[发明专利]热传导复合材料及制造方法

说明书

技术领域

本发明是有关一种热传导复合材料及制造方法，尤指一种具有降低接触热阻及材料热阻功效的设计。

背景技术

电子产品的开发越来越轻薄短小，随之而来的是产品的稳定性越益重要，因此更显得热管理方面的重要性；而无论是何种型态(例如笔记型电脑、桌上型电脑、手机或其它仪器装置)，热的产生源自于电子组件的高速运作，其产生的热(称为热源)，若不于短时间内降低其温度，将热移往低温(热井)，则电子组件会有损坏的可能，导致电子产品寿命减少或是质量不稳定的问题。

然而，将热由热源移往热井，其有三个途径，分别为辐射、对流及传导，而以传导最为有效；移除热时，可为其中之一的途径，或是二种途径合并的，端视仪器装置的热管理方式而定。在电子组件或仪器装置内部的情况，以对流及传导途径居多，而传导途径的效果又优于对流途径，此乃因固体的热阻抗远低于气体的热阻抗之故。再者，热源与热井彼此相互接触的点越多，其热阻抗越低，而当热源表面与热井表面越趋于平整，当此二平整表面接触时，所剩余的没接触到的空隙越少，热传导的效果越好，这是因为有低的热阻抗。

因此，当热源表面与热井表面因接触所产的空隙越少，遂将热对流途径转成热传导途径，而此热井即是大众所熟知的散热材料、导热材料或是接口导热材料；此途径改变的同时，其目的是在于降低接触面的热阻抗值，因此热阻抗值越低，是越有利于热源表面热的移除；不过，除了热源表面与热井表面接触界面的热阻抗值之外，热井制造时各原料间的接触面，亦是影响热阻抗值的另一关键。

此外，中国台湾省的TWI325752揭示热辐射薄板装配了一石墨薄板以及在其表面上的一层电绝缘的弹性层，弹性层是由一种弹性组成物所形成，弹性组成物包含一种微粒状的导热性填料；中国台湾省的TWM412971揭示一种石墨散热器，包括一散热主体及一保护层，散热主体为一石墨基材，保护层至少部分包覆该石墨基材，其中保护层的材质为合成树脂或天然树脂，面借由在石墨基材上设置保护层以改善石墨散热器掉粉的缺点；中国台湾省的TW201024399揭示一种含碳金属复合材料及其制作方法，含碳金属复合材料包括多个石墨、多个导热颗粒以及一金属基质。

因此，上揭专利，如我们所熟知石墨、氧化铝、氧化锌、氮化铝、氮化硼、铝粉、铜粉等，都是具有非常好热传导效果的导热填料；然而，若是以单一填料型态存在，例如单一的石墨导热均匀层或石墨基材，而无与具化学键结的化合物为一基础物质形成复材，石墨导热均匀层、石墨基材或金属复合材料，机械性质不会优于具有化学键结的化合物，例如弯曲性及柔软性或外施以微小力量，其结构体会有崩解之虞；况且石墨导热传均匀层、石墨基材或含碳金属复合材料，对于发热源的接触接口，其接触热阻会高于具有化学键结的化合物，降低热传导效果。

另外，中国台湾省的TWM308849揭示一种多层复合材料，包含一或若干导热层以及一或若干电磁波吸收层，且各层之间彼此以交互叠置而密接组成，选用比例10％～70％之间的一种或两种胶材与90％～30％之间的一种或两种热传导粉体搭配为导热层；中国台湾省的TWM390642揭示的散热膜，由一石墨材料以及一树脂材料所形成，树脂材料中的填充物为氧化锆、氧化铈、氧化铝、奈米碳管、氧化铁、氧化镁、氧化锌、氧化钛及奈米氧化物；中国台湾省的TW201012910揭示一种热传导复合层，包含凝胶状导热层以及离型层，导热层填充物包含氧化铝粉末、硼氮化物粉末、铝氮化物粉末、氧化镁粉末、氧化锌粉末、硅碳化物粉末、石英粉末、氢氧化铝粉末、碳纤维粉末、鑚石粉末、石墨粉末、铝粉单一一种或两种以上组合；中国台湾省的TWI273118揭示复材，由含硼的天然石墨、人造石墨、膨胀石墨、碳黑、碳质纤维、气相法碳质纤维、碳质毫微管，与酚树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、乙烯酯树脂、丙烯酯树脂制成；中国台湾省的TW200837083揭示传导性复材，由一聚烯烃聚合物及一膨胀的石墨组成；中国台湾省的TWM401536揭示方便重黏妥的复合导散热结构，由一层陶磁粉末组成物及充填于陶磁粉末的热固性胶、一金属基材及一层自黏性硅胶组成，陶磁粉末组成物可为碳化硅、氮化铝、氧化锌、氧化铝或由石墨所取代。