CN107017213A - 散热铜箔及石墨烯复合材料 - Google Patents

散热铜箔及石墨烯复合材料 Download PDF

Info

Publication number
CN107017213A
CN107017213A CN201610969577.2A CN201610969577A CN107017213A CN 107017213 A CN107017213 A CN 107017213A CN 201610969577 A CN201610969577 A CN 201610969577A CN 107017213 A CN107017213 A CN 107017213A
Authority
CN
China
Prior art keywords
copper foil
graphene layer
graphene
electrolytic copper
radiating structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201610969577.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107017213B (zh
Inventor
郑桂森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chang Chun Petrochemical Co Ltd
Original Assignee
Chang Chun Petrochemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chang Chun Petrochemical Co Ltd filed Critical Chang Chun Petrochemical Co Ltd
Publication of CN107017213A publication Critical patent/CN107017213A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107017213B publication Critical patent/CN107017213B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/367—Cooling facilitated by shape of device
    • H01L23/3672—Foil-like cooling fins or heat sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00—Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/20—Layered products comprising a layer of metal comprising aluminium or copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/082—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat without intermediate formation of a liquid in the layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/263—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar shape; Layered products comprising a layer having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer having non-uniform thickness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • B32B9/005—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile
    • B32B9/007—Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00 comprising one layer of ceramic material, e.g. porcelain, ceramic tile comprising carbon, e.g. graphite, composite carbon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/32—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one pure metallic layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C28/00—Coating for obtaining at least two superposed coatings either by methods not provided for in a single one of groups C23C2/00 - C23C26/00 or by combinations of methods provided for in subclasses C23C and C25C or C25D
    • C23C28/30—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer
    • C23C28/34—Coatings combining at least one metallic layer and at least one inorganic non-metallic layer including at least one inorganic non-metallic material layer, e.g. metal carbide, nitride, boride, silicide layer and their mixtures, enamels, phosphates and sulphates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D1/00—Electroforming
    • C25D1/04—Wires; Strips; Foils
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
    • C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
    • C25D3/38—Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/02—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of carbon, e.g. graphite
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
    • F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
    • F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
    • F28F21/085—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from copper or copper alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326
    • H01L21/4814—Conductive parts
    • H01L21/4871—Bases, plates or heatsinks
    • H01L21/4882—Assembly of heatsink parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3735—Laminates or multilayers, e.g. direct bond copper ceramic substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3736—Metallic materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3738—Semiconductor materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
    • H01M10/613—Cooling or keeping cold
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62—Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/623—Portable devices, e.g. mobile telephones, cameras or pacemakers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/653—Means for temperature control structurally associated with the cells characterised by electrically insulating or thermally conductive materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
    • H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
    • H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/06—Coating on the layer surface on metal layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/302—Conductive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00—Electrical equipment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
    • C25D7/00—Electroplating characterised by the article coated
    • C25D7/06—Wires; Strips; Foils
    • C25D7/0614—Strips or foils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2255/00—Heat exchanger elements made of materials having special features or resulting from particular manufacturing processes
    • F28F2255/02—Flexible elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2275/00—Fastening; Joining
    • F28F2275/02—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials
    • F28F2275/025—Fastening; Joining by using bonding materials; by embedding elements in particular materials by using adhesives
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

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。

Description

散热铜箔及石墨烯复合材料
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；
图6B为相较于图6A具有较大表面粗糙度(Rz)铜箔的示意图；
图7为表示平衡温度(℃)相对于单位面积重量(克/平方公尺)的图表；
图8为铜箔-石墨烯复合材料加上黏着层的示意图；
图9为显示电解(ED)铜箔(无石墨烯层)与压延铜箔(无石墨烯层)的平衡温度(℃)相对于粒径(纳米)的比较图表，其中各该铜箔带有黏着层；
图10为图9图表中测试的电解(ED)铜箔及黏着层的示意图；
图11A、11B及11C为电解铜箔的沉积面色彩L*、色彩a*及色彩b*相对于各种粒径(纳米)的图表。
图12A及12B为分别显示通过于单一面涂覆石墨烯的铜箔进行散热、及通过双面涂覆石墨烯铜箔进行散热的图示；
图13A、13B及13C为分别图示三种不同表面粗糙度(Rz)的铜箔表面实施例；以及
图14为显示对水性石墨烯浆料退润湿的铜箔照片。
咸知，本发明的各种实施态样不应限于上述图式示意的设置与手段。
符号说明
10、11、12 热解石墨片(现有技术)
121、131 热源
123、133 侧/辊筒面
124 热传导性黏着剂
125 侧/沉积面
126 电子装置
132、53 铜箔
20 铜箔/铜箔层
22、55、120、130、137 石墨烯层
24、57、102 黏着层
25、56、64 表面
26 第二石墨烯层
40 散热测试装置
41 加热器
42 模拟主板
43 电池
44 丙烯酸系片材
45、46 热传感器
47 散热片
50 石墨烯层/铜箔复合材料
54、135 沉积面
60、62、101、122 铜箔
66 粗化表面
具体实施方式
如图1所示的现有技术，其为经拆开的苹果手机iPhone 4S的示意图，热解石墨片10、11、12是用于屏蔽过多的热能以保护手机组件。该手机中过热的部分包括晶体管、背光模组及电池(全部未示出)，皆被热解石墨片10、11及12中一者所覆盖。
如上所述，由于将聚酰亚胺(PI)膜等碳质膜转变成上述热解石墨片所需要的能量成本高，因此热解石墨片的制造成本非常昂贵。
此外，所得到的热解石墨片非常脆且容易破裂。一旦破裂，热解石墨片就无法达到其预期目的(散热)，而必须报废，导致原料的总损失及用于制造热解石墨片的高能量成本。
本发明业已发现具有热解石墨片所有散热特性且无其缺陷的替代材料。该替代材料的制造成本低廉，相较于现有技术的热解石墨片有更大的可挠性，因此可成形为三维结构，而且即使损坏仍可回收，从而回收在其制造中使用的原料。
在一具体实施例中，该替代材料包括石墨烯/铜箔复合膜。该复合材料是如图2所示，其中20是表示复合材料的铜箔，及22是表示石墨烯层。为了便于施用该复合材料于电子装置的所欲区域，包括移动电话、穿戴式装置和电子装置的其他高放热/热屏蔽区域，视需求施用黏着层24以结合复合材料在该装置的所欲区域。
受限于电子装置的空间，该铜箔的厚度亦有所受限。然而，当提供的铜箔产自于电解(ED)铜箔，在阴极辊筒的相反侧，即该铜箔相邻电解浴的该侧，如所知的沉积面通常具有大于该铜箔相邻阴极的该侧(如所知的辊筒面)的表面粗糙度。若需要，可以通过研磨控制阴极辊筒的表面至镜面。图6B则显示沉积面存在一粗化表面66。对相同的厚度铜箔而言，相较于较小表面粗糙度(Rz)的表面64(如图6A所示)，图6A的铜箔60相较于图6B的铜箔62含有较多的铜，以相同的厚度而言，该图6A的铜箔60相较于图6B的铜箔62具有较高的铜含量(铜含量＝[单位面积重量(克/平方公尺)/(厚度(微米)×8.96(克/立方公分))]×100>90，其中厚度是使用测微计量测)，且相较于相同厚度T的铜箔62，图6A的铜箔60是较佳的散热件。
本发明业经发现该复合材料中的铜箔辊筒面的最佳表面粗糙度(Rz)介于0.5至2.5微米。若该表面粗糙度(Rz)低于0.5，不仅铜箔及石墨烯层之间的黏着性差，该表面积也较低，致使不符需求的低散热性。在另一方面，若表面粗糙度(Rz)大于2.5微米，该铜箔的铜含量过低，亦致使不符需求的低散热性。
但应理解，该0.5至2.5微米的范围是指最广范围，但其可清楚地理解，该范围内的0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2、2.3及2.4微米亦可以作为范围的下限值或上限值，并且用于复合材料中的铜箔任何特定辊筒面的绝对表面粗糙度(Rz)。
另一方面，铜箔沉积面的表面粗糙度(Rz)是介于0.3至1.0微米。当沉积面的表面粗糙度(Rz)位于该范围内的较低点时，该石墨烯层的涂覆会更均匀，但若沉积面的表面粗糙度(Rz)小于0.3微米时，该铜箔及石墨烯层之间的黏着性会较差。应当理解的是，介于0.3至1.0微米的范围是指所述铜箔沉积面的表面粗糙度的最广范围，但其可清楚地理解，该范围内的0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9及0.95微米亦可以作为范围的下限值或上限值，并且用于复合材料中的铜箔任何特定沉积面的绝对表面粗糙度(Rz)。
在一具体实施例，如图2所示，该黏着层24的厚度为30微米，该石墨烯层22的厚度为15微米，且仅允许铜箔层20的厚度改变。如图7的图表所示，较厚的铜箔具有最佳的散热性能，特别是当铜箔20中的铜含量高时。应当理解，图7是指固定的石墨烯层厚度，而仅改变铜箔厚度，显示该等改变是归因于不同的铜箔厚度。当相较于图9所示的压延铜箔，对于具有较小的粒径(粒径是通过Scherrer公式(D(粒径)＝Kλ/Bcosθ)由XRD(X光绕射)峰计算而得，其中λ为波长，B为针对仪器展宽(instrument broadening)校正的FWHM(弧度)，θ为布拉格角，K为0.9至1的晶体形状因子)的电解铜箔及压延铜箔而言，具有介于30至45纳米粒径的电解铜箔提供优异的平衡温度。应当理解的是，介于30至45纳米是指最广的范围，但其可被清楚理解，该范围内的31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43及44纳米亦可以作为该范围的下限值或上限值，并且用在复合材料中特定铜箔的绝对粒径。应当进一步理解图9的图表中，仅该铜箔101及黏着层102(如图10所示)用于测试，而无石墨烯层，从而可评价该铜箔的特性。可通过调整电解条件(举例而言，有机添加剂浓度、电流密度、电解浴的温度)来控制电解铜箔的结晶粒径。当该铜箔具有大的粒径，其具有良好的散热性。本发明推断，相较于具有较小粒径的铜箔，会因较少的晶粒边界而具有良好的散热特性。
图11A、11B及11C分别为色彩L*、色彩a*、及色彩b*相对于沉积面粒径的图解说明，当粒径大于30纳米时，该铜箔具有良好的散热性。图11A中特定沉积面的色彩L*介于20至40的范围，图11B中沉积面的色彩a*是介于6至11的范围，图11C中沉积面的色彩b*是介于3至8的范围。物体的颜色通常与亮度(明度)L*、色相(色质)a*和彩度(鲜艳度)b*这三个因素有关。为精确测量和表现这些因素，是使用以数值表现这些因素的色度系统。该L*a*b*色度系统是如JIS Z 8729所描述者。
当石墨烯层被加至该铜箔，石墨烯/铜箔复合材料的散热相当于热解石墨片。不仅在散热性相当，且制备该复合石墨烯/铜箔的成本远低于提供等效散热性的热解石墨片。
此外，热解石墨片非常脆，可能会破裂或于运输/装卸及安装于电子装置时损坏。该复合石墨烯/铜箔为比现有技术的热解石墨片更有可挠性，且比较不容易在处理及安装过程中开裂。若损坏，现有技术的热解石墨片须被报废，而本发明实施例的复合石墨烯/铜箔若损坏，仍可回收以再制其组件，鉴于制备热解石墨片时所必须的高热能活动，一旦热解石墨片损坏且无法恢复，就损失了制备现有技术热解石墨片的能量。
石墨烯具有优异的热传导性能，通过在基板上涂布石墨烯产生迅速且均匀的热量扩散。当基板是如本发明具体实施例的铜箔，各组件提供散热功能。同时，该石墨烯涂层形成提供增加辐射区域和效率热辐射的规模结构，从而大幅降低了温度。
在本发明一具体实施例中，该复合材料能够以多种形式呈现。
根据图12A所示本发明的具体实施例，单独一层石墨烯层120可涂覆于电解铜箔122上，热传导性黏着剂124可施加在该石墨烯层120上以黏着该铜箔/石墨烯复合材料于电子装置126的一部分。在一些情况下，热传导黏着层可施用在涂覆有石墨烯铜箔的铜箔侧。在此例子当中，热源121是面向该铜箔，并立即被该铜箔122吸收及沿着该铜箔122的外形尺寸传递，在其影响该电子装置126的部件前通过石墨烯层120溢散，使该电子装置受到保护。在本具体实施例中，较佳是降低铜箔122每一侧123、125的表面粗糙度(Rz)，该辊筒面123的表面粗糙度(Rz)是通过研磨该阴极(辊筒)的表面来控制。相邻该石墨烯层120的该沉积面125的表面粗糙度(Rz)是通过加入有机添加剂于形成该电解铜箔122的硫酸铜电解液来控制。在本具体实施例中，该沉积面125的表面粗糙度(Rz)是低于该辊筒面123的表面粗糙度(Rz)，所以较佳是于该电解铜箔的沉积面涂覆石墨烯层，并使铜箔的辊筒面面向该热源。如上述控制表面粗糙度(Rz)是需要的，不仅是要控制在石墨烯层120和铜箔122之间的黏着性，亦要确保足够的铜含量以吸收热能。
铜箔容易吸收热量，而石墨烯层容易传导及辐射热量。在涂覆单层石墨烯涂层在铜箔上的具体实施例中，较佳是以该铜箔面对热源。为了将应用于散热复合结构中铜箔的铜含量最大化，较佳是控制或减少电解铜箔的辊筒面和沉积面二者的表面粗糙度(Rz)。该电解铜箔的辊筒面的表面粗糙度(Rz)可通过研磨该阴极辊筒表面而控制，其中阴极辊筒表面上是电沉积铜箔的辊筒面，该沉积面的表面粗糙度(Rz)是通过添加有机添加剂至形成该铜箔的硫酸铜电解液中而控制。当该沉积面粗糙度比辊筒面低时，较佳是将该石墨烯层形成在铜箔的沉积面上，且使该铜箔的辊筒面侧面对热源。
在图12B所示的另一具体实施例中，该铜箔132在其辊筒面133及沉积面135上具有双层石墨烯层130、137。热源131是直接面对其中一石墨烯层130，在铜箔两面涂覆石墨烯的散热性能比单面涂覆石墨烯的散热性能更好，然而考虑到石墨烯应用在双层涂层的成本，单层涂层已提供足够的保护。
在图12B的具体实施例中，热传导性黏着剂124可施加在石墨烯层137，以便将铜箔/石墨烯复合材料黏附在电子装置126的一部分。当在铜箔上制备双面石墨烯涂层时，可施以两涂层并同时干燥，然后固结。或者，每一侧涂层可以依次施加，并在各次涂层之间施以干燥。最佳是在干燥后同时固结两层石墨烯涂层。
图3是说明复合散热结构，其中，在特别的情况下，当需要终极的热保护时，双面涂层的具体实施例满足最大散热性能的需求。在图3中，铜箔20与一石墨烯层22接触，较佳是以其沉积面接触。图2所示的黏着层24亦存在图3所示的石墨烯层22的表面25，该表面25是在该石墨烯层22与铜箔20的沉积面的界面的另一侧。如图3所示，第二石墨烯层26可存在该铜箔20的辊筒面。
图4是一个典型的散热测试装置40的侧视图。加热器41(通常尺寸是10毫米×10毫米×0.125毫米)放置在0.1毫米的铜箔覆盖的2毫米厚的丙烯酸系片材(元件42的总厚度为2.1毫米)以作为模拟主板42，第二个2毫米厚的丙烯酸系片材(也覆盖有0.1毫米的铜箔)被用来模拟电池43，一2毫米厚的丙烯酸系片材44被用在模拟电子装置的盖子。在位置1(45)和位置2(46)提供热传感器以测量温度。一散热片47保护热传感器45及46免于受到加热器41的影响，该加热器41是在3.4瓦的功率下操作，并得到20分钟的温度平衡时间。
图5A、5B及5C是分别显示图4的组件，其中，图5A包含在模拟主板42上的加热器41，图5B显示该散热片47，而图5C是图5B的另一侧视图，具有分别在位置1及位置2的热传感器45及46。图5B所示的散热片47是铜箔的沉积面上的单层石墨烯层，该石墨烯上远离该铜箔的表面具有黏着层。业经发现，施用黏着剂的石墨烯层表面较佳是具有大于1.5微米的表面粗糙度(Rz)。
平衡温度＝位置1的温度–位置2的温度，该平衡温度越低越好。
在图8单层石墨烯层/铜箔复合材料50的具体实施例中，单层石墨烯层55被施加到铜箔53的沉积面54。该石墨烯层55的表面56(铜箔与石墨烯层界面的另一侧)具有大于1.5微米的表面粗糙度(Rz)，以提供与黏着层57良好的表面附着力，该黏着层57促进铜箔/石墨烯复合材料应用在电子装置的各个部分。该等电子装置包括便携式计算机装置，如移动电话、平板电脑、笔记本电脑及需要散热且避免不必要地增加重量或体积的电子装置的类似装置。
图13A、13B和13C的具体实施例是分别显示铜箔表面的三个不同表面粗糙度(Rz)的具体实施例，其可能影响铜箔表面的表面积。
图13A显示高粗糙度、中光泽度具有中表面积；图13B显示出高粗糙度、低光泽具有大表面积；以及图13C显示出低粗糙度、高光泽具有小面积。
辊筒面的表面粗糙度(Rz)最佳是介于1.1至2.5微米和于60°光入射角的MD(机械方向)光泽度最佳是低于180。
辊筒面的各表面粗糙度值的意义如下：
若铜箔具有大于2.5微米的表面粗糙度(Rz)时，该铜箔的铜含量较低，并且散热性能会很差；以及，
若铜箔辊筒面在60°光入射角的MD光泽度超过180时，表面积将是小的，而且热量的吸收会很差。
若两个样品的铜箔(a)和(b)具有相同的表面粗糙度(Rz)，但(b)具有相较于(a)更低的MD光泽度，(b)比(a)具有更大的表面积。当铜箔在辊筒面具有较高的表面粗糙度(Rz)及较低的MD光泽度，这意味着在辊筒面的表面积较大，及其具有良好的吸热性能。然而，应该理解的是，光泽度和表面粗糙度(Rz)为非反向关系。当中度不均匀波浪纹未发生在粗糙度表面，因此提供均匀的低表面粗糙度(Rz)，外观有光泽。在另一方面，当中度不均匀波浪纹发生在粗糙度表面，因此无法提供均匀的低表面粗糙度(Rz)，外观是半光泽或无光彩。
沉积面的表面粗糙度(Rz)最佳是介于0.3至1.0微米。
沉积面的各表面粗糙度值的意义如下：
当沉积面的表面粗糙度(Rz)较低时，该石墨烯涂层是更均匀，但若沉积面的表面粗糙度(Rz)低于0.3微米时，铜箔与石墨烯层之间的黏着性会变差。
用在涂覆石墨烯层的浆料与用在锂离子电池的阳极浆料是非常相似的，该浆料可以是溶剂浆料或水性浆料。对于散热片的应用，水性浆料是较佳，因为水性浆料成本低、安全且环保。在干燥后，若石墨烯层包含显著较少的残留水分，则不会对复合散热片造成损害，但将对锂离子电池造成损害。
由于水性浆料是好的选择，为了对水性浆料具有高亲和力，该铜箔表面应具有高的表面张力，该表面张力越高越好。若铜箔表面的表面张力过低，在浆料涂覆后，则容易产生退润湿影响。该等影响是显示在图14的照片，其中右侧下方象限的白点表示退润湿。
铜箔表面的最佳表面张力是介于44至68达因/厘米。若铜箔的表面张力低于44达因/厘米，作为该水性黏着剂的该苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)容易集中及分散性差。
当铜箔表面具有低表面粗糙度(Rz)，则对于水性浆料更有亲和力。
以下记录整体的观察内容：
石墨烯浆料涂布在铜箔的表面上，并保持在90℃的烘箱中干燥。干燥后，石墨烯层不密实，空气存在石墨烯层中，因此热传导性不好。然而，在加压下固结，该石墨烯层变得致密，减少或消除空气空隙，且热导性是可接受的，致使该复合铜箔/经固结的石墨烯层具有可媲美热解石墨片的特性。
若石墨烯层的明度L*高，该石墨烯材料密集地存在(空隙的量小)且反射率高。若明度L*太高时，石墨烯层的导热性良好，但热辐射差。若明度L*太低，空隙量很大的，该石墨烯层的导热率差，但热辐射比明度L*高的结果要来得好。
因此，石墨烯层表面的最佳明度L*介于20至60。
该石墨烯层的最佳厚度是介于3至50微米。若石墨烯层的厚度小于3微米时，该石墨烯层无法完全覆盖该铜箔表面且导热性差。当石墨烯层厚度超过50微米时，成本高且在散热性的增加不显著。
该石墨烯层的最佳表面粗糙度(Rz)是大于1.5微米，当表面粗糙度(Rz)大于1.5微米时，该石墨烯层具有良好的热辐射性。
实施例1
电解铜箔的制备
将铜线溶解在50重量％的硫酸水溶液，以制备含320克/升的硫酸铜(CuSO4·5H2O)和100克/升的硫酸的硫酸铜电解液。在每升的硫酸铜电解液中加入7.97毫克(mg)的明胶(2CP：25宏荣化工有限公司)、4.33毫克的3-巯基-1-丙烷磺酸钠(MPS：HOPAX公司)、1.5毫克的健那绿B(Janus green B(JGB))以及35毫克的氯离子。随后，在50℃的液温和50安培/平方分米(A/dm2)的电流密度制备厚度为35微米厚的电解铜箔。在35微米的电解铜箔制作后，以锌/铬镀覆、铬镀覆或铬浸渍处理该电解铜箔的表面，以防止氧化。该铜箔的表面张力可通过改变锌/铬或铬处理的条件进行调整，例如，通过改变铬处理溶液的pH值进行调整。
表1-实施例1的表面处理条件
涂覆电解铜箔
使用作为溶剂的水及列于下表2的材料，以73％的固液比(73克的
固体材料：100克的水)制备水性石墨烯浆料。
表2
在混合该固体材料配方的组份后，该石墨烯材料浆料是以每分钟5公尺的速度涂覆在铜箔的表面上至厚度为30微米，随后以90℃烘箱干燥。石墨烯通常是由机械剥离法、化学剥离法、氧化还原法制备，但并非用以限制本说明书及权利要求。石墨烯是选自单层石墨烯、多层石墨烯、石墨烯氧化物、经还原的石墨烯氧化物及石墨烯衍生物所组成群组的至少一者，但并非用以限制本说明书及权利要求。
辊压石墨烯/铜箔复合材料
在将该铜箔表面上的石墨烯层干燥后，辊压石墨烯/铜箔复合材料。加压机辊的尺寸为毫米x 250毫米，辊的硬度为62至65°HRC，以及该辊的材料是高碳铬轴承钢(SUJ2)。将石墨烯/铜箔复合材料以1公尺/分钟的辊压速度及1000千克的压力辊压直至石墨烯层的厚度为15微米(原先厚度的一半)。
下述实施例是用以说明本发明实施条件及测试。
实施例的比较
表6-电解铜箔特性的比较
比较例的比较
表7-电解铜箔特性的比较
表6及表7的注释
1.该石墨烯层是涂覆在电解铜箔的沉积面上；
2.该石墨烯层的厚度是15微米；
3.该石墨烯层的特性(粗糙度(Rz)及明度L*)是相同的，差异仅在电解铜箔的特性。
4.较低的平衡温度是良好的。
实施例的比较
表8-石墨烯层特性的比较
比较例的比较
表9-石墨烯层特性的比较
比较例 5 6 7
石墨烯层涂覆在铜箔面 沉积面 沉积面 沉积面
石墨烯层厚度(微米) 2.4 15.1 15.1
石墨烯层表面的粗糙度(Rz)(微米) 1.28 1.58 1.52
石墨烯层表面的明度L* 40.38 15.26 65.34
平衡温度(℃) 5.7 5.3 5.2
表8及表9的注释
1.电解铜箔的厚度是35微米以及铜含量是约98％；
2.电解铜箔的特性是相同的，差异仅在石墨烯层的特性。
3.较低的平衡温度是良好的。
测试方法
铜含量
铜含量(％)＝[单位面积重量(克/平方公尺)/(厚度(微米)×8.96(克/立方公分)*)]×100
*8.96(克/立方公分)是理论铜密度。
(1)单位面积重量
1.将铜箔切割成100毫米×100毫米大小的试样。
2.用电子天平来测量铜箔试样的重量，电子天平必须能够称量精度至±0.1毫克。
3.将单位面积重量换算成克/平方公尺的单位。
(2)厚度
1.使用高精度的测微计(Mitutoyo 293-100MDH-25M)测定铜箔的厚度，以0.000005”/0.1微米解析度测量。
粗糙度
根据JIS B0601-1994并使用α型表面粗糙度测量仪(Kosaka Laboratory股份有限公司、SE1700系列)测量粗糙度。
光泽度
使用光泽度计(由BYK公司制造，型号micro-gloss 60°型)并按照JIS Z8741测量光泽度，即通过测量在辊筒面的机器方向(MD)上在60°光入射角的光泽度。
表面张力
使用达因笔测量铜箔的表面张力。首先，在铜箔上使用低达因值的达因笔。如果油墨连续地覆盖所述铜箔表面而不断裂，则铜箔的表面张力比该达因值大，从而使用较高达因值的达因笔重复该步骤，当该油墨断裂，该铜箔的表面张力即被确定。本发明表面处理铜箔的表面张力是介于44至68达因/公分的范围内。
L*a*b*色彩
L*a*b*色彩测量是基于JIS Z 8722(2000)方法并使用分光光度计(柯尼卡美能达(Konica Minolta)；CM2500c)(“色彩的测量方法-反射及透过物体颜色”)进行测量。
本文所描述的散热复合材料中，若该复合材料损毁，该个别石墨烯层及铜箔组件可被再使用并再循环利用到新组件，但现有技术的石墨片则无法做到。
上述实施例仅用于说明本发明原理和其效果，而非用于限制本发明。任何该领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围是由所附的权利要求所定义。只要不影响本发明的效果及实施目的，应涵盖于本文揭露的技术内容中。
术语“包括”、“具有”及“包含”是开放式，非限制性用语。术语“一”和“该”应理解为涵盖复数及单数。术语“约”所指为数值时，是特别指可以四舍五入的测量值。例如，“约1.5”是1.45至1.54。无论术语“约”是否与任何特定值结合(或不存在)阐述于本文中，本文所阐述的所有数值可以经或未经术语“约”修饰。本文所有范围和值都是包含及可合并的。关于实施例，落在本文中所述的范围内的任何数值或点，可以作为最小值或最大值以导出下位范围等。

Claims (26)

1.一种散热铜箔，包括：
(a)大于90％的铜含量；
(b)介于280至900(克/平方公尺)的单位面积重量；以及
(c)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)。
2.如权利要求1的散热铜箔，其特征在于，该铜箔的辊筒面具有不超过2.5微米的表面粗糙度(Rz)。
3.如权利要求1的散热铜箔，其特征在于，该铜箔的辊筒面在60°光入射角具有低于180的MD光泽度。
4.如权利要求1的散热铜箔，其特征在于，该铜箔具有介于44至68达因/厘米的表面张力。
5.如权利要求1的散热铜箔，其特征在于，该辊筒面具有介于1.1至2.5微米的表面粗糙度(Rz)。
6.如权利要求1的散热铜箔，其特征在于，该沉积面具有介于0.3至1.0微米的表面粗糙度(Rz)。
7.如权利要求1的散热铜箔，其特征在于，基于L*a*b*色彩系统，该沉积面的明度L*是介于20至40。
8.如权利要求7的散热铜箔，其特征在于，基于L*a*b*色彩系统，该沉积面的a*值是介于6至11，该沉积面的b*值是介于3至8。
9.如权利要求1的散热铜箔，其特征在于，该铜箔具有大于30nm的粒径。
10.一种复合散热结构，包括：
如权利要求1所述的铜箔；
黏着层；及
经压力固结的石墨烯层；
其特征在于，该黏着层是位于该经压力固结的石墨烯层与铜箔接触的另一侧的该经压力固结的石墨烯层的表面上，或位于该经压力固结的石墨烯层与铜箔接触的另一侧的该铜箔的表面上。
11.如权利要求10的复合散热结构，其特征在于，该经压力固结的石墨烯层是具有介于3至50微米的厚度。
12.如权利要求10的复合散热结构，其特征在于，该经压力固结的石墨烯层包括相对于该铜箔的表面，且基于L*a*b*色彩系统，所述经压力固结的石墨烯层的表面的明度L*介于20至60。
13.如权利要求10的复合散热结构，进一步包括另一经压力固结的石墨烯层，俾使二该经压力固结的石墨烯层与该铜箔的辊筒面及沉积面接触。
14.如权利要求10的复合散热结构，其特征在于，该经压力固结的石墨烯层包括水性黏着剂、石墨烯粉体及选自碳黑、石墨及其组合的导电材料。
15.一种复合散热结构，包括：
电解铜箔，具有介于280至900(克/平方公尺)的单位面积重量并包括两表面，所述两表面包括辊筒面及沉积面，且该电解铜箔的沉积面具有介于0.3至1.0微米的表面粗糙度(Rz)；以及
与该电解铜箔组合的石墨烯层，该石墨烯层是与该电解铜箔的辊筒面及沉积面的至少一者接触；
其特征在于，该石墨烯层包括相对于该电解铜箔的表面，且基于L*a*b*色彩系统，该石墨烯层的表面的明度L*介于20至60。
16.如权利要求15的复合散热结构，进一步包含另一石墨烯层，俾使二该石墨烯层与该电解铜箔的辊筒面及沉积面接触。
17.如权利要求15的复合散热结构，其特征在于，该电解铜箔的辊筒面具有介于1.1至2.5微米的表面粗糙度(Rz)。
18.如权利要求15的复合散热结构，其特征在于，该电解铜箔的辊筒面在60°光入射角具有低于180的MD光泽度。
19.如权利要求15的复合散热结构，其特征在于，该电解铜箔具有介于44至68达因/厘米的表面张力。
20.如权利要求15的复合散热结构，进一步包含黏着层，该黏着层位于该石墨烯层与电解铜箔接触的另一侧的该石墨烯层的表面上，或位于该石墨烯层与电解铜箔接触的另一侧的该电解铜箔的表面上。
21.一种电子装置，包括如权利要求20的复合散热结构。
22.一种制备复合散热结构的方法，包括：
提供具有辊筒面及沉积面的电解铜箔，该电解铜箔的沉积面具有介于0.3至1.0微米的表面粗糙度(Rz)；
涂覆石墨烯粉体的浆料在该电解铜箔的沉积面；
干燥该浆料以形成与该电解铜箔的沉积面接触的石墨烯层，该石墨烯层具有第一厚度；
在加压下固结与该电解铜箔组合的石墨烯层，以降低该石墨烯层的厚度，俾形成厚度降低且与该电解铜箔接触的石墨烯层；以及
得到该复合散热结构。
23.如权利要求22的方法，进一步包括在降低该石墨烯层厚度的步骤后，施加黏着层在该石墨烯层。
24.如权利要求22的方法，进一步包括涂覆石墨烯粉体浆料在该电解铜箔的辊筒面。
25.如权利要求22的方法，其特征在于，该浆料是水性浆料。
26.如权利要求22的方法，其特征在于，降低该石墨烯层厚度的步骤是包括在至少1000千克的压力下在辊压机固结附于该电解铜箔上的该石墨烯层。
CN201610969577.2A 2015-10-27 2016-10-27 散热铜箔及石墨烯复合材料 Active CN107017213B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562246850P 2015-10-27 2015-10-27
US62/246850 2015-10-27
US15/288,346 US9709348B2 (en) 2015-10-27 2016-10-07 Heat-dissipating copper foil and graphene composite
US15/288346 2016-10-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107017213A true CN107017213A (zh) 2017-08-04
CN107017213B CN107017213B (zh) 2019-06-25

Family

ID=58561983

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610969577.2A Active CN107017213B (zh) 2015-10-27 2016-10-27 散热铜箔及石墨烯复合材料

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9709348B2 (zh)
JP (1) JP6258441B2 (zh)
KR (1) KR101849073B1 (zh)
CN (1) CN107017213B (zh)
TW (1) TWI614352B (zh)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107580422A (zh) * 2017-08-25 2018-01-12 维沃移动通信有限公司 一种电路板及其制作方法
CN107946263A (zh) * 2017-11-22 2018-04-20 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 一种基于石墨烯热界面层的高效散热封装结构及其制造方法
CN108220950A (zh) * 2018-03-07 2018-06-29 西迪技术股份有限公司 一种用于液压马达的表面涂层及制备方法
CN108321134A (zh) * 2018-04-09 2018-07-24 黄山宝霓二维新材科技有限公司 高功率密度塑封式ipm模块的封装结构及加工工艺
CN109868490A (zh) * 2017-12-04 2019-06-11 长春石油化学股份有限公司 用于锂二次电池集电器的铜箔
CN110246808A (zh) * 2018-03-09 2019-09-17 南京银茂微电子制造有限公司 具有降低的结温的功率模块及其制造方法
CN110424001A (zh) * 2019-08-29 2019-11-08 江西大乘汽车有限公司 一种铜基导电触头改性方法
CN111058063A (zh) * 2018-10-16 2020-04-24 长春石油化学股份有限公司 电解铜箔、包含其的电极、及包含其的锂离子电池
CN111656602A (zh) * 2018-11-30 2020-09-11 株式会社Lg化学 二次电池及包括该二次电池的设备
CN111937222A (zh) * 2018-11-30 2020-11-13 株式会社Lg化学 电极组件以及包括该电极组件的二次电池
CN112164679A (zh) * 2020-08-24 2021-01-01 杰群电子科技（东莞）有限公司 一种散热良好的半导体器件封装结构及封装方法
CN114023654A (zh) * 2021-11-02 2022-02-08 广东工业大学 一种银/石墨烯复合导热界面材料及其制备方法
US11365486B2 (en) 2018-10-16 2022-06-21 Chang Chun Petrochemical Co., Ltd. Electrolytic copper foil, electrode comprising the same, and lithium ion battery comprising the same
CN114990656A (zh) * 2022-06-01 2022-09-02 建滔（连州）铜箔有限公司 一种用于多层复杂pcb板制造的铜箔、制备方法以及制备用添加剂
CN115418200A (zh) * 2022-09-02 2022-12-02 常州大学 一种高强度高导热低粗糙度石墨烯/铜复合材料及其制备方法

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109863117B (zh) * 2016-10-19 2023-04-18 创业发展联盟技术有限公司 石墨/石墨烯复合材料、集热体、传热体、散热体及散热系统
KR101755203B1 (ko) * 2016-11-11 2017-07-10 일진머티리얼즈 주식회사 이차전지용 전해동박 및 그의 제조방법
US9736923B1 (en) * 2017-01-17 2017-08-15 Northrop Grumman Systems Corporation Alloy bonded graphene sheets for enhanced thermal spreaders
GB2562805B (en) * 2017-05-26 2022-02-23 Graphitene Ltd Heat spreader and method of manufacture thereof
CN108193065B (zh) * 2017-12-29 2019-10-25 中南大学 一种石墨烯增强铜基复合材料的制备方法
CN109163597A (zh) * 2018-09-03 2019-01-08 中国科学院工程热物理研究所 氧化石墨烯纳米涂层及其制备方法
IT201800009499A1 (it) * 2018-10-16 2020-04-16 Meccal Srl A Socio Unico Elemento ad aletta composto e dissipatore termico dotato di una pluralità di tali elementi
US10581081B1 (en) 2019-02-01 2020-03-03 Chang Chun Petrochemical Co., Ltd. Copper foil for negative electrode current collector of lithium ion secondary battery
US11843153B2 (en) 2019-03-12 2023-12-12 Te Connectivity Solutions Gmbh Use of enhanced performance ultraconductive copper materials in cylindrical configurations and methods of forming ultraconductive copper materials
CN110408310A (zh) * 2019-03-22 2019-11-05 东莞市鹏威能源科技有限公司 一种铜箔膜、复合膜及制备方法
TWI752345B (zh) * 2019-08-30 2022-01-11 國立中央大學 具有石墨烯的熱傳增強裝置
US10863654B1 (en) * 2019-09-20 2020-12-08 Wuhan China Star Optoelectronics Technology Co., Ltd. Display device
CN110760897B (zh) * 2019-10-11 2021-03-23 广州盛门新材料科技有限公司 一种铜基石墨烯导热散热膜及其制备方法
CN115349158A (zh) * 2020-04-13 2022-11-15 三菱电机株式会社 散热结构及其制造方法、真空阀
CN112693188A (zh) * 2020-12-28 2021-04-23 宋波 一种高导热性纳米晶增强石墨烯复合薄膜生产工艺
CN112853432A (zh) * 2021-02-05 2021-05-28 南京大学 一种石墨烯/铝复合材料散热薄膜的制备方法
CN113883882B (zh) * 2021-08-23 2023-03-24 茌平阳之光亲水箔有限公司 一种亲水箔加工的节能降耗系统及其方法
DE112022004130T5 (de) * 2021-08-25 2024-07-11 Ondokuz Mayis Universitesi Rektorlugu Hybrid-verbundwerkstoff-kühlkörper neuer generation mit monolithischer metallschaumform
KR102579208B1 (ko) * 2021-09-02 2023-09-15 (주)동원인텍 방열 점착 시트 및 그 제조 방법
KR102655617B1 (ko) * 2021-09-07 2024-04-08 엔디티엔지니어링(주) 그래핀 코팅 장치 및 방법
CN114096118B (zh) * 2021-11-03 2023-05-02 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 散热片及其制备方法、电子装置
CN114069096A (zh) * 2021-11-12 2022-02-18 天津市捷威动力工业有限公司 一种可调控热传导的复合薄膜及锂离子电池

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1895024A1 (en) * 2005-06-23 2008-03-05 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. Copper foil for printed wiring board
CN102612490A (zh) * 2009-04-03 2012-07-25 沃尔贝克材料有限公司 含有石墨烯片和石墨的聚合物组合物
CN103911633A (zh) * 2013-01-07 2014-07-09 长春石油化学股份有限公司 电解铜箔及其制法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5326455A (en) * 1990-12-19 1994-07-05 Nikko Gould Foil Co., Ltd. Method of producing electrolytic copper foil and apparatus for producing same
JP3291482B2 (ja) * 1999-08-31 2002-06-10 三井金属鉱業株式会社 整面電解銅箔、その製造方法および用途
US6497806B1 (en) * 2000-04-25 2002-12-24 Nippon Denkai, Ltd. Method of producing a roughening-treated copper foil
US7026059B2 (en) * 2000-09-22 2006-04-11 Circuit Foil Japan Co., Ltd. Copper foil for high-density ultrafine printed wiring boad
EP1481796B1 (en) * 2002-03-05 2015-08-19 Hitachi Chemical Co., Ltd. Metal foil with resin and metal-clad laminate, and printed wiring board using the same and method for production thereof
JP2005344174A (ja) * 2004-06-03 2005-12-15 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 表面処理銅箔及びその表面処理銅箔を用いて製造したフレキシブル銅張積層板並びにフィルムキャリアテープ
TW200738913A (en) * 2006-03-10 2007-10-16 Mitsui Mining & Smelting Co Surface treated elctrolytic copper foil and process for producing the same
JP2008182222A (ja) * 2006-12-28 2008-08-07 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 可撓性プリント配線基板および半導体装置
JP2011162860A (ja) 2010-02-12 2011-08-25 Furukawa Electric Co Ltd:The 表面粗化銅箔とその製造方法及び銅張積層板
CN103107147A (zh) * 2012-04-06 2013-05-15 北京中石伟业科技股份有限公司 一种表面覆有石墨烯薄膜的散热器
CN203032018U (zh) 2012-08-29 2013-07-03 恒朗科技（天津）有限公司 无胶膜的金属箔石墨导热复合材料
CN203353019U (zh) * 2013-05-28 2013-12-18 东莞劲胜精密组件股份有限公司 一种石墨烯金属散热片和电子产品散热结构
TWI569954B (zh) * 2013-08-29 2017-02-11 Jx Nippon Mining & Metals Corp A method of manufacturing a metal sheet, a metal foil, a connector, a terminal, a laminated body, a shielded material, a printed wiring board, a metal processing member, an electronic machine, and a printed wiring board
CN104232027B (zh) * 2014-09-23 2017-06-27 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种石墨烯导热膜的制备方法
US9287566B1 (en) * 2015-04-17 2016-03-15 Chang Chun Petrochemical Co., Ltd. Anti-curl copper foil
TWI592294B (zh) * 2015-06-22 2017-07-21 Univ Chung Yuan Christian Metal foil and its composite heat sink
US9397343B1 (en) * 2015-10-15 2016-07-19 Chang Chun Petrochemical Co., Ltd. Copper foil exhibiting anti-swelling properties
JP3205998U (ja) * 2016-06-14 2016-08-25 林鉦絖 金属放熱板構造

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1895024A1 (en) * 2005-06-23 2008-03-05 Nippon Mining & Metals Co., Ltd. Copper foil for printed wiring board
CN102612490A (zh) * 2009-04-03 2012-07-25 沃尔贝克材料有限公司 含有石墨烯片和石墨的聚合物组合物
CN103911633A (zh) * 2013-01-07 2014-07-09 长春石油化学股份有限公司 电解铜箔及其制法

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107580422A (zh) * 2017-08-25 2018-01-12 维沃移动通信有限公司 一种电路板及其制作方法
CN107946263A (zh) * 2017-11-22 2018-04-20 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 一种基于石墨烯热界面层的高效散热封装结构及其制造方法
CN107946263B (zh) * 2017-11-22 2019-08-30 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 一种基于石墨烯热界面层的高效散热封装结构及其制造方法
CN109868490B (zh) * 2017-12-04 2022-01-04 长春石油化学股份有限公司 用于锂二次电池集电器的铜箔
CN109868490A (zh) * 2017-12-04 2019-06-11 长春石油化学股份有限公司 用于锂二次电池集电器的铜箔
US11962014B2 (en) 2017-12-04 2024-04-16 Chang Chun Petrochemical Co., Ltd. Copper foil for current collector of lithium secondary battery
CN108220950A (zh) * 2018-03-07 2018-06-29 西迪技术股份有限公司 一种用于液压马达的表面涂层及制备方法
CN110246808A (zh) * 2018-03-09 2019-09-17 南京银茂微电子制造有限公司 具有降低的结温的功率模块及其制造方法
CN108321134A (zh) * 2018-04-09 2018-07-24 黄山宝霓二维新材科技有限公司 高功率密度塑封式ipm模块的封装结构及加工工艺
US11365486B2 (en) 2018-10-16 2022-06-21 Chang Chun Petrochemical Co., Ltd. Electrolytic copper foil, electrode comprising the same, and lithium ion battery comprising the same
CN111058063B (zh) * 2018-10-16 2021-02-02 长春石油化学股份有限公司 电解铜箔、包含其的电极、及包含其的锂离子电池
CN111058063A (zh) * 2018-10-16 2020-04-24 长春石油化学股份有限公司 电解铜箔、包含其的电极、及包含其的锂离子电池
CN111937222A (zh) * 2018-11-30 2020-11-13 株式会社Lg化学 电极组件以及包括该电极组件的二次电池
CN111656602A (zh) * 2018-11-30 2020-09-11 株式会社Lg化学 二次电池及包括该二次电池的设备
CN111656602B (zh) * 2018-11-30 2023-11-03 株式会社Lg新能源 二次电池及包括该二次电池的设备
CN110424001A (zh) * 2019-08-29 2019-11-08 江西大乘汽车有限公司 一种铜基导电触头改性方法
CN112164679A (zh) * 2020-08-24 2021-01-01 杰群电子科技（东莞）有限公司 一种散热良好的半导体器件封装结构及封装方法
CN114023654A (zh) * 2021-11-02 2022-02-08 广东工业大学 一种银/石墨烯复合导热界面材料及其制备方法
CN114990656A (zh) * 2022-06-01 2022-09-02 建滔（连州）铜箔有限公司 一种用于多层复杂pcb板制造的铜箔、制备方法以及制备用添加剂
CN114990656B (zh) * 2022-06-01 2023-09-22 建滔（连州）铜箔有限公司 一种用于多层复杂pcb板制造的铜箔、制备方法以及制备用添加剂
CN115418200A (zh) * 2022-09-02 2022-12-02 常州大学 一种高强度高导热低粗糙度石墨烯/铜复合材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US9709348B2 (en) 2017-07-18
US20170115074A1 (en) 2017-04-27
TW201716594A (zh) 2017-05-16
JP6258441B2 (ja) 2018-01-10
KR101849073B1 (ko) 2018-04-16
JP2017082331A (ja) 2017-05-18
CN107017213B (zh) 2019-06-25
TWI614352B (zh) 2018-02-11
KR20170054264A (ko) 2017-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107017213B (zh) 散热铜箔及石墨烯复合材料
Gu et al. Environmentally friendly and multifunctional shaddock peel-based carbon aerogel for thermal-insulation and microwave absorption
Dillon et al. Highly conductive optical quality solution‐processed films of 2D titanium carbide
JP5728031B2 (ja) 多層グラフェン被覆基板の製造方法
US6395199B1 (en) Process for providing increased conductivity to a material
Wei et al. Ultrathin rechargeable all-solid-state batteries based on monolayer graphene
CN102376959B (zh) 用于锂二次电池的集电器的铜箔
Wang et al. Preparation of electro-reduced graphene oxide/copper composite foils with simultaneously enhanced thermal and mechanical properties by DC electro-deposition method
Oliva et al. Flexible graphene composites with high thermal conductivity as efficient heat sinks in high-power LEDs
Zhang et al. Flexible and conductive cellulose composite paper for highly efficient electromagnetic interference shielding
US20170051192A1 (en) Flexible composites containing graphite and fillers
CN109312479A (zh) 用纳米结构化的碳化物化合物进行碳化物-至-碳转化的方法、设备及电极
Bai et al. A high-performance silicon/carbon composite as anode material for lithium ion batteries
JP2017216090A (ja) 下地層用塗料および電気化学素子用電極
Akbarpour et al. Fabrication of high-performance graphene/nickel-cobalt composite coatings using ultrasonic-assisted pulse electrodeposition
Malifarge et al. Quantification of preferred orientation in graphite electrodes for Li-ion batteries with a novel X-ray-diffraction-based method
Vasanthi et al. Study of electrical conductivity and photoelectric response of liquid phase exfoliated graphene thin film prepared via spray pyrolysis route
Iskandar et al. Electrochemical impedance analysis of polyvinylpyrrolidone-coated sulfur/reduced graphene oxide (S/rGO) electrode
Shen et al. Facile preparation of the silicon/carbon composite anodes from photovoltaic industry waste for lithium-ion batteries
Yu et al. Experimental study on the formability of aluminum pouch for lithium polymer battery by manufacturing processes
Ravuri et al. High yield and wide lateral size growth of α-Mo2C: exploring the boundaries of CVD growth of bare MXene analogues
US10975487B1 (en) Electrolytic copper foil and electrode and copper-clad laminate comprising the same
Otsu et al. Anisotropy in lithium ion conduction in laminated thin films of montmorillonite nanosheets
Ye et al. Graphene mitigated fracture and interfacial delamination of silicon film anodes through modulating the stress generation and development
Kang et al. Cellulose-derived flexible carbonized paper for high-performance electromagnetic interference shielding

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant