[发明专利]人工石墨片及其制造方法、含人工石墨片的石墨基板堆栈结构

说明书

技术领域

本发明有关于制造石墨片的方法，特别是指一种人工石墨片的制造方法，同时还涉及含有该人工石墨片的石墨基板。

背景技术

电子产品中所采用的电路基板，为了适时地散除运作时所产生的热能，保持良好的运行效能，通常是以导热性良好的材料所制成，以满足电子产品的需求。

而伴随科技提升，各种高功率、高效能的3C电子产品也相应而生，而在提升效能的同时，各种硬件配件在散热的要求也愈来愈高；以高功率的LED来说，因其在运作时高瓦特数会产生更高的热度，现有的散热基板已无法有效满足热扩散与热传导的问题，不仅影响使用上的效能、质量，也使高功率LED的寿命极为有限，难以长久且正常的使用。

有鉴于此，散热基板的效能一直是电子产品最为重视的课题，而石墨片作为散热基板最主要的素材，本案发明人致力于以此研究改进之道，经不断尝试与实验之下，终有本发明产生。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种人工石墨片的制造方法，利用天然石墨尘纸与素材PI膜交互堆栈，可增加润滑及其硬性、加速热传导使PI膜均衡升温，并提升其平整性。

为达上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种人工石墨片的制造方法，该方法是以PI膜为素材制成人工石墨片，包括下列步骤：堆栈步骤，其是将PI膜与天然石墨尘纸交叉堆栈，使每一PI膜介于二天然石墨尘纸之间；第一升温步骤，其是将堆栈后的PI膜阶段性升温至1000-1200℃，使PI膜碳化为半成品；第二升温步骤，其是将碳化后的半成品维持堆栈状态，并阶段性升温至2500-3000℃，使半成品石墨化成人工石墨片。

所述堆栈步骤前进一步包含贯孔步骤，其是于PI膜上开设有数个孔径介于0.1-1mm的穿孔。或者，所述第二升温步骤后进一步包含贯孔步骤，其是于人工石墨片上开设有数个孔径介于0.1-1mm的穿孔。

所述堆栈步骤进一步利用石墨盒与石墨板容纳并固定交叉堆栈的PI膜与天然石墨尘纸，并于石墨盒中留有可供膨胀的预设空间。

所述穿孔呈数组或斜交的方式分布，且该两穿孔间的间距介于0.1-5mm之间。

所述第一升温步骤及该第二升温步骤采电阻式或感应式的升温炉进行阶段性升温。

本发明的另一目的是提供一种利用上述制造方法所制成的人工石墨片，其特点是，所述人工石墨片的穿孔呈数组或斜交的方式分布，且两穿孔间的间距介于0.1-5mm之间。

本发明的再一目的是提供一种石墨基板堆栈结构，其特点是，其包括上述方法制成的人工石墨片、基层、至少一导电层及至少一绝缘层，该基层位于该人工石墨片下方，并由金属、树脂或木材纤维所构成；该导电层位于该人工石墨片上方，并由导电材料所构成；该绝缘层对应该导电层，且该绝缘层贴附于该导电层与该人工石墨片之间，并由绝缘复合材料所构成。

所述基层与该人工石墨片之间进一步设有附加绝缘层。

所述导电层由可导电的金属材料制成，该绝缘层由热硬化性树脂材料或高分子树脂材料制成。

藉此，本发明的人工石墨片透过贯孔步骤在PI膜（10-200um）或人工石墨片（10-200um）上开设穿孔所构成的孔状结构，可增加人工石墨片的热扩散面积及透气性，使热扩散、热传导之功能优于现有的石墨片；且可利用穿孔形成可提供膨胀或压缩的空间，无论是在升温的过程或后续压合成散热基板的过程，均可提高生产良率及平整性。

再者，利用附有孔状结构的人工石墨片，可妥善地适用于热电分离的电子产品，且在应用的过程中，可透过穿孔增加所贴附树脂层的附着性，及减少后续加工时石墨薄片容易碎裂的问题。

藉此，本发明的人工石墨片所组成的石墨基板，不仅可适用于热电分离的电子产品，并具有下述特点：

1. 拥有高导热系数，且水平导热系数高，热均性佳，助于高基板整体的散热性；

2. 热膨胀系数低，生产制程稳定，良率高；

3. 热传导效能优于铝或铜基板，且热阻低于铝或铜基板；

4. 藉由效能提升缩小产品体积，有效降低硬件设计与组装的成本；

5. 透过高效率的导热与散热，提高产品的寿命与使用的稳定性。

以下，为能对本发明有进一步地了解，特以一实施例，并配合图式、符号详细说明如下。

附图说明

图1为本发明实施例的流程方块图。

图2与图3为其它可行实施例的流程方块图。

图4为本发明实施例堆栈状态示意图。

图5为本发明的人工石墨片的外观示意图。

图5a是图5中A的放大图。