芯片散熱用鎵液態金屬合金及其制造方法技術

本發明專利技術涉及液態金屬合金。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；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；步驟五，自然冷卻至室溫，得到合金成品。本發明專利技術優化了傳統的配方能夠降低熔點的同時提高散熱效果。

Gallium liquid metal alloy for chip cooling and manufacturing method thereof

The invention relates to a liquid metal alloy. Chip cooling with gallium liquid metal alloy, metal alloy, made the following process steps, the raw material for proportioning weighing, raw materials according to the following: the mass ratio of 25% to 60%, weighing gallium indium 10% ~ 30%, 10% ~ 30%, bismuth boron 15% ~ 35%, 5% ~ 40%, cesium molybdenum 5% ~ 25% steps; two, alloy smelting: boiler heating up to 300 DEG in the crucible, turn into indium, bismuth, boron and cesium, the crucible into a boiler heating; step three, will adjust the temperature of the boiler is 250 degrees, and then adding molybdenum in the crucible, the static 10min 30min, melting the surface oxide removal and stirring; step four, will adjust the temperature of the boiler is 150 degrees, and then adding gallium in the crucible; step five, natural cooling to room temperature, get finished alloy. The invention optimizes the traditional formula to reduce the melting point and improve the heat dissipation effect.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種制造領域，具體涉及液態金屬合金。
技術介紹
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。
技術實現思路
本專利技術的目的在于，提供芯片散熱用鎵液態金屬合金，以解決上面的問題。本專利技術的目的在于，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。本專利技術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。本專利技術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°。本專利技術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。本專利技術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。本專利技術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。本專利技術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。本專利技術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。本專利技術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。本專利技術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。本專利技術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。本專利技術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。本專利技術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為本專利技術制造方法的流程框圖。具體實施方式為了使本專利技術實現的技術手段、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專利技術。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。本專利技術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°。本專利技術通過低熔點能夠適用于低結溫場合滿足熱源與散熱本文檔來自技高網...

【技術保護點】
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。

【技術特征摘要】
1.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。2.根據權利要求1所述的芯片散熱用鎵液態金屬合金，其特征在于：原料按以下質量比稱重：鎵35％、銦20％、鉍20％、硼15％、銫5％、鉬5％。3.根據權利要求1所述的芯片散熱用鎵液態金屬合金，其特征在于：所述鎵、銦、鉍的比值為45-50:26-27:26-27。4.根據權利要求1所述的芯片散熱用鎵液態金屬合金，其特征在于：所述芯片散熱用鎵液態金屬合金的熔點在30°-50°。5.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，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李延民，程亞東，
申請(專利權)人：上海阿萊德實業股份有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31