[发明专利]碳纳米管散热器的制备装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及散热器的制备装置及方法，尤其涉及一种碳纳米管散热器的制备装置及方法。

背景技术

自九十年代初以来，以碳纳米管为代表的纳米材料以其独特的结构和性质引起了人们极大的关注。碳纳米管具有机械强度高且密度较小的优点。近几年来，随着对碳纳米管研究的不断深入，其广阔的应用前景不断显现出来。例如，由于碳纳米管具有的独特的电磁学、光学、力学、化学等性能，大量有关其在场发射电子源、传感器、新型光学材料、软铁磁材料等领域的应用研究不断被报道。由于碳纳米管沿其径向具有良好的热传导性，因此碳纳米管阵列可在半导体领域用作散热器。

请参见于2005年11月11日申请，于2007年05月16号公开的第CN1964028A号中国公开专利申请所揭示的一种散热器及其制备方法。该散热器包括：一基底和多个碳纳米管。所述基底具有一第一表面和一与所述第一表面相对的第二表面。所述多个碳纳米管从基底的第一表面穿透所述第二表面并向外延伸。所述散热器的制备方法具体包括以下步骤：提供一基板；在所述基板上形成多个碳纳米管；在所述多个碳纳米管的一末端固定一基底；去除所述基板。该方法所制备的散热器采用碳纳米管可作为散热鳍片。然而，该种方法制备的散热器中碳纳米管密度较大，使碳纳米管中的热量不易传导至空气中，因此，该种散热器的热对流效果较差。

为了克服上述问题，“Chip cooling with integrated carbon nanotubemicrofin architectures”(K.Kordas et al.Appl.Phys.Lett.90.123105(2007))中揭示了一种散热器及其制备方法。所述散热器包括一硅基底，所述硅基底上呈方阵状生长有10×10个碳纳米管阵列，所述碳纳米管阵列的尺寸为1.2×10×10立方毫米。所述散热器的制备方法包括以下步骤：在硅基底上生长碳纳米管阵列；采用脉冲激光以50毫米/秒的扫描速率处理碳纳米管阵列，使被激光处理过的碳纳米管被去除，从而形成10×10个碳纳米管阵列。该种散热器中各个碳纳米管阵列之间有一定间隙，从而提高了散热器的热对流效果。

然而，上述散热器的制备方法，由于其所采用的用于生长碳纳米管阵列基底为一平面，因此每次仅可于基底上形成一个碳纳米管阵列，从而每次于基底上制备出的碳纳米管阵列也仅可制得一个散热器。因此，该种散热器的制备方法成本较高，效率较低。

发明内容

确有必要提供一种有效制备碳纳米管散热器的装置及采用该装置制备碳纳米管散热器的方法。

一种碳纳米管散热器的制备装置，其包括一基板，该基板具有一表面，该基板的表面上形成有若干第一碳纳米管及若干第二碳纳米管，所述第一及第二碳纳米管均自基板朝同一生长方向生长，所述第一碳纳米管的自由端与第二碳纳米管的自由端之间具有一高度差。

一种碳纳米管散热器的制备方法，其包括以下步骤：提供一基板；于所述基板上沿同一方向生长若干第一碳纳米管及若干第二碳纳米管，其中第一碳纳米管的自由端与第二碳纳米管的自由端具有一高度差；提供一第一基底及一第二基底，将距离基板较远的第一碳纳米管的自由端固定于所述第一基底中；将自由端固定于第一基底中的第一碳纳米管从基板上去除，使其独立地形成于所述第一基底上从而得到一第一碳纳米管散热器；将第二碳纳米管的自由端固定于所述第二基底中；将自由端固定于第二基底中的第二碳纳米管从基板上去除，使其独立地形成于所述第二基底上从而得到一第二碳纳米管散热器。

相对于现有技术，本发明提供的用于制备碳纳米管散热器的装置，其包括一基板，该基板的表面上形成有若干第一碳纳米管和若干第二碳纳米管，且所述第一碳纳米管的自由端与第二碳纳米管的自由端之间具有一高度差。采用该种制备碳纳米管散热器的装置可制备多个碳纳米管散热器，提高了碳纳米管散热器的制备效率，降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明实施例碳纳米管散热器的制备方法流程图。

图2至图7是本发明实施例碳纳米管散热器的制备方法的工艺流程图。

图8是本发明实施例碳纳米管散热器的制备方法中采用的具有二层阶梯状凹槽的基板的俯视图。

图9是本发明实施例碳纳米管散热器的制备方法中采用的具有同心状凹槽的基板的俯视图。

图10是本发明实施例碳纳米管散热器制备方法中采用的碳纳米管阵列的制备方法流程图。

图11是本发明实施例碳纳米管散热器制备方法中于基板表面形成催化剂的区域的示意图。