[发明专利]用于形成复合材料的方法和散热器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于形成碳-金属复合材料的方法，所述碳-金属复合材料用于散热器，以及一种散热器，所述散热器具有至少一个成形体。

背景技术

在WO2010/057236中描述了一种散热器以及一种用于所述散热器的制造方法。所述散热器具有带一插入体的基体，所述插入体由碳-金属复合材料构成并且其与用于定位待冷却的构件，例如激光二极管的位置面间隔开。作为碳-金属复合材料尤其给出了银-金刚石、铜-金刚石和铝-金刚石。

所述插入体的制造可以通过以碳相和金属性相填充一接收部来进行，其中，所述金属性相在（熔融）液态状态中进入到所述接收部中，以便碳相渗入。为了所述渗入可以应用无压的过程和具有压力支持的过程，例如GPI过程（Gas Pressure Infiltration Process，即气压浸渗过程）。与此无关地，替换地描述了所述插入体的热压作为其它的制造方法。

基于以上面所描述的方式所制造的插入体的低的表面品质和如下的事实，即，所述插入体的例如通过磨光的后加工仅以提高的耗费是可行的，提出如下：所述插入体在其接收到所述基体中之后与用于安置所述构件的位置面间隔开地布置并且例如以一钎焊层来覆盖。

由US5,273,790公知了一种用于压缩人工金刚石或金刚石复合材料的方法，所述人工金刚石或金刚石复合材料尤其能够用于冷却电子部件。为此，由金刚石或另外的材料构成的颗粒通过利用具有高的导热能力的金刚石材料的CVD方法来渗入。构建由所述压缩的金刚石材料或金刚石复合材料构造的体积可以分层地进行，其方式是，由金刚石或另外的材料构成的对应的层或预制件以利用金刚石材料的CVD方法来渗入。

在US2007/0071907中描述了一物品或本体，其具有含铁的基底以及抗磨损的由一复合材料构成的层。所述复合材料具有在一金属基质中的金刚石颗粒。为了形成所述复合材料而将由金刚石颗粒和金属颗粒构造的颗粒混合物施加到所述含铁的基底上并且所述混合物在一非反应性的气氛中以一激光束来加热，以便熔融所述金属颗粒，从而使得所述金属颗粒与所述基底和与所述金刚石颗粒连接成所述抗磨损的层。为了避免所述金刚石颗粒由于激光射束的损坏，推荐具有从400℃至900℃范围内的熔点的材料，尤其银或铜作为金属性基质材料。

发明内容

本发明的任务在于提供一种用于形成碳-金属复合材料的方法，所述碳-金属复合材料用于散热器，以及一种散热器，其中能够产生具有改善的特性的复合材料或能够减少在形成所述复合材料时的耗费。

该任务根据本发明通过一种用于形成碳-金属复合材料的方法来解决，所述碳-金属复合材料用于散热器，其中彼此叠置地施加至少一个具有碳颗粒的层和至少一个具有金属颗粒的层，其中，所述这些层为了构造所述碳-金属复合材料（的层）而通过以激光射束的照射来彼此融合。金属颗粒和碳颗粒在此情况下典型地以粉末形式来施加。

通过所述激光射束来形成一熔融区，在该熔融区中熔化具有所述金属颗粒的一个（多个）层，从而使得所述金属颗粒能够以熔液态形式进入由碳颗粒构成的所述一个（多个）层中或渗入所述一个（多个）层中并且所述碳颗粒在一金属性基质中被围住。所述层的融合典型地在一非反应性的环境中进行，例如在一惰性气体环境中或在真空下。

在一变型方案中，为了由所述碳-金属复合材料形成一成形体而多次地重复层的所述施加和所述融合。通过根据本发明的方法可以分层地构建一成形体，其中，由碳-金属复合材料构成的这些层的几何形状、尤其长度和宽度能够改变，以便给所述成形体一预期的几何形状或使所述成形体的几何形状适配所述预期的最终轮廓。以该方式形成的、由所述复合材料构成的成形体具有一层结构，其中，通过多个层彼此叠置的施加能够在一对应的层中灵活地调整所述复合材料的特性，例如碳与金属的比例。

在另一变型方案中，后加工所述成形体的一结束层。所述结束层，也就是所述分层地构建的成形体的最后的层可以用于安置一构件、例如一激光二极管、一激光盘或类似物。为了能够将该构件以预期的准确性定位以及保证高的导热，有利的是：在所述结束层的表面上进行以高精确性的后加工或最终加工，以便实现低的表面粗糙度。