[发明专利]碳质散热器的制造方法及碳质散热器

说明书

技术领域

本发明是有关一种散热器的制造方法，特别是一种碳质散热器的制造方法。

背景技术

由于金属材质可快速将热扩散至环境中以达到散热的目的，因此现有的散热器大多由金属材质制成。此外，金属材质除了具备高机械强度外，也具有加工性，例如以电镀、挤压、切割等方式形成具有复杂形状的散热器。然而，金属材质的密度较高，若需制作成重量较轻的散热器，则需以复杂的工艺制作成多鳍片式设计。依此设计需先将金属材料冲压成薄片，再将各薄片组合成多鳍片式散热器，故加工成本较高。若直接以模制方式制作成散热器，虽然加工简易但难以轻量化，且制成的散热器因散热面积比上述的多鳍片式散热器相对较少故散热功能较差。但金属材质尤其是铝材，仍是目前业界制作散热器的最大宗选择。

除了金属材质外，碳质材料也是制作成散热器的另外一个选择。碳质材料为自然界中一种丰富含量的物质，且具有良好的导热性质、重量轻盈及价格低廉的优点，尤其是石墨材料在散热方面的应用，近年来在技术上已经有长足的进展。然而，直接将石墨块材机械加工成特定几何形状的散热器却存在一些加工上的问题，因石墨材料中的碳原子具层状结构，也即在各层平面方向的碳原子的结合力很强，但是在层与层之间的碳原子的结合力较小，因此加工过程中容易产生剥离或脆裂的问题，故碳质材料加工特性不佳，不易形成特定几何形状的外型且物理强度较差，导致碳质散热器的加工成本仍高。

碳质材料的加工除了上述的机械后加工方式外，近年来业界也发展出包含石墨粉的导热塑料，再利用热塑性的导热塑料以射出成型的方式制作成散热器。这种方式制作成的散热器，其加工简易而极具成本竞争力。然而，导热塑料因射出成型加工方式对材料流动性的需求，故碳质材料的添加比例偏低，导致导热塑料的导热性不足，热传导系数一般都在10W/m．k以下，以此种方式制作成的散热器其散热功能也因此较差，只能应用于低阶散热需求的市场。

综上所述，如何利用碳质材料的高导热性特点，以模制方式发展高功能且低加工成本的碳质散热器，便是目前值得努力的目标。

发明内容

本发明提供一种碳质散热器的制造方法，其是将重量百分比50%以上的石墨材料与结合剂混合，再以模制成型。如此，含有高比例石墨材料的散热器不仅可利用石墨材料的导热特性而具备适当的散热效果，且其制程较为简单且成本低廉。

本发明一实施例的碳质散热器的制造方法包含一混合步骤以及一模制成型步骤。混合步骤用以将一石墨材料与一热固性结合剂混合以获得一混合物，其中混合物包含重量百分比50%以上的石墨材料，且石墨材料包含天然石墨、人造石墨种的一种或两种的混合。模制成型步骤用以将混合物以一模具加压成型为一碳质散热器。

本发明另一实施例的碳质散热器的制造方法包含一混合步骤、一模制成型步骤以及一热处理步骤。混合步骤用以将一石墨材料与一结合剂混合以获得一混合物，其中混合物包含重量百分比50%以上的石墨材料。模制成型步骤用以将混合物以一模具加压成型。热处理步骤用以将成型的混合物加热至一设定温度并持续至设定时间后冷却，使混合物碳化为包含重量百分比80%以上的碳质材料，以形成一碳质散热器。

以下借由具体实施例配合所附的图式详加说明，当更容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1为一流程图，显示本发明一实施例的碳质散热器的制造方法。

图2为一示意图，显示利用本发明的碳质散热器的制造方法所制成应用于投射式发光二极管灯具的散热器。

图3为一示意图，显示利用本发明的碳质散热器的制造方法所制成应用于灯泡式发光二极管灯具的散热器。

附图标记说明

S11~S13    制造步骤

20、30     散热器

21、31     通孔

具体实施方式

请参照图1，本发明的一实施例的碳质散热器的制造方法包含一混合步骤S11以及一模制成型步骤S12。混合步骤S11是将一石墨材料以重量百分比50%以上的比例与流动状态的一结合剂混合以获得一团状或膏状的混合物。其中，该流动状态可为溶液型树酯或熔融的树酯。模制成型步骤S12则是将团状或膏状的混合物以一模具加压成型为一碳质散热器。