高效率的导热结构的制作方法

本发明涉及一种具高导热效率的导热结构，其具有一薄片的基材，该基材的两面均有生成的导热丝线；使用时，本发明将被放置在热源与散热单元之间；热源的热先经由导热丝线传到薄片的基材，经热在基材上的重新调整热传导路径后，可更有效率的再经由另一面的导热丝线传到散热单元；本发明的结构具有绕性，可被应用于各种不同平坦度与曲率的表面。

背景技术：

散热为现今主流的重要技术之一，因各式设备运作时，因多数能量的转换，多数都将转换为热能，而随热能及温度的增加，其将影响设备运作的效能，更有致使设备烧毁的疑虑，故通常电器设备都配设有散热装置，以尽可能将热能散除，以维电器设备的正常运作。

散热的技术所在多有，其一者，凭借热传导的形式，于一散热单元一端设置可增加与空气的接触面积的结构，如：散热鳍片，而另一端则是凭借散热单元直接接触热源，期以将热源的热量传导至散热单元后，再凭借散热单元的散热鳍片经热对流散热至空气或其他流体中。

由于散热单元与热源间，两者的接触表面均会有不规则的凹凸面，因而两者的接触表面间必然形成很多空隙。在这空隙中如有导热系数非常低的空气(0.024W/m-k)，必造成不良的导热效果。为提高导热效率，一般都在散热单元与热源间涂布散导热系数较高的导热膏(10-15W/m-k)，如：银膏，以替代导热系数非常低的空气，使热源及散热单元无空隙，令热量可经由导热膏而确实传导至散热单元；然而，散热膏通常为导热系数高的主成份，如：金属粒子、石墨、碳管、钻石，与连结剂的混合物；但这些连结剂的热导系数均远低于散热单元的材料(铝为237W/m-k)，而连结剂将包覆于导热系数高的主成份，此造成热无法直接由热源经导热系数高的主成份直接传到散热单元，其间必然受到热导系低的连结剂的交复阻隔；因而整体热导热效率的提升有限，而有尚待改善的空间。

而现有另提供一种如中国专利证书第CN100517661C号的“散热装置的制备方法”的方法，其直接在散热单元与热源接触的一面长极高热导系数的纳米碳管(20000W/m-k)，凭借散热单元上的纳米碳管与热源接触，直接将热源的热导到散热单元上。但为了不在非接触面也长出纳米碳管，制作上需先将整个散热单元覆盖一钝化层(20)，接着在与热源接触的一面去掉此钝化层，进而使的长出纳米碳管。由于散热单元的体积不小、形状也复杂，此方法的制作并不简单，产品的搬运站空间，也需保护。

而现有另提供一种热介面材料，概如中国台湾专利证书第I331132号的热介面材料制造方法、美国专利公开第2007/0244245号的纳米碳管总合材料及其制造方法(Carbon Nanotube Composite Material And Method For Manufacturing The Same)、美国专利公告第7674410号的热介面材料的制造方法(Method For Manufacturing A Thermal Interface Material)、美国专利公开第2006/0234056号的热介面材料及其制造方法(Thermal interface material and method for making the same)及美国专利公开第2008/0081176号的热介面材料及其制造方法

(Thermal Interface Material And Method For Manufacturing Same)，其所揭示者，都系在纳米碳管生成并排列成同一方向后，灌注液态的连结剂，以在连结剂凝固后得以定位纳米碳管，进而形成热介面材料者；惟此，由于纳米碳管的排列不易，且碳管间之间隙极小，欲将具相当粘稠度的连结剂充填在碳管间之间隙内，是极为困难且可行性不高的事；纵使制成后，受连结剂包覆的纳米碳管，于径向方向的散热效率将不高于现有的导热膏。

而中国台湾发明专利第I458933号的“散热结构及应用该散热结构的电子设备(HEAT-DISSIPATION STRUCTURE AND ELECTRONIC DEVICE USING THE SAME)”一案，其纳米碳管与其导热结构的表面相互平行，险无法适用于微米级或纳米级尺寸的凹凸表面，因此当热源或散热单元间为凹凸表面时，其将与热源或散热单元之间具有间隙，使其散热及导热效率大幅降低；再者，由于就纳米碳管而言，轴向的导热率高于径向方向的导热率，因此其纳米碳管与表面平行的设计，显然将影响其导热效率。

另外，关于中国台湾发明专利公开第200951063号的“高效能纳米线导热膜特性及其制造方法(THE CHARACTERIZATION AND FABRICATION OF HIGH EFFICIENCY NANOWIRES OF THERMAL INTERFACE MEMBRANE)”一案，其基材是AAO模板(氧化铝)且设有铜金属线，所述铜金属线贯穿于该基材，然而，氧化铝的导热系数低且强度较差，此外，其于导热时仅通过铜金属线进行热传导，而几乎不经过AAO模板，故其热重整的能力低，无法均匀导热；再者，其制程繁复，且因其须沉积铜于AAO模板的孔洞，而后通过溶解AAO模板使铜金属线裸露，其过程将导致铜金属线的长度受限，因若孔洞过深，将导致铜无法确实沉积，而在溶解过程中，因铜金属线的密度高，将致使溶解液无法溶解铜金属线间的AAO模板，导致其良率较差，且无法进行大面积制程。

技术实现要素：

爰是，本发明的目的是解决前述问题，为达致以上目的，本案发明人提供一种高效率的导热结构。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高效率的导热结构，其特征是包含：

一基材，其呈薄片状设置，其厚度并不予限定，可依需求而设置其厚度，该基材的二端面成型有复数导热丝线；所述导热丝线呈柱状或管状设置，且所述导热丝线的横截面长度为微米级或纳米级的尺寸，而所述导热丝线的长度为纳米级至毫米级的尺寸；该基材及所述导热丝线由高导热材质制成。

所述的高效率的导热结构，其中，所述导热丝线是以物理方法或化学方法成型于该基材的二端面。

所述的高效率的导热结构，其中，该基材的材质是能够以物理方法或化学方法成型导热丝线的高导热材料，且是铜、铝、银、碳或钻石膜。

所述的高效率的导热结构，其中，所述导热丝线为具有高导热系数材料的柱状或管状，且是纳米碳管、铝、铜或银。

所述的高效率的导热结构，其中，该基材呈片状设置或其他几何形状设置。

所述的高效率的导热结构，其中，还包含一热源及一散热单元，且该基材位于该热源及该散热单元之间，该基材其一端面的所述导热丝线连结于该热源，而该基材另一端面的所述导热丝线连结于该散热单元。

所述的高效率的导热结构，其中，还包含一热源，该基材的一端面的所述导热丝线连结于该热源，而该基材另一端面的所述导热丝线暴露于空气中。

所述的高效率的导热结构，其中，该基材另一端面的所述导热丝线压制形成鳍片状。

使用时，本发明的导热结构系被放置在热源与散热单元之间；热源的热先经由导热丝线传导至基材，若散热单元本身的温度不均，因每一导热丝线的位置不同，且热量由高温往低温处传导，故热经由基材的重新调整热传导路径后，可更有效率的再经由另一面的导热丝线传到散热单元；本导热结构具有绕性，可被应用不平坦的表面，同时也易于生产。

此外，因导热丝线间系独立排列，且并不被粘结剂所包覆，组装时因热源与散热单元之间接触面不平整，部份导热丝线将弯曲而互相接触，此将增加热传导的路径，进一步提升导热效能；此外，导热丝线具有绕性，可被应用于不平坦的表面。

本发明在生产时，仅需直接于基材两面生成导热丝线；因导热丝线己固定并排列在基材上，不需要重新排列，也不需要在导热丝线间灌注连结剂；本发明结构的生产具可行性且成本低。

附图说明

图1是本发明的立体示意图。

图2是本发明的侧视示意图。

图3是本发明其一端面的导热丝线接触热源，而另一端面的导热丝线接触散热元件的剖视示意图。

图4是本发明其一端面的导热丝线接触热源，而另一端面的导热丝线暴露于空气，且排列形成鳍片状的立体示意图。

附图标记说明：1基材；2a、2b导热丝线；3热源；4散热单元；H高温分布区域；L低温分布区域。

具体实施方式

关于吾等发明人的技术手段，兹举数种较佳实施例配合图式于下文进行详细说明，以供钧上深入了解并认同本发明。

请先参阅图1、图2所示，本发明系一种高效率的导热结构，其包含：

一基材1，在一实施例中，其呈薄片状设置，其厚度并不予限定，可依需求而设置其厚度，该基材为任何可在其上经物理或化学方法生成复数导热丝线的高导热材料，如：铜、铝、银、碳、钻石膜等。

复数导热丝线2a、2b，系独立排列成型于该基材1的二端面；

所述导热丝线2a、2b包含纳米碳管、铝、铜、银或其他具高导热系数材料的管状或柱状；所述导热丝线2a、2b的直径或横截面长度是微米级或纳米级的尺寸；长度则为纳米级至毫米级的尺寸；

就导热丝线2a、2b的成型而言，可通过物理或化学方法以成型，具体物理或化学的成型方法，系属现有技术，故在此不予详述；

如此，如图3所示，本实施例中，本发明的导热结构系被放置在一热源3与一散热单元4之间，也即，该基材1位于该热源3及该散热单元4之间，该基材1其一端面的所述导热丝线2a连结于该热源3，而该基材另一端面的所述导热丝线2b连结于该散热单元4；且该热源3与散热单元4的表面均可为不规则凹凸面；由于基材1与其两面的导热丝线2a、2b均由具绕性的高导热材质制成，当散热单元4与热源3与压合时，本发明的导热结构可与散热单元4和热源3有效的紧密接合；因此，热源3的热将可直接的传到散热单元4。

散热单元4本身的设置型式相异与不同位置的散热条件不同，故散热单元4将出现温度不均的现象，因此，散热单元4将呈现高温分布区域H及低温分布区域L，此将影响其散热效率；凭借热量由高温往低温处传导的特性，因此，热源3的热量经其一端面的导热丝线2b传导至基材1时，基材1将调整热传导路径，如图3的箭头方向所示，热量将可传导至前述温度相对较低的区域L，以进一步提升散热效率。

在结合时，导热丝线2a、2b若因热源3与散热单元4的表面凹凸不平而受力弯曲，相邻的导热丝线2a、2b可能互相接触，此也将可增加热传导的路径，导热效率可因此而更进一步提升。

当空间狭小，没辨法设置前述的散热单元4时，则可如图4所示的实施例中的设置；该基材1其一端面的导热丝线2a，连结于一热源3的表面，而该基材1的另一端面的导热丝线2b，系直接暴露于空气中，且另一端面的导热丝线2b可被压制成鳍片状，以提升其与流动空气间的接触面积，进而可凭借热对流以进行热量的散除。

须特别说明的是，导热丝线2a、2b分别独立排列成型于该基材1的两面，此外，导热丝线2a、2b并未受其他物件(如：现有的高分子材料或散热膏)所包覆，热源3的热将可不受阻隔，而直接的传到散热单元4。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。