散熱技術進入奈米世代？Apple申請液態金屬散熱器專利

據 Patently Apple 報導，蘋果電腦日前在韓國申請一項新技術專利，是關於液態金屬（liquid metal）製成散熱器的專利技術。不同於鋁合金或是銅質金屬，液態合金的可塑性更高，且導熱能力更強，這新型散熱的技術，將進入奈米科技時代。

一般散熱器的原理是將熱能從固體物質導引到流體（空氣或是液體）媒介中，所以在散熱器的設計上，最重要的是如何增加其本體與流體接觸表面造型，以及選用材質本身導熱係數的高低，目前最常見的材質就是鋁和銅質金屬。

但蘋果認為現有散熱器的材質都不夠理想，鋁合金材質太軟，不適合做更精緻的加工，銅質金屬雖然可塑性較高，且導熱係數幾乎比鋁合金要高上兩倍，但重量也比鋁合金高上三倍，且加工的成本也高了快六倍之多。蘋果想要的散熱器材料是一種具有超可塑（superplastic）形成特性，例如能使用微米或奈米等級製程，來製作超高熱源轉換率的表面造型。

▲蘋果在韓國申請的液態金屬散熱器專利。（圖片來源：PATENTLY APPLE）

所以這次在蘋果申請的專利中，就涉及了一項具有微米或是奈米製程技術的散熱器，是將流體金屬以射出成形的方式，再壓模成為固體合金的產品。這種散熱器除了可以通過自然的空氣對流，或者主動的空氣對流來散熱外，也可以靠流體相位的變化或是液體冷卻來散熱。

▲在蘋果申請的專利書中，展示了用液態金屬製成的柱狀陣列型（pin）和平板型（straight）以及擴張型（flared） 的散熱鰭片。（圖片來源：PATENTLY APPLE）

其實在今年三月，蘋果早申請了一份液態金屬成形的專利，叫做「反重力中空成形鑄造（Counter-gravity casting of hollow shapes）」技術。以解決液態金屬在加工時，冷卻速率難以掌控與結晶化的問題。運用反重力的鑄造方式，可增加對溫度、裝料量、黏性、注入速率以及注入壓力的控制精準度，這次的液態金屬散熱片應就是利用這種技術製成。

▲蘋果的反重力中空成形鑄造專利設計圖。

不過蘋果在專利書上，並未透漏這些液態金屬製成的散熱器將使用在那些產品上。在蘋果液態金屬產品的專利申請中，只列出一組可能會使用到的產品清單。因此液態金屬的技術，可能會出現在智慧型手機或是其他通訊類產品，平板電腦或是桌上型電腦之類的產品上。