[发明专利]具抗氧化纳米薄膜的散热单元及抗氧化纳米薄膜沉积方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具抗氧化纳米薄膜的散热单元及其抗氧化纳米薄膜沉积方法，尤其涉及一种表面沉积有抗氧化纳米薄膜的散热单元及沉积该抗氧化纳米薄膜的方法。

背景技术

现行电子设备于运行时内部的电子元件将产生热源，所述热源是由运算芯片运作时所产生，并随着芯片运算效能提高，其功率已近一百瓦特，故若无适当的散热机制，则芯片的温度则会超过100℃以上。

现行芯片多为半导体(如硅)所制成，因其内部含有大量的金属导线及绝缘薄膜，这两种材料间的膨胀系数相差数倍，故在90℃以上的温度重复操作时，芯片多会产生龟裂而造成损毁。

为使芯片不会因过热而烧毁，因此电流所产生的废热必须尽快的排除，故芯片常以铜片接触散热或埋藏在目前散热最快的金属基陶瓷烧结体内(如铝基的碳化硅)，并需要散热单元辅助以增加散热的效率，以避免前述芯片因温度过高造成损毁，前述散热单元主要是以散热鳍片组或散热器或热管为主，并透过风扇辅助强制对流散热以达到散热降温的效果。

然而金属散热片在空气之中会逐渐氧化造成电位差而产生电化学反应进而生成金属氧化物，该金属氧化物的热传导效率远低于纯金属，故会使得金属散热片的散热效果及热传效率大幅的降低，并当氧化情形严重时，氧化后的金属氧化物便会由于其组织结构松散而容易自金属表面剥落，因此污染芯片。

此外，金属在氧化后表面颜色会加以改变而影响其外观。

另外，若该金属散热片是以粉末(如铜或铝)烧结制成多孔性结构时就更容易因为氧化而使得其散热性能降低，为了防止氧化，多半会于金属散热片的外部以水溶液制程镀上一层镍或锡镀层，其镀镍的方式包括有电解电镀及化学镀(无电镀)；然而此种水溶液制程方式的镀膜经常会遭受污染(如吸附酸根离子)，其结果则会侵蚀半导体的封装体。

另外，镍或锡镀膜的热传导效率较常用的铜制散热片低很多，因此会影响到铜的散热效果。

发明内容

为了解决上述现有技术中的问题与缺陷，本发明的主要目的在于提供一种具有抗氧化纳米薄膜的散热单元。

本发明另一目的在于提供一种抗氧化纳米薄膜沉积方法。

为达上述目的，本发明提出一种具有抗氧化纳米薄膜的散热单元，其包含：一金属本体，具有一受热部及一散热部，该受热部及散热部外部披覆有至少一纳米金属化合物薄膜。

其中，所述散热单元可为散热器、均温板、散热鳍片组、热管、回路式热管及水冷头其中任一，所述纳米金属化合物薄膜是由一还原气体与至少一纳米氧化物涂层及该金属本体反应所形成，所述金属本体选自于铜、铝、镍及不锈钢所组成的群组。

本发明还提出一种具抗氧化纳米薄膜的散热单元，其包含：一金属本体，所述金属本体具有一腔室，该腔室内部具有一毛细结构，所述毛细结构具有30％-60％的孔隙率，该毛细结构披覆有至少一纳米金属化合物薄膜。

其中，所述散热单元为电击流道板、均温板、热管、平板式热管、回路式热管及水冷头其中任一。所述纳米金属化合物薄膜是由一还原气体及一纳米氧化物涂层与前述毛细结构反应所形成。所述金属本体选自于铜、铝、镍及不锈钢所组成的群组。

所述纳米化合物薄膜为氧化物、氮化物、碳化物及硫化物其中任一，又以氧化物为最佳；所述纳米氧化物涂层选自于氧化硅(SiO₂)、氧化钛(TiO₂)、氧化铝(A1₂O₃)、氧化锆(ZrO₂)、氧化钙(CaO)、氧化钾(K₂O)及氧化锌(ZnO)所组成的群组。

为达上述目的，本发明还提出一种抗氧化纳米薄膜沉积方法，所述薄膜沉积方法包含下列步骤：提供一散热单元，并于该散热单元表面涂布至少一纳米氧化物涂层，并将该散热单元置于高温环境下同时通入一还原气体对该散热单元及散热单元表面的纳米氧化物涂层进行热处理及还原作业，于该热处理及还原作业后，在前述散热单元外部形成一纳米金属化合物薄膜。

所述散热单元为散热器、均温板、散热鳍片组、电击流道板、热管、平板式热管、回路式热管及水冷头其中任一。

所述还原气体为硫化氢、氢气、一氧化碳、氨气、甲烷及其混合气体的其中任一，又以氢气为最佳。