[发明专利]一种基于金属粉末纤维多孔烧结的热传导层制备工艺

说明书

本发明公开了一种基于金属粉末纤维多孔烧结的热传导层制备工艺，属于多孔热传导技术领域，通过利用金属材料与金属粉末混合液的配合嵌设填充烧结成型，既实现增强该热传导层的机械粘合强度，又获得表面积比大的多孔传导面，在一定程度上有效提高了该热传导层的传导散热效果，同时，该金属粉末混合液由金属粉末与碳纤维粉末、粘结剂配比而成，在烧结后形成多孔的复合层，孔隙比例大，传导效果好，且设置于金属铝板内部的多个弧形凸起鼓包，一方面有利于实现多孔金属骨架与填充腔内形成一个金属粉末混合液的烧结空间，另一方面有利于提高金属粉末混合液的烧结表面比，有效提高了该热传导层的整体使用效果。

技术领域

本发明涉及多孔热传导技术领域，更具体地说，涉及一种基于金属粉末纤维多孔烧结的热传导层制备工艺。

背景技术

电子元件在工作过程中会产生大量的热量，散热问题已成为科技发展上关键技术的瓶颈。早期电子元件的散热途径均采用内部封装的材质以将热传至表层，利用较大的散热片以热传导的方式将热传至发热源的外部，并加装鳍片或风扇来达到强制对流的效果。在这个散热路径上，相当多的介质会转换而形成热阻较大的介面，故必须使用适当的热传导性材料，用以降低介面热阻问题，并提高散热的效率。特别是在构装密度越来越高，发热功率越来越大的今天，如何让电子元件有效地散热更是相当重要的课题。

我们所熟知的热传导性材料是使用有机材料和具有导热性粉末混合而成。常见的有机材料为：环氧树脂、聚氨基甲酸酯树脂、压克力树脂和聚硅氧烷树脂等。而导热性粉末可分成金属粉末、陶瓷粉末与其他类型粉末等三大系统。

其中，金属多孔表面由于其独特的强化传热机理和高效的传热性能，已成为一种具有广泛应用前景的新型换热表面，为此，我们提出一种基于金属粉末纤维多孔烧结的热传导层制备工艺，利用金属材料与金属粉末配合进行烧结成型，来有效提高热传导效果。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于金属粉末纤维多孔烧结的热传导层制备工艺，通过利用金属材料与金属粉末混合液的配合嵌设填充烧结成型，既实现增强该热传导层的机械粘合强度，又获得表面积比大的多孔传导面，在一定程度上有效提高了该热传导层的传导散热效果，同时，该金属粉末混合液由金属粉末与碳纤维粉末、粘结剂配比而成，在烧结后形成多孔的复合层，孔隙比例大，传导效果好，且设置于金属铝板内部的多个弧形凸起鼓包，一方面有利于实现多孔金属骨架与填充腔内形成一个金属粉末混合液的烧结空间，另一方面有利于提高金属粉末混合液的烧结表面比，有效提高了该热传导层的整体使用效果。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种基于金属粉末纤维多孔烧结的热传导层制备工艺，具体操作步骤如下：

S1、选用清洁干燥的金属铝板、多孔金属骨架以及导热片备用，所选用的金属铝板内部开设有填充腔，且填充腔内底部设有多个弧形凸起鼓包；

S2、将质量分数比为1:0.5:0.1:3的金属粉末、碳纤维粉末、粘结剂、水混合配制得到金属粉末混合液；

S3、将S2所获得的金属粉末混合液导入填充腔内并淹没多个弧形凸起鼓包的顶端部，再将多孔金属骨架覆盖于填充腔内，多孔金属骨架的底端与多个弧形凸起鼓包的顶端相抵，根据金属粉末混合液的可实际填充量，可向多孔金属骨架上补充适量的金属粉末混合液，以保证多孔金属骨架的上端面也浸没有金属粉末混合液；

S4、在多孔金属骨架的上端面覆盖上导热片，即得到金属材料与金属粉末的配制体，并将该配制体预加热使得金属粉末混合液凝固成结，最后将该配制体置于烧结炉中进行烧结获得烧结体；

S5、将S4中所获得的多个烧结体，两两上下对称相贴合，即两个导热片通过粘结液进行固定连接，既得到基于金属粉末纤维多孔烧结的热传导层。