[发明专利]散热铜箔及石墨烯复合材料

说明书

一种制备复合散热结构的方法，是通过沉积石墨烯粉体的浆料在铜箔上；干燥该浆料，以形成与该铜箔接触的石墨烯层；及在加压力下固结该石墨烯层，以降低该石墨烯层的厚度，并得到该复合散热结构。本发明还揭露一种散热铜箔、一种复合散热结构及一种包含该复合散热结构的电子装置。

技术领域

就智能装置而言，例如智慧型电话及穿戴式装置，其越来越多功能化和轻量化，使得这些装置的热能管理变得越来越重要。如何自如晶体管、背光模组及电池等组件减少或移除产生的热能是该等装置的结构和整体设计的相当重要的任务。本发明是有关于铜箔及石墨烯的复合材料、该结构的体现和该智能装置的热能管理方法，是利用该等复合材料及结构管理该等装置产生的热能。

背景技术

至目前为止，热解石墨片是用在散热组件，然而，热解石墨片的制造成本非常昂贵，且热解石墨片非常脆而容易开裂或碎裂。热解石墨片是藉两步方法由聚酰亚胺(PI)膜制备。第一步骤是在1000至1400℃环境下操作碳化工艺，其间该PI膜的颜色自褐色变为黑色；第二步骤是在1800至3000℃环境下操作石墨化步骤，其中该碳原子重新排列成石墨结构。热解石墨片很脆，在运输及装卸过程中，尤其是将其安装在电子设备上的过程中容易开裂或碎裂。高温工艺耗费的能源又非常昂贵的，尤其是当所得的石墨片因裂化造成的高损耗率。因此，存在提供成本更低且结构更好的替代品以取代热解石墨片作为用于散热组件的需求。

US7,071,258揭露石墨烯的制备，其全部公开内容并入本文作为参考。石墨烯可以由部分或完全碳化聚丙烯腈(PAN)纤维及酚醛树脂等各种前驱物聚合物、或热处理石油或煤焦油沥青、剥离所得的碳状或石墨状结构及机械研磨(例如球磨)使剥离结构成为纳米等级来制备。尽管前述专利描述将纳米级石墨烯(NGP)材料加入基质材料，以得到NGP强化复合材料，仍未揭露制造石墨烯涂覆的金属片，更未揭露铜箔/石墨烯复合材料。

发明内容

在下列详细叙述中，即使在不同的图式中，共通元件是使用相同元件符号。

在一具体实施例中，散热铜箔是具有大于90％的铜含量；介于280至900(克/平方公尺)的单位面积重量；该铜箔包括两表面，所述两表面包括辊筒面及沉积面；该铜箔的沉积面具有不超过1.0微米的表面粗糙度(Rz)。

在一具体实施例中，展现与热解石墨片相同散热性的散热组件能够以铜箔与石墨烯复合材料的形式呈现。

在其他具体实施例中，散热结构包括石墨烯/铜箔复合膜，该复合材料具有比现有习知技术的热解石墨片更高可挠性。

在更进一步的具体实施例中，智能装置包括新一类的散热结构，该散热结构包括复合的铜箔及石墨烯，其中复合结构可以是平面形状或是包括三维结构，以供智能装置组件附近的散热表面，该组件包含但不限于电池、用于该装置显示器的背光模组或其他组件。

该复合散热组件及结构在制造及安装于智能装置的成本更低。此外，由于铜箔-石墨烯复合材料的可挠性增加，比现有技术的热解石墨片更容易处理及组装，且比较不容易在处理和组装于智能设备时破损。

进一步而言，随着铜箔-石墨烯复合材料更容易再制，复合材料可以回收，延长了组件的使用寿命，并减少对环境的索求。

附图说明

图1为现有技术，其显示热解石墨片于iPhone 4s的放置位置；

图2为单侧涂覆石墨烯/铜箔复合材料的示意图；

图3为双侧涂覆石墨烯/铜箔/石墨烯复合材料的示意图；

图4为散热测试装置的示意图；

图5A、5B及5C为图4散热测试装置各个部分的示意图；

图6A为具有低表面粗糙度(Rz)铜箔的示意图；