冷压石墨导热元件及其制作方法
【专利摘要】本发明提供一种冷压石墨导热元件的制作方法，包含一加热步骤、一附着步骤、一吹整步骤，及一结合步骤。该加热步骤是准备一表面具有一层第一黏胶层的第一基材，加热该第一基材，令该第一黏胶层软化。该附着步骤，是于该第一黏胶层上铺设一导热材，且该导热材至少包括多个石墨。该吹整步骤，是使用一热风沿一预定方向吹整该导热材，令所述石墨沿该预定方向铺设于该第一黏胶层。该结合步骤，是将一第二基材盖设于该导热材上，并令该第一基材与第二基材彼此相连接。本发明还提供一种冷压石墨导热元件。借此本发明可提供一种制程简单且不需使用高压、高温的制程步骤制得的冷压石墨导热元件。
【专利说明】
冷压石墨导热元件及其制作方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种导热元件及其制作方法，特别是涉及一种含有石墨的导热元件及其制作方法。
【背景技术】
[0002]近年来，基于技术的演进，电子元件朝微小化的方向发展，其衍生的热管理问题也受到一定的重视，许多尚导热材料如银、铜、石墨片等被科学家广泛研究。
[0003]其中，石墨片的导热性能受到极大的瞩目，由于石墨片特殊的二维蜂巢状晶格碳原子结构，使得其导热系数优于金属，因此广泛地应用于电子元件上。
[0004]—般石墨片的生产制程中，首先，使用化学药品提高石墨片纯度与密度，接着再施以大于30Mpa的压力去压合石墨片，使石墨片彼此间紧密的结合，最后再施以1800-3000摄氏度的高温，历经数小时后，才能得到一石墨导热基材，因此，不仅会消耗大量能源且制作时间冗长。
[0005]所以，如何研发一种制程简单，不需使用高压、高温的制程步骤来制备石墨导热材料，是此技术领域的相关技术人员所待突破的难题。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种冷压石墨导热元件的制作方法。
[0007]本发明的冷压石墨导热元件的制作方法，包含:一加热步骤、一附着步骤、一吹整步骤，及一结合步骤。
[0008]该加热步骤，是准备一表面具有一层第一黏胶层的第一基材，加热该第一基材，令该第一黏胶层软化。
[0009]该附着步骤，是于该第一黏胶层上铺设一导热材，且该导热材至少包括多个石墨。
[0010]该吹整步骤，是使用一热风沿一预定方向吹整该导热材，令所述石墨沿该预定方向铺设于该第一黏胶层。
[0011]该结合步骤，是将一第二基材盖设于该导热材上，并令该第一基材和第二基材彼此相连接。
[0012]本发明的冷压石墨导热元件的制作方法，该结合步骤是利用压合成形的方式令该第一基材和第二基材彼此连接，且压合压力不大于20MPa。
[0013]本发明的冷压石墨导热元件的制作方法，该导热材还包括多个热辐射导热粒子。
[0014]本发明的冷压石墨导热元件的制作方法，该第一基材还具有一第一表层，该第一黏胶层为形成于该第一表层的其中一表面，且该第一表层及该第一黏胶层的至少其中任一具有多个热辐射导热粒子。
[0015]本发明的冷压石墨导热元件的制作方法，所述热辐射导热粒子选自下列群组的其中一组合:纳米化的碳球、氮化硼、碳化硅、氮化铝、氧化铝、二氧化钛。
[0016]本发明的冷压石墨导热元件的制作方法，该第二基材具有一第二表层及一形成于该第二表层表面的第二黏胶层，且该第二表层及该第二黏胶层的至少其中任一含有多个热福射导热粒子。
[0017]本发明的冷压石墨导热元件的制作方法，该吹整步骤是以温度不大于500°C的热风进行吹整。
[0018]本发明的另一目的在于提供一种冷压石墨导热元件。
[0019]本发明冷压石墨导热元件，包含:一第一基材、一第二基材，及一导热材。
[0020]该第一基材，包括一第一表层及一设置于该第一表层表面的第一黏胶层。该第二基材，对应于该第一基材设置，包括一第二表层及一设置于该第二表层表面的第二黏胶层。该导热材，包括多个沿一预定方向铺设于该第一黏胶层的石墨及多个掺杂于该第一黏胶层及该第二黏胶层的热辐射导热粒子。
[0021]本发明的冷压石墨导热元件，该导热材还含有多个热辐射导热粒子。
[0022]本发明的冷压石墨导热元件，所述热辐射导热粒子选自下列群组的其中一组合:纳米化的碳球、氮化硼、碳化硅、氮化铝、氧化铝、二氧化钛。
[0023]本发明的有益效果在于:提供一种制程简单且不需使用高压、高温的制程步骤制得的冷压石墨导热元件。
【附图说明】
[0024]本发明其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中:
[0025]图1是一文字流程图，说明本发明冷压石墨导热元件的制作方法；
[0026]图2是一立体分解示意图，说明本发明该制作方法的一实施例制得的冷压石墨导热元件；
[0027]图3是一立体分解示意图，说明本发明该冷压石墨导热元件的导热材还包括多个辐射导热粒子；
[0028]图4是一立体分解示意图，说明本发明该冷压石墨导热元件的第一基材和第二基材含有多个福射导热粒子；
[0029]图5是一示意图，说明本发明该实施例的吹整步骤。
【具体实施方式】
[0030]在本发明被详细描述前，应该注意以下的说明内容中，类似的元件是以相同的编号来表不。
[0031]参阅图1、图2，本发明冷压石墨导热元件的制作方法的一实施例是用于制作如图2所示的冷压石墨导热元件。
[0032]该冷压石墨导热元件包含一第一基材2、一第二基材4，及夹设于该第一基材2和该第二基材4间的导热材3。
[0033]该导热材3平铺并夹设于该第一基材2和该第二基材4间，且该导热材3至少包括多个石墨31，所述石墨31可选自石墨粉，或石墨烯等。而以达到石墨的鳞片堆栈效果为考虑，将其层数、厚度、长度、宽度设定为筛选基准，筛选所述石墨的条件如下:层数小于100层、厚度小于10 μ m、长度小于80 μ m，及宽度小于50 μπι。
[0034]此外，一般而言，石墨中的碳原子以层状排列。也就是每个碳原子都与另外三个相接，形成六角形结构的一角，这种平面结构在二维空间上延伸，形成由一个个六角形组成的「铁丝网」平面，这结构导致石墨的一个特性，就是某一层原子可以轻易地在另一层原子上滑动，这项特性，使得石墨于X-Y平面方向可具有极佳的导电性及导热性，但是在垂直X-Y平面的Z方向的导热性并不佳，因此，为了增加本发明所述石墨31的层叠结构于Z方向的导热性，及填补石墨31于层叠过程中产生的空隙，参阅图3，该导热材3还可进一步包含多个热辐射导热粒子32，所述热辐射导热粒子32选自下列群组的其中一组合:纳米化的碳球、氮化硼、碳化硅、氮化铝、氧化铝、二氧化钛等。
[0035]该第一基材2具有一第一表层21，及一形成于该第一表层21其中一表面的第一黏胶层22 ;该第二基材4具有一第二表层41，及一形成于该第二表层41其中一表面的第二黏月父层42。
[0036]其中，该第一表层21和该第二表层41是用于支撑该第一黏胶层22和该第二黏胶层42，可由透光或不透光的材料构成，该第一黏胶层22与该第二黏胶层42可选自环氧树月旨、压克力，或聚亚酰胺等黏胶系统。
[0037]要说明的是，由于该第一黏胶层22和该第二黏胶层42 —般是由导热性较差的高分子系统所制得，因此，为了提升该第一黏胶层22和该第二黏胶层42的导热性，该第一黏胶层22和该第二黏胶层42的至少其中一层还会含有所述热辐射导热粒子32，且较佳地，所述热辐射导热粒子32是添加于后续欲与发热元件黏贴的黏胶层为主；更佳地，该第一黏胶层22和该第二黏胶层42均含有所述热辐射导热粒子32。又，当该第一表层21和该第二表层41是以高分子材料构成时，为了不影响该冷压石墨导热元件整体的导热性，更佳地，该第一表层21和该第二表层41的其中至少一层也会含有所述热辐射导热粒子32，如图4所示是该第一表层21和该第二表层41均含有所述热辐射导热粒子32的态样。
[0038]续参阅图1，本发明该冷压石墨导热元件的制作方法的该实施例包含一加热步骤
11、一个附着步骤12、一吹整步骤13，及一结合步骤14。
[0039]该加热步骤11，是准备该表面具有一层第一黏胶层22的第一基材2，加热该第一基材2，令该第一黏胶层22软化。
[0040]详细地说，该加热步骤11是加热该第一基材2，让该第一黏胶层22的表面硬度下降使其软化而呈现半流体状态，而可易于进行下个制程步骤。
[0041]该附着步骤12，是于该第一黏胶层22上铺设该导热材3，且该导热材3至少包括多个石墨31。
[0042]详细的说，该附着步骤12是于呈现半流体状态的该第一黏胶层22上铺设该导热材3。
[0043]该导热材3至少包含多个石墨31，所述石墨31可选自石墨粉，或石墨烯等，而以达到石墨31的鳞片堆栈效果为考虑，将其层数、厚度、长度、宽度设定为筛选基准，筛选所述石墨的条件如下:层数小于100层、厚度小于10 μπι、长度小于80 μm，及宽度小于50 μπι。
[0044]配合参阅图5，该吹整步骤13是使用一热风沿一预定方向X吹整该导热材3，令所述石墨31沿该预定方向X铺设于该第一黏胶层22。
[0045]更具体地说，该吹整步骤13是使用一热风机，以温度不大于500°C的热风进行吹整。
[0046]由于仅经过该附着步骤12铺设后所述石墨31的排列方向较为杂乱，且会有部分石墨片是站立于该第一黏胶层22上，因此，透过该吹整步骤13，能够使得所述石墨31的排列方向自原本的散乱状态形成一沿该预定方向X铺设的状态，并令原本站立的所述石墨31沿该预定方向X平铺至该第一黏胶层21表面，增加所述石墨31的堆栈及连接效果，所以可拥有较好的导热效果。
[0047]该结合步骤14是将该第二基材4盖设于该导热材3上，并令该第一基材2和该第二基材4彼此相连接，即可得到如图2所示的冷压石墨导热元件。
[0048]详细地来说，该步骤14是以该第二黏胶层42对应该第一黏胶层22的方式盖设于该第一基材2，使得该第一黏胶层22的导热材3能够紧密地被该第一基材2和该第二基材4包覆。接着，再使用压合成形的方式，设定压合压力不大于20MPa，令该第一基材2和该第二基材4彼此连接，即可制得该冷压石墨导热元件。由于压合成形的方式为本技术领域者拥有的以往技术，在此不多加赘述。
[0049]本发明利用将所述石墨31夹设于分别含有该第一黏胶层22和该第二黏胶层42的该第一基材2和该第二基材4间，因此，该结合步骤14是利用压合该第一黏胶层22和该第二黏胶层42，透过黏胶而令所述石墨31紧密结合，因此，不须高温、高压即可制得，可避免以往需利用高压、高温的制程步骤，耗时耗能等缺点。此外，本发明于铺设石墨31后进一步利用热风吹整所述石墨31的方式，可使站立的石墨31平铺，增加其排列的方向性，而增加其导热性。
[0050]此外，值得一提的是，当该导热材3除了石墨31外还含有所述热辐射导热粒子32时，所述热辐射导热粒子32的添加方式可以采用与所述石墨31同时布设后再进行该热风吹整步骤13，或是，可先在该第一黏胶层22表面布设所述石墨31，并经过该热风吹整步骤13，将所述石墨31吹整后，再布设所述热辐射导热粒子32。由于经该吹整步骤13后的石墨31间容易产生空隙，因此，较佳地，利用于该吹整步骤13后再布设所述热辐射导热粒子32可用以弥补所述石墨31间的空隙，而令该导热材3整体的导热效果更加均匀。
[0051]综上所述，本发明该冷压石墨导热元件是于具有该第一黏胶层22的该第一基材2上铺设包括石墨31的导热材3，再施以热风吹整，能够使所述石墨31可成预定方向堆栈，并利用压合该第一黏胶层22和该第二黏胶层42，透过黏胶而令所述石墨31紧密结合，因此，不须高温、高压即可制得，而借由所述热辐射导热粒子32的添加，可进一步提升该导热材3及该第一基材2和该第二基材4的导热性，而提升该冷压石墨导热元件整体的导热性，所以确实能达成本发明的目的。
[0052]以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。
【主权项】
1.一种冷压石墨导热元件的制作方法，其特征在于:包含以下步骤: 一加热步骤，准备一表面具有一层第一黏胶层的第一基材，加热该第一基材，令该第一黏胶层软化； 一附着步骤，于该第一黏胶层上铺设一导热材，且该导热材至少包括多个石墨； 一吹整步骤，使用一热风沿一预定方向吹整该导热材，令所述石墨沿该预定方向铺设于该第一黏胶层；及 一结合步骤，将一第二基材盖设于该导热材上，并令该第一基材和第二基材彼此相连接。2.如权利要求1所述的冷压石墨导热元件的制作方法，其特征在于:该结合步骤是利用压合成形的方式令该第一基材和第二基材彼此连接，且压合压力不大于20MPa。3.如权利要求1所述的冷压石墨导热元件的制作方法，其特征在于:该导热材还包括多个热辐射导热粒子。4.如权利要求1所述的冷压石墨导热元件的制作方法，其特征在于:该第一基材还具有一第一表层，该第一黏胶层为形成于该第一表层的其中一表面，且该第一表层及该第一黏胶层的至少其中一者具有多个热辐射导热粒子。5.如权利要求3或4所述的冷压石墨导热元件的制作方法，其特征在于:所述热辐射导热粒子选自下列群组的其中一组合:纳米化的碳球、氮化硼、碳化硅、氮化铝、氧化铝、二氧化钛。6.如权利要求1、3、4其中任一项权利要求所述的冷压石墨导热元件的制作方法，其特征在于:该第二基材具有一第二表层及一形成于该第二表层表面的第二黏胶层，且该第二表层及该第二黏胶层的至少其中一者含有多个热辐射导热粒子。7.如权利要求2所述的冷压石墨导热元件的制作方法，其特征在于:该吹整步骤是以温度不大于500°C的热风进行吹整。8.一种冷压石墨导热元件，其特征在于:包含: 一第一基材，包括一第一表层及一设置于该第一表层表面的第一黏胶层； 一第二基材，对应于该第一基材设置，包括一第二表层及一设置于该第二表层表面的第二黏胶层；及 一导热材，包括多个沿一预定方向铺设于该第一黏胶层的石墨，其中，该第一基材和第二基材的其中至少一者含有热辐射导热粒子。9.如权利要求8所述的冷压石墨导热元件，其特征在于:该导热材还含有多个热辐射导热粒子。10.如权利要求9所述的冷压石墨导热元件，其特征在于:所述热辐射导热粒子选自下列群组的其中一组合:纳米化的碳球、氮化硼、碳化硅、氮化铝、氧化铝、二氧化钛。
【文档编号】B32B37/06GK105882055SQ201510413929
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2015年7月15日
【发明人】梁帆, 梁一帆
【申请人】纮茂股份有限公司