[发明专利]芯片散热用镓液态金属合金及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造领域，具体涉及液态金属合金。

背景技术

传统的导热片均以硅油为基础填充高热导率颗粒经固化而成，较高的热导率一般在5W/(m·k)。有机材料导热片在基材成分，高导热填料选取方向上不断改进以获得更全面的导热性能。

在近些年逐渐发展的液态金属导热片是一种高端热界面材料，由于材料本身具有的金属键特性，液态金属导热片的热导率远超传统热界面材料，传热效果显著。市面上现有的液态金属导热材料为铟铋锡共晶合金，因其熔点在60℃附近，塑性好可压延至数十微米，熔化后传热效率高，特别适合用作界面材料。但是，在手机等众多电子产品中，热源与散热器件的界面温度不能达到共晶合金熔点，液态金属导热片的性能无法有效发挥。

发明内容

本发明的目的在于，提供芯片散热用镓液态金属合金，以解决上面的问题。

本发明的目的在于，提供芯片散热用镓液态金属合金的制造方法，以解决上面的问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

芯片散热用镓液态金属合金，其特征在于，是采用下述工艺制成的金属合金，

步骤一，对原料进行配比称重，原料按以下质量比称重：镓25％～60％、铟10％～30％、铋10％～30％、硼15％～35％、铯5％～40％、钼5％～25％；

步骤二，合金熔炼：将锅炉升温至300°，在坩埚中依次放入铟、铋、硼和铯，将坩埚放入锅炉中加热，熔化后将表层氧化物除去并搅拌；

步骤三，将锅炉的温度调整为250°，然后在坩埚中加入钼，静置10min-30min，熔化后将表层氧化物除去并搅拌；

步骤四，将锅炉的温度调整为150°，然后在坩埚中加入镓，熔化后将表层氧化物除去并搅拌；

步骤五，取出坩埚，将坩埚内的物质浇铸到烘干过的模具内，自然冷却至室温，得到合金成品。

本发明优化了传统的配方能够降低熔点的同时提高散热效果。

作为一种方案，原料按以下质量比称重：镓35％、铟20％、铋20％、硼15％、铯5％、钼5％。本方案下合金熔点最低且成本较低。

所述镓、铟、铋的比值为45-50:26-27:26-27。

此比例下能够有效的减少成本。

作为一种优选方案，镓、铟、铋的比值为47:26.5:26.5。

所述芯片散热用镓液态金属合金的熔点不大于60°。

本发明通过低熔点能够适用于低结温场合满足热源与散热器件的界面温度，提高散热效果。

作为一种优选方案，所述芯片散热用镓液态金属合金的熔点在30°-50°。

优化了传统合金的熔点，更满足热源与散热器件的界面温度，提高散热效果。

芯片散热用镓液态金属合金的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，对原料进行配比称重；

步骤二，合金熔炼：将锅炉升温至300°，在坩埚中依次放入铟、铋、硼和铯，将坩埚放入锅炉中加热，熔化后将表层氧化物除去并搅拌；

步骤三，将锅炉的温度调整为250°，然后在坩埚中加入钼，静置10min-30min，熔化后将表层氧化物除去并搅拌；

步骤四，将锅炉的温度调整为150°，然后在坩埚中加入镓，熔化后将表层氧化物除去并搅拌；

步骤五，取出坩埚，将坩埚内的物质浇铸到烘干过的模具内，自然冷却至室温，得到合金成品。

本发明优化了传统合金的制备方法，工艺更加简单，能够在较低的制作成本下得到较为纯的合金，适合大范围推广使用。

所述步骤五中，模具的外壁固定有一超声波发生器，所述超声波发生器的声波发生方向朝向所述模具的内壁。

本发明通过超声波发生器能够在化合物冷却时产生振动，减少合金中的气泡，也能缩短冷却时间。

所述坩埚包括一容纳物料的加热部和一手持部，所述加热部与所述手持部焊接连接，所述加热部呈开口向上的圆筒状，所述手持部与所述加热部之间设有一挡板，所述挡板是由隔热材料制成的挡板。

本发明通过挡板能够防止拿取时被灼伤。

所述加热部的底部设有至少三个凸起，所述至少三个凸起呈三角形排布在所述加热部的底部。

使加热部的放置更加稳固，不容易倾倒。

所述模具的下端部设有用于对模具冷却的冷水腔，所述模具的外壁设有一进水口和一出水口，所述进水口、所述出水口与所述冷水腔导通。

本发明通过设有冷水腔能够提高模具的冷却效果。