散热用的铜碳箔结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型是有关于一种散热用的铜碳箔结构，尤指一种具有良好导热性能及便利加工特性的铜碳箔成品为其首先应用创作。
【背景技术】
[0002]随着电子产业的高速发展，现代社会电子装置越来越普及，如个人电脑、手机、事务机、GPS导航装置等电子装置，且现今电子元件和电子设备的体积也日渐驱向薄、轻、小方向发展，除了薄、轻、小之外，功能也越来越多及强大。
[0003]随着电子产品的集成度越来越高，单位面积内的电子元件的数量呈几何级数量增长，散热成为一个很重要的课题，如果热量来不及散除将导致元件工作温度升高，严重时还会使电子元件失效，直接影响到使用它们的各种高精密度设备的寿命和可靠性。因此，热量的如何散发问题已经成为电子产品小型化、集成化的瓶颈。
[0004]而一般传统用来散热的技术为采用导热硅胶，该导热硅胶好处在于可压缩，但导热硅胶相比铜等金属来说，热传导太慢，并且通常要搭配风扇，在要求快速降低温度时及空间有限时就显得无能为力。于是，本领域人员于铜底部结合碳层，由此，以达到散热特性，请参阅中国专利CN103476227 A公开的“铜碳复合散热片及其制备方法”，该铜碳复合散热片由铜箔两面涂布碳导热层构成；其特征在于:所述铜箔的厚度为0.02-0.25mm ;所述碳导热层的厚度为0.015-0.03mm ;所述铜碳复合散热片的厚度为0.08-0.3mm ;所述碳导热层由如下组分按质量份计组成:石墨烯或者单壁碳纳米管100份粘接剂1-50份所述石墨稀的比表面积为500-1000m2/g ;所述单壁碳纳米管的粒径为5nm ;所述粘接剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚乙烯醇中的一种或其一种以上组合物。一种制备，其特征在于，包括如下步骤:(1)将粘结剂溶于有机溶剂，得到粘结剂的有机溶液；(2)将石墨烯或碳纳米管与粘接剂的有机溶液混合，得到混合物；(3)将混合物超声分散0.5-1小时，在1500-3000rpm的转速下搅拌分散1_5小时，得到混合均匀的混合物；(4)将混合均匀的混合物双面涂布在铜箔上，在惰性气体保护下固化得到所述铜碳复合铜箔散热片，其中固化温度为50-200 °C，固化时间为10-100min。
[0005]上述中国专利CN103476227A公开的“铜碳复合散热片及其制备方法”虽可达到将含碳物质附着于铜箔底面的效果，但其附着的方式是将含碳物质利用粘结剂、溶剂制成有机溶液后，再涂布及于惰性气体保护下固化，以形成铜碳复合铜箔散热片，故仅以粘着剂或溶剂粘结的方式，不仅使构成碳层的含碳物质本身容易脱落，在与异质铜箔的结合间更不稳固，极容易发生碳层由铜箔表面剥落下来的情形，并且含碳物质间是由粘结剂或溶剂粘结，此方式更会降低含碳物质间的传导性，大幅减低热传导效果。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型有鉴于现有上述铜箔上结合碳层的构造及成型方式仍有碳层与铝材结合性不佳，以致降低热传导效果和成本过高不符合经济效益等诸多缺失，乃通过其多年于相关领域的制造及设计经验和知识的辅佐，并经多方巧思，针对现有铜碳箔的结构做更新的研发改良，而研发出本实用新型。
[0007]本实用新型是有关一种散热用的铜碳箔结构，其主要目的是为了提供一种具有良好导热性能的铜碳箔成品。
[0008]本实用新型散热用的铜碳箔结构的目的与功效是由以下的技术所实现:
[0009]—种散热用的铜碳箔结构，该散热用的铜碳箔结构设有一铜箔，该铜箔表面形成第一凹凸粗糙面，再于铜箔第一凹凸粗糙面附着一金属介质层，该金属介质层表面随第一凹凸粗糙面而形成第二凹凸粗糙面，于金属介质层的第二凹凸粗糙面嵌入结合一碳膜，该碳膜为以碳原子连续堆积键结形成的碳膜。
[0010]上述散热用的铜碳箔结构中，所述金属介质层为镍、铬或钛制成的层。
[0011 ] 上述散热用的铜碳箔结构中，所述铜箔的第一凹凸粗糙面为以等离子体冲击形成的面。
[0012]上述散热用的铜碳箔结构中，所述碳膜是形成为二维层状的碳团簇结构。
[0013]上述散热用的铜碳箔结构中，所述碳膜是形成为三维立体状的碳团簇结构。
[0014]上述技术方案具体采用如下操作方法:于铜箔表面以等离子体冲击形成凹凸粗糙面，再于铜箔表面设有金属介质层，且使碳原子嵌入金属介质层，并使碳原子于铜箔表面堆积形成碳膜，由此，利用铜箔的凹凸表面结构及金属介质层，即可使碳原子牢固地结合于铜箔上，且由碳原子键结形成的碳膜，更具有极佳的密合度及良好热传导特性，故使用实施上是能达到大幅提高电子产品的散热效果，也能延长使用的寿命。
[0015]如上所述的散热用的铜碳箔结构，其中进一步于铜箔二侧面同步形成粗糙面，且二侧面均附着金属介质层，所述金属介质层供碳原子沉积结合，以使铜碳箔于使用效率上更加倍提高，达到具体提升铜碳箔的产业竞争力的效果。
[0016]如上所述的散热用的铜碳箔结构，其中所述金属介质层为采用镍、铬或钛金属。
[0017]如上所述的散热用的铜碳箔结构，其中所述碳膜是形成为二维层状或三维立体状的碳团簇结构。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型的剖视示意图；
[0019]图2为本实用新型的另一实施例剖视示意图。
[0020]主要附图符号说明:
[0021]1铜箔11第一凹凸粗糙面2金属介质层21第二凹凸粗糙面
[0022]3碳膜A铜碳箔
【具体实施方式】
[0023]为令本实用新型所运用的技术内容、创作目的及其达成的功效有更完整且清楚的揭露，兹于下详细的说明，并请一并参阅所公开的附图及图号:
[0024]首先，请参阅图1、图2所示，为本实用新型的散热用的铜碳箔结构的剖视示意图，其包含有:
[0025]—铜箔1，于至少一表面以等离子体冲击形成第一凹凸粗糙面11 ;
[0026]至少一金属介质层2，是对应附着在铜箔1表面，且随铜箔第一凹凸粗糙面11而形成第二凹凸粗糙面21 ;
[0027]至少一碳膜3，为对应嵌入附着于金属介质层2的第二凹凸粗糙面21，且该碳膜3为以碳原子堆积键结而成。
[0028]当于实际实施制作铜碳箔A时，举例一可实施的方式作为说明，其制作方式如下:
[0029]a.备置铜箔:将铜箔1置入真空腔室；
[0030]b.铜箔粗糙化:继而，于真空腔室内通入气体，并启动电场，以使真空腔室内气体电浆化，而电浆中带正电的等离子体在磁场束的导引下，高速冲向设为阴极的铜箔1，以使铜箔1朝一侧表面在等离子体的轰击下，形成第一凹凸粗糙面11;
[0031]c.附着介质层:之后，于真空腔室内通入有镍、铬或钛的金属气体，再启动电场，以使金属气体中的镍、铬或钛带正电，并在磁场束的导引下，使带正电的镍、铬或钛高速冲向设为阴极的铜箔1，以使镍、铬或钛金属附着于铜箔1的第一凹凸粗糙面11，形成一金属介质层2，且所述金属介质层2随第一凹凸粗糙面11形成第二凹凸粗糙面21 ;
[0032]d.碳原子沉积:随后，于真空腔室内通入混有碳原子2的混合气体，再启动电场，以使混合气体中的碳原子2带正电，并在磁场束的导引下，使带正电的碳原子2高速冲向设为阴极的铜箔1，以使碳原子2大力的嵌入金属介质层2的第二凹凸粗糙面21内，形成稳固的附着，且利用磁场束的引导，使碳原子2可均匀附着于金属介质层2—侧的第二凹凸粗糙面21，并连续堆积以于金属介质层2上键结形成二维层状结构乃至三维立体状结构的碳团簇薄膜；
[0033]e.翻面成型:继而，将铜箔1未施工的另侧表面11朝上，再重覆上述B、C、D的施工步骤，以使铜箔1另侧表面11形成粗糙面，随之附着金属介质层2，使碳原子2均匀的附着于金属介质层2表面，并连续堆积以形成碳团簇薄膜，依此，以成型一表面具有高纯碳且具低电阻性的铜碳箔A。
[0034]据此铜碳箔A的成型方式，是可以使碳膜3与铜箔1间的牢固的结合，且由于碳膜3是由碳原子2键结而成，故碳膜本身是具有极佳的密合性不易相互脱落，且纯由碳原子构成的碳膜3更具有良好的传导率与导电性，故本实用新型的铜碳箔A不仅可大幅提高铜箔1的机械强度，于实施上其良好的高热传导率特性，更有助于所组装的电器产品、电子元件的散热效果，进而增加使用寿命等的提升。
[0035]由上述结构及实施方式可知，本实用新型是具有如下优点:
[0036]1、本实用新型的铜碳箔结构是使铜箔表面成型凹凸粗糙面，以使碳原子通过金属介质层而与铜箔表面结合时，碳原子可以嵌入铜箔与金属介质层的表面内，而与铜箔间形成牢固的结合，据此，即不易发生碳由铜箔表面剥落的情形，而能确保铜箔机械强度的提升。
[0037]2、本实用新型的铜碳箔结构是使碳原子于铜箔表面连续堆积形成碳膜，通过碳原子间的键结构造可使碳膜具有极佳的密合度，且纯由碳原子构成的碳膜更具有良好的导电性，故于实施上不仅可大幅提高铜箔的机械强度，于实施上其良好的高热传导率特性，更有助于所组装的电器产品、电子元件的散热效果，进而增加使用寿命等的提升。
[0038]3、本实用新型的铜碳箔结构是于铜箔二侧面同步设有凹凸粗糙面及附着金属介质层、碳膜等层状结构，以使铜碳箔于使用效率更加倍提高，达到具体提升铜碳箔的产量及产业竞争力的实质效益。
【主权项】
1.一种散热用的铜碳箔结构，其特征在于，该散热用的铜碳箔结构设有一铜箔，该铜箔表面形成第一凹凸粗糙面，再于铜箔第一凹凸粗糙面附着一金属介质层，该金属介质层表面随第一凹凸粗糙面而形成第二凹凸粗糙面，于金属介质层的第二凹凸粗糙面嵌入结合一碳膜，该碳膜为以碳原子连续堆积键结形成的碳膜。2.根据权利要求1所述散热用的铜碳箔结构，其特征在于，所述金属介质层为镍、铬或钛制成的层。3.根据权利要求2所述散热用的铜碳箔结构，其特征在于，所述铜箔的第一凹凸粗糙面为以等离子体冲击形成的面。4.根据权利要求1-3任意一项所述散热用的铜碳箔结构，其特征在于，所述碳膜是形成为二维层状的碳团簇结构。5.根据权利要求1-3任意一项所述散热用的铜碳箔结构，其特征在于，所述碳膜是形成为三维立体状的碳团簇结构。
【专利摘要】本实用新型是有关于一种散热用的铜碳箔结构，该散热用的铜碳箔结构设有一铜箔，该铜箔表面形成第一凹凸粗糙面，再于铜箔第一凹凸粗糙面附着一金属介质层，该金属介质层表面随第一凹凸粗糙面而形成第二凹凸粗糙面，于金属介质层的第二凹凸粗糙面嵌入结合一碳膜。由此，利用铜箔的凹凸表面结构及金属介质层，即可使碳原子牢固地结合于铜箔上，且由碳原子键结形成的碳膜，是具有良好热传导特性，故使用实施上能达到大幅提高电子产品的散热效果，也能延长使用的寿命。
【IPC分类】H05K7/20, B32B15/04, B32B15/20
【公开号】CN205124230
【申请号】CN201520891162
【发明人】林钲絖
【申请人】林钲絖
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月10日