不會脫落。前述的金屬可為作為散熱模塊的銅質基座。前述的多孔石墨板可由一石墨板利用機械加工方式于其底部鉆設多數孔洞構成。 前述的親石墨金屬層、另一親石墨金屬層可為鐵材質金屬層、鉻材質金屬層或鐵 鉻合金材質金屬層。前述的電鑄方式可以使用低溫真空鍍著方式加以取代。 本專利技術與現有技術相比，具有以下明顯的優勢和有益效果本專利技術一種，使石墨板通過一高溫回焊爐后，多孔石墨 板可以利用底部的孔洞、各親石墨金屬層、另一親石墨金屬層與印刷錫膏所產生的立 體鑲嵌結構很快的固定結合在金屬上，不會脫落。附圖說明圖l為本專利技術的制作流程圖2為本專利技術成品的立體外觀圖3為本專利技術成品的剖面圖4為常用的鐵碳平衡圖5為鐵鉻碳(Fe-Cr-C)三項平衡圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術的具體實施例加以說明本專利技術一種，由于石墨(C, Graphite)材質屬于非金屬 中導熱特性最接近金屬，但是卻因為石墨的共價鍵結構使其類似于陶瓷表面， 一般金 屬材料均不容易與其附著，必須倚賴與碳元素可形成反應的金屬在高溫范圍進行擴散 處理方可結合，根據過去文獻記載以鐵(Fe, Iron)與鉻(Cr， Chromium)兩種工業泛用 金屬，均可與碳(C， Carbon,為石墨材料的同素異形態，石墨的表面會因為溫度升高產生游離的碳素)產生碳化物。以下分別說明鐵與鉻形成碳化物的科學原理。鐵碳平衡圖為鋼鐵冶煉業界所熟知的材料相圖(Phase Diagram),利用碳化鐵(Fe3C)在230。C即能由固態擴散穩定成形，本專利技術利用的原理即是如此，由于石墨表面游離碳與鐵金屬固態擴散作用，在電鑄過程之后的熱擴散處理(600。C， 2小時)，使碳化鐵形成穩定的碳化物而相互緊密結合。 常用的鐵碳平衡圖，如圖4所示，至于鉻與碳形成碳化物(Cr23C6)為不銹鋼粒間腐蝕(Intergranular corrosion) 的重要主因，證明碳化鉻形成的溫度在800。附近，由于鐵元素的加入，可以更為降低 此碳化鉻形成的溫度。鐵鉻碳(Fe-Cr-C)三項平衡圖，如圖5所示，其中碳含量為O. 1%。本專利技術的構想則是利用石墨本體導電的特性，在一石墨板底部的鉆上一排孔，然 后進行電鑄處理，由于電鑄輔助液體會穿透石墨板底部的多數孔，因此在電鑄過程便 會使親石墨金屬形成立體結構的薄膜。請參閱圖l、圖2、圖3所示，該方法先準備一底部具有多孔洞12的石墨板11，然 后，利用電鑄方式在石墨板表面鍍出一層親石墨金屬層13(1)，并使石墨板ll底部的 孔洞12因電鑄附著立體結構層的另一親石墨金屬層14，接著，再于石墨板ll上施以熱 擴散處理，使各親石墨金屬層13、另一親石墨金屬層14與石墨板11具有更好的附著力 (2)，最后，以印刷錫膏16作為鍍有親石墨金屬層13、 14的石墨板11與金屬15 (例如:作為散熱模塊的銅質基座)之間的黏合材料，使石墨板ll通過一高溫回焊爐后，多 孔石墨板11可以利用底部的孔洞12、各親石墨金屬層13、另一親石墨金屬層14與印刷 錫膏16所產生的立體鑲嵌結構很快的固定結合在金屬15上(3)，不會脫落。復請參閱圖l、圖2、圖3所示，該多孔石墨板ll可由一石墨板利用機械加工方式 于其底部鉆設多數孔洞構成。復請參閱圖l、圖2、圖3所示，該親石墨金屬層13、另一親石墨金屬層14可為鐵 材質金屬層、鉻材質金屬層或鐵鉻合金材質金屬層等，同時，由于利用多孔石墨板ll 的貫穿孔造成的立體表面，即使使用導熱系數高的不親石墨金屬如銅、鋁以及銅鋁系 列合金，也可以達到相同的目的。復請參閱第l、 2、 3圖所示，該電鑄方式可以使用低溫真空鍍著方式加以取代， 而獲得更薄的膜層與無環境污染的制造程序。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本專利技術而并非限制本專利技術所描述的技術方 案；因此，盡管本說明書參照上述的各個實施例對本專利技術已進行了詳細的說明，但是， 本領域的普通技術人員應當理解，仍然可以對本專利技術進行修改或等同替換；而一切不脫 離專利技術的精神和范圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本專利技術的權利要求范圍當中。權利要求1、一種，其特征在于準備一底部具有多孔洞的石墨板，然后，利用電鑄方式在石墨板表面鍍出一層親石墨金屬層，使石墨板底部的孔洞因電鑄附著立體結構層的另一親石墨金屬層，再于石墨板上施以熱擴散處理，使各親石墨金屬層、另一親石墨金屬層與石墨板具有更好的附著力，最后，以印刷錫膏作為鍍有親石墨金屬層的石墨板與金屬之間的黏合材料，使石墨板通過一高溫回焊爐后，多孔石墨板可以利用底部的孔洞、各親石墨金屬層、另一親石墨金屬層與印刷錫膏所產生的立體鑲嵌結構很快的固定結合在金屬上，不會脫落。2、 根據權利要求l所述的，其特征在于所述金屬作為 散熱模塊的銅質基座。3、 根據權利要求l本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種石墨板與金屬的結合方法，其特征在于：準備一底部具有多孔洞的石墨板，然后，利用電鑄方式在石墨板表面鍍出一層親石墨金屬層，使石墨板底部的孔洞因電鑄附著立體結構層的另一親石墨金屬層，再于石墨板上施以熱擴散處理，使各親石墨金屬層、另一親石墨金屬層與石墨板具有更好的附著力，最后，以印刷錫膏作為鍍有親石墨金屬層的石墨板與金屬之間的黏合材料，使石墨板通過一高溫回焊爐后，多孔石墨板可以利用底部的孔洞、各親石墨金屬層、另一親石墨金屬層與印刷錫膏所產生的立體鑲嵌結構很快的固定結合在金屬上，不會脫落。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：邱耀弘，江仲培，林意倫，
申請(專利權)人：仕欽科技企業股份有限公司，
類型：發明
國別省市：71[中國|臺灣]