復(fù)合板材及其制造方法
【專利摘要】一種復(fù)合板材及其制造方法，包含第一板體與第二板體。第一板體由第一材料制成具有第一熱傳導(dǎo)系數(shù)，第一板體設(shè)置有第一接合部；第二板體由第二材料制成具有第二熱傳導(dǎo)系數(shù)，第二板體設(shè)置有第二接合部；第一接合部與第二接合部對應(yīng)拼接，且第一接合部與第二接合部拼接處形成有焊道，第一熱傳導(dǎo)系數(shù)大于第二熱傳導(dǎo)系數(shù)。藉由本發(fā)明所提供的復(fù)合板材及其制造方法，是結(jié)合兩種不同材料制成的板體，可維持必要的熱傳導(dǎo)性能，且板體拼接的方式在接合處不會(huì)額外增加厚度，亦不會(huì)過度增加材料成本。
【專利說明】復(fù)合板材及其制造方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及異種材料的結(jié)合，特別是結(jié)合兩種板體的復(fù)合板材及其制造方法?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]電子裝置中通常會(huì)設(shè)置高發(fā)熱組件，例如高功率芯片或發(fā)光二極管模塊，前述高發(fā)熱組件需要有良好的散熱措施，才能維持高發(fā)熱組件的運(yùn)作。
[0003]以發(fā)光二極管模塊為例，發(fā)光二極管模塊通常被固定于一高導(dǎo)熱金屬板上，藉以透過金屬板傳導(dǎo)熱量而將發(fā)光二極管模塊產(chǎn)生的熱量對外逸散。
[0004]前述的金屬板通常也是電子裝置的重要結(jié)構(gòu)組件，例如LED背光模塊的背板。最常被應(yīng)用于導(dǎo)熱的金屬材料則為銅，若以銅(或其他高導(dǎo)熱金屬)制作整片大面積的背板，將會(huì)使得背板的材料成本過度提高。
[0005]為解決成本問題，前述背板會(huì)采用復(fù)合板材的方式制作。發(fā)光二極管模塊會(huì)設(shè)置在一片面積較小但是導(dǎo)熱系數(shù)高的金屬板，而高導(dǎo)熱金屬板在進(jìn)一步結(jié)合于另一片材料成本較低的金屬板，而結(jié)合形成一完整的背板。
[0006]前述兩個(gè)金屬板的結(jié)合，通常都是使得兩個(gè)金屬板局部疊合，再透過螺絲、鉚接、膠貼等方式，將重疊部分材料接合。
[0007]前述的接合方式，螺絲、鉚接有額外零組件成本問題，且組裝方式相對復(fù)雜；而采用膠貼貼合方式會(huì)造成導(dǎo)熱能力下降。
[0008]此外，兩個(gè)金屬板局部疊合會(huì)使得局部厚度增加，同時(shí)因?yàn)椴煌牧系臒崤蛎浵禂?shù)不同，疊合部分容易產(chǎn)生翹曲及局部性凹凸等問題，使材料產(chǎn)生不必要的變形并降低兩個(gè)金屬板之間的熱傳導(dǎo)效率。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種復(fù)合板材及其制造方法，是結(jié)合兩種不同材料制成的板體，且板體拼接的方式在接合處不會(huì)額外增加厚度。
[0010]本發(fā)明所提供的一種復(fù)合板材，包含第一板體與第二板體。第一板體由第一材料制成具有第一熱傳導(dǎo)系數(shù)，第一板體設(shè)置有第一接合部；第二板體由第二材料制成具有第二熱傳導(dǎo)系數(shù)，第二板體設(shè)置有第二接合部。
[0011]前述第一接合部與第二接合部對應(yīng)拼接，且第一接合部與第二接合部拼接處形成有焊道，且第一熱傳導(dǎo)系數(shù)大于第二熱傳導(dǎo)系數(shù)。
[0012]更進(jìn)一步的，本發(fā)明的至少一實(shí)施例中，第一接合部設(shè)置有至少一凸出部，第二接合部設(shè)置有至少一凹口部，凸出部與凹口部對應(yīng)拼接。
[0013]更進(jìn)一步的，本發(fā)明的至少一實(shí)施例中，第一接合部設(shè)置有至少一凹口部，第二接合部設(shè)置有至少一凸出部，凹口部與凸出部對應(yīng)拼接。
[0014]更進(jìn)一步的，本發(fā)明的至少一實(shí)施例中，第一接合部設(shè)置有多個(gè)凸出部及多個(gè)凹口部，第二接合部亦設(shè)置有多個(gè)凹口部及多個(gè)凸出部，第一接合部的多個(gè)凸出部對應(yīng)第二接合部的多個(gè)凹口部，第一接合部的多個(gè)凹口部對應(yīng)第二接合部的多個(gè)凸出部。
[0015]更進(jìn)一步的，本發(fā)明的至少一實(shí)施例中，凸出部及凹口部為楔形。
[0016]更進(jìn)一步的，本發(fā)明的至少一實(shí)施例中，第一接合部及第二接合部設(shè)置有沖壓部。
[0017]再者，本發(fā)明所提供的一種復(fù)合板材制造方法，其制造步驟為:
[0018]步驟1:提供第一板體，第一板體是由第一材料制成具有第一熱傳導(dǎo)系數(shù)，且第一板體設(shè)置有第一接合部。
[0019]步驟2:提供第二板體，第二板體是由第二材料制成具有第二熱傳導(dǎo)系數(shù)，且第二板體設(shè)置有第二接合部。
[0020]步驟3:將第一板體的第一接合部與第二板體的第二接合部進(jìn)行拼接；并在第一接合部與第二接合部拼接處以焊接的方式進(jìn)行接合，形成復(fù)合板材。
[0021]步驟4:對第一板體的沖壓部及/或第二板體的沖壓部進(jìn)行沖壓。
[0022]本發(fā)明所提出的復(fù)合板材及其制造方法，結(jié)合兩種不同材料制成的板體，可維持必要的熱傳導(dǎo)性能，而又不會(huì)過度增加材料成本。同時(shí)，本發(fā)明的第一板體與第二板體之間的結(jié)合結(jié)構(gòu)，是采用平面嵌接(in-plane)的形式，結(jié)合處不會(huì)因?yàn)榘弩w重疊而增加厚度，但仍可維持有效的結(jié)合力。同時(shí)，平面嵌接(in-plane)的結(jié)合形式，熱膨脹反而會(huì)使得凸出部及凹口部之間的緊配效果加強(qiáng)，并避免因熱膨脹系數(shù)差異造成非預(yù)期的變形。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0023]圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例的爆炸圖。
[0024]圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的立體圖。
[0025]圖3為本發(fā)明第二實(shí)施例的爆炸圖。
[0026]圖4為本發(fā)明第二實(shí)施例的立體圖。
[0027]圖5為本發(fā)明第三實(shí)施例的爆炸圖。
[0028]圖6為本發(fā)明第三實(shí)施例的立體圖。
[0029]圖7為本發(fā)明第一實(shí)施例的一變化例的立體圖。
[0030]圖8為本發(fā)明第二實(shí)施例中，第一板體與第二板體的一變化例的爆炸圖。
[0031]圖9為本發(fā)明復(fù)合板材制造方法的實(shí)施步驟流程圖。
[0032]【元件符號說明】
[0033]復(fù)合板材10
[0034]焊道1a
[0035]第一板體100
[0036]第一接合部110
[0037]第一凸出部112
[0038]第一凹口部114
[0039]吸熱部130
[0040]第一沖壓部 140
[0041]第二板體200
[0042]第二接合部210
[0043]第二凸出部212
[0044]第二凹口部214
[0045]第二沖壓部 240
[0046]熱源300
[0047]復(fù)合板材制造步驟SO1、S02、S03、S04
【【具體實(shí)施方式】】
[0048]本發(fā)明主要揭露一種復(fù)合板材及其制造方法，其中焊接的基本原理已為相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員所熟知，故以下文中的說明，不再對焊接過程作完整描述。同時(shí)，以下文中所對照的圖式，主要表達(dá)與本發(fā)明特征有關(guān)的結(jié)構(gòu)示意，并未亦不需要依據(jù)實(shí)際尺寸完整繪制，在先說明。
[0049]請參考圖1與圖2所示，為本發(fā)明第一實(shí)施例所揭露的一種復(fù)合板材10，包含第一板體100與第二板體200。第一板體100與第二板體200用以被拼接成面積相對較大的復(fù)合板材10。
[0050]更進(jìn)一步的，第一板體100由第一材料制成具有第一熱傳導(dǎo)系數(shù)，第一板體100設(shè)置有第一接合部110 ;第二板體200由第二材料制成具有第二熱傳導(dǎo)系數(shù)，第二板體200設(shè)置有第二接合部210。
[0051]請參考圖2所示，第一接合部110的第一凸出部112拼接于第二接合部210的第二凹口部214，使第一接合部110緊密接觸第二接合部210而形成焊道1a(如圖2中所示)，用以供焊接第一接合部110與第二接合部210。同理，也可以由第一接合部110設(shè)置第一凹口部(圖中未表式)拼接于第二接合部210的第二凸出部(圖中未表式)，使第一接合部110緊密接觸第二接合部210而形成焊道10a，用以供焊接第一接合部110與第二接合部210。
[0052]前述的焊接方式可以是有焊料的焊接或無焊料的焊接，第一板體100與第二板體200焊接方式最佳為激光焊接；此外，第一接合部110的第一凸出部112與第二接合部210的第二凹口部214的結(jié)合，可以延長焊道10a，并提供額外的緊配結(jié)合力，而加強(qiáng)第一板體100與第二板體200之間的結(jié)合。
[0053]更進(jìn)一步的，在一個(gè)具體實(shí)施例中，第一板體100由第一材料制成具有第一熱傳導(dǎo)系數(shù)與第二板體200由第二材料制成具有第二熱傳導(dǎo)系數(shù)不同，例如第一板體100為銅，而第二板體200為鋁，使得第一熱傳導(dǎo)系數(shù)大于第二熱傳導(dǎo)系數(shù)。如此一來，第一板體100相對于第二板體200具有相對較為優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性能，第一板體100不同于第一接合部110的一個(gè)邊上可以裝設(shè)熱源300 (例如高功率芯片、發(fā)光二極管模塊等)，并可透過第一板體100進(jìn)行快速導(dǎo)熱，避免第一板體100接觸熱源300處形成高溫的熱點(diǎn)區(qū)域。在圖1與圖2中，第一板體100還可以包含有一個(gè)吸熱部130，吸熱部130可由第一板體100裝設(shè)熱源300的一邊彎折形成，吸熱部130可將熱源300所產(chǎn)生的熱傳遞至第一板體100，再由第一板體100通過焊道1a擴(kuò)散至第二板體200以進(jìn)行散熱。
[0054]在實(shí)際操作過程中，第二板體200可以使用成本相對較低的材料制作，從而降低復(fù)合板材10的制作成本，使得復(fù)合板材10的制作成本可以低于完全使用第一板體100制作的板材。
[0055]請參考圖3與圖4所示，為本發(fā)明第二實(shí)施例所揭露的一種復(fù)合板材10，包含第一板體100與第二板體200。
[0056]在第二實(shí)施例中，第一接合部110設(shè)置有多個(gè)第一凸出部112，第二接合部210設(shè)置有多個(gè)第二凹口部214，第一凸出部112與第二凹口部214設(shè)置的位置形成對應(yīng)；自然地，當(dāng)?shù)谝唤雍喜?10設(shè)置有多個(gè)第一凸出部112時(shí)，第一凸出部112之間會(huì)形成有第一凹口部114，同理，第二接合部210設(shè)置多個(gè)第二凹口部214時(shí)，第二凹口部214之間會(huì)形成多個(gè)第二凸出部212，且第一凹口部114與第二凸出部214的位置形成對應(yīng)；藉此，第一接合部110與第二接合部210可以相互對應(yīng)進(jìn)行拼接，使得第一接合部110緊密接觸第二接合部210而形成焊道10a。通過多個(gè)第一凸出部112、多個(gè)第一凹口部114、多個(gè)第二凸出部212、多個(gè)第二凹口部214的組合，可有效地延伸焊道1a的長度，并且降低第一板體100與第二板體200之間的接觸熱阻。特別是第一凸出部112朝向至第二板體200的中間部分延伸，且第二凸出部212朝向第一板體100的中間部分延伸，可以加強(qiáng)第一板體100與第二板體120之間的熱交換，使得熱源的熱量可以快速地由第一板體100傳遞至第二板體200，避免熱量持續(xù)集中于第一板體100。
[0057]請參考圖5與圖6所示，為本發(fā)明第三實(shí)施例所揭露的一種復(fù)合板材10，包含第一板體100與第二板體200。
[0058]在第三實(shí)施例中，第一接合部110設(shè)置多個(gè)第一凸出部112及多個(gè)第一凹口部114，第二接合部210對應(yīng)第一凸出部112及第一凹口部114的位置設(shè)置多個(gè)第二凹口部214及多個(gè)第二凸出部212，第一凸出部112與第二凹口部214及第一凹口部114及第二凸出部212可對應(yīng)拼接。在本實(shí)施例中，各第一凸出部112的寬度隨向外延伸的長度而漸增，且第二凸出部212的寬度隨向外延伸的長度而漸增；各第一凹口部114的寬度隨內(nèi)凹的長度而漸增，且第二凹口部214的寬度隨內(nèi)凹的長度而漸增；具體來說，各第一凸出部112、各第一凹口部114、各第二凸出部212及各第二凹口部214形成楔形的形狀，可進(jìn)一步延長焊道1a的長度，并加強(qiáng)緊配結(jié)合力。焊道1a長度的延長，同時(shí)也增加了第一板體100與第二板體200之間的接觸面積，從而更進(jìn)一步降低第一板體100與第二板體200之間的接觸熱阻。同理，第一接合部110及第二接合部210所形成的多個(gè)凸出部或多個(gè)凹口部不僅限于楔形，可以為方形或梯形，甚至可為鋸齒狀結(jié)構(gòu)，主要目的在于增加拼接后焊道1a的長度，強(qiáng)化第一板體100及第二板體200之間的接合力及導(dǎo)熱效果。
[0059]請參考圖7與圖8所示，在另外一種實(shí)施狀態(tài)下，第一板體100的第一接合部110可進(jìn)一步設(shè)置第一沖壓部140，更具體的說，第一沖壓部140設(shè)于第一凸出部112上，用以被沖壓；同理，第二板體200的第二接合部210也可設(shè)置有第二沖壓部240，第二沖壓部240設(shè)于第二凸出部212上，同樣可用以被沖壓。在具體操作過程中，可以僅設(shè)置第一沖壓部140或僅設(shè)置第二沖壓部240，也可以同時(shí)設(shè)置第一沖壓部140及第二沖壓部240。當(dāng)?shù)谝煌钩霾?12拼接于第二凹口部214，且第一沖壓部140被沖壓變形時(shí)，第一凸出部112的邊緣可向外擴(kuò)張，使得第一凸出部112的邊緣更緊密地接觸第二凹口部214的邊緣；同理，當(dāng)?shù)诙钩霾?12拼接于第一凹口部114，且第二沖壓部240被沖壓變形時(shí)，第二凸出部212的邊緣可向外擴(kuò)張，使得第二凸出部212的邊緣更緊密地接觸第一凹口部114的邊緣，藉此，力口強(qiáng)緊配結(jié)合力，并降低接觸熱阻。
[0060]請參考圖9所示，本發(fā)明所提供的一種復(fù)合板材制造方法，其步驟為:
[0061]步驟ISOl:提供第一板體，第一板體是由第一材料制成具有第一熱傳導(dǎo)系數(shù)，且第一板體設(shè)置有第一接合部。
[0062]步驟2S02:提供第二板體，第二板體是由第二材料制成具有第二熱傳導(dǎo)系數(shù)，且第二板體設(shè)置有第二接合部。
[0063]其中第一板體由第一材料制成具有第一熱傳導(dǎo)系數(shù)與第二板體由第二材料制成具有第二熱傳導(dǎo)系數(shù)不同，例如第一板體為銅，而第二板體為鋁，使得第一熱傳導(dǎo)系數(shù)大于第二熱傳導(dǎo)系數(shù)。如此一來，第一板體相對于第二板體具有相對較為優(yōu)異的熱傳導(dǎo)性能，第一板體不同于第一接合部的一個(gè)邊上可以裝設(shè)熱源(例如高功率芯片、發(fā)光二極管模塊等)，并可快速導(dǎo)熱，避免第一板體接觸熱源處形成高溫的熱點(diǎn)區(qū)域。
[0064]步驟3S03:將第一板體的第一接合部與第二板體的第二接合部進(jìn)行拼接；并在第一接合部與第二接合部拼接處以焊接的方式進(jìn)行接合，形成復(fù)合板材。
[0065]更進(jìn)一步的，第一接合部可以設(shè)置一個(gè)或多個(gè)第一凸出部及第一凹口部，第二接合部也可對應(yīng)設(shè)置有一個(gè)或多個(gè)第二凸出部及第二凹口部，各第一凸出部、各第一凹口部、各第二凸出部及各第二凹口部可以為楔形、方形或梯形等形狀。
[0066]步驟4S04:對第一板體的沖壓部及/或第二板體的沖壓部進(jìn)行沖壓；第一板體進(jìn)一步可設(shè)置有第一沖壓部，第一沖壓部設(shè)于第一凸出部上，用以被沖壓，第二板體也可設(shè)置有第二沖壓部，第二沖壓部設(shè)于第二凸出部上，同樣用以被沖壓。
[0067]當(dāng)?shù)谝煌钩霾科唇佑诘诙伎诓亢?，對第一沖壓部進(jìn)行沖壓使其變形時(shí)，第一凸出部的邊緣可向外擴(kuò)張，使得第一凸出部的邊緣更緊密地接觸第二凹口部的邊緣；同理，當(dāng)?shù)诙钩霾科唇佑诘谝话伎诓?，對第二沖壓部進(jìn)行沖壓使其變形時(shí)，第二凸出部的邊緣可向外擴(kuò)張，使得第二凸出部的邊緣更緊密地接觸第一凹口部的邊緣，藉此，加強(qiáng)緊配結(jié)合力，并降低接觸熱阻。
[0068]藉由本發(fā)明所提供的復(fù)合板材及其制造方法，是結(jié)合兩種不同材料制成的板體，可維持必要的熱傳導(dǎo)性能，而又不會(huì)過度增加材料成本。同時(shí)，本發(fā)明的第一板體與第二板體之間的結(jié)合結(jié)構(gòu)，是采用平面嵌接(in-plane)的形式，結(jié)合處不會(huì)因?yàn)榘弩w重疊而增加厚度，但仍可維持有效的結(jié)合力。
[0069]以上所述僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明的權(quán)利范圍；同時(shí)以上的描述，對于相關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】專門人士應(yīng)可明了及實(shí)施，因此其他未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在權(quán)利要求中。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合板材，包含第一板體及第二板體，其特征在于: 所述第一板體由第一材料制成具有第一熱傳導(dǎo)系數(shù)，所述第一板體設(shè)置有第一接合部; 所述第二板體由第二材料制成具有第二熱傳導(dǎo)系數(shù)，所述第二板體設(shè)置有第二接合部; 所述第一接合部與所述第二接合部對應(yīng)拼接，且所述第一接合部與所述第二接合部拼接處形成有焊道，所述第一熱傳導(dǎo)系數(shù)大于所述第二熱傳導(dǎo)系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合板材，其特征在于:所述第一接合部設(shè)置有至少一凸出部，所述第二接合部設(shè)置有至少一凹口部，所述凸出部與所述凹口部對應(yīng)拼接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合板材，其特征在于:所述第一接合部設(shè)置有至少一凹口部，所述第二接合部設(shè)置有至少一凸出部，所述凹口部與所述凸出部對應(yīng)拼接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合板材，其特征在于:所述第一接合部設(shè)置有多個(gè)凸出部及多個(gè)凹口部，所述第二接合部亦設(shè)置有多個(gè)凹口部及多個(gè)凸出部，所述第一接合部的所述多個(gè)凸出部對應(yīng)所述第二接合部的所述多個(gè)凹口部，所述第一接合部的多個(gè)凹口部對應(yīng)所述第二接合部的多個(gè)凸出部。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4任一項(xiàng)所述的復(fù)合板材，其特征在于:所述凸出部及所述凹口部為楔形。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4任一項(xiàng)所述的復(fù)合板材，其特征在于:所述第一接合部及所述第二接合部設(shè)置有沖壓部。
7.一種復(fù)合板材制造方法，其特征在于包含下列步驟: 步驟1:提供第一板體，所述第一板體由第一材料制成具有第一熱傳導(dǎo)系數(shù)，所述第一板體具有第一接合部； 步驟2:提供第二板體，所述第二板體由第二材料制成具有第二熱傳導(dǎo)系數(shù)，所述第二板體具有第二接合部；所述第一熱傳導(dǎo)系數(shù)大于所述第二熱傳導(dǎo)系數(shù)； 步驟3:將所述第一接合部與所述第二接合部進(jìn)行拼接，并在所述第一接合部與所述第二接合部拼接處以焊接的方式進(jìn)行接合形成所述復(fù)合板材。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合板材制造方法，其特征在于:所述第一接合部及所述第二接合部各自分別具有凸出部及凹口部，所述第一接合部的所述凸出部及所述凹口部與所述第二接合部的所述凸出部與所述凹口部對應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合板材制造方法，其特征在于:所述第一接合部及所述第二接合部進(jìn)一步設(shè)置有沖壓部。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的復(fù)合板材制造方法，其特征在于:進(jìn)一步包含有步驟4，所述步驟4為對所述沖壓部進(jìn)行沖壓。
【文檔編號】F16B5/08GK104344200SQ201410524449
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】黃子健, 李欣翰, 吳侑倫 申請人:州巧科技股份有限公司