CN107306489A - 散热片及散热片的制造方法 - Google Patents

散热片及散热片的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的实施例的散热片及散热片的制造方法，包括：提供由热传导性金属构成的散热金属层的步骤；及在上述散热金属层的上面或下面形成各向异性热传导层的步骤；而上述各向异性热传导层通过溅镀(sputtering)形成于上述散热金属层。

Description

散热片及散热片的制造方法
技术领域
本发明涉及散热片及散热片的制造方法，尤其涉及通过溅镀(sputtering)在散热金属层上直接形成由石墨(graphite)材质构成的各向异性热传导层，从而提高散热片的面方向的传导(热扩散)，减少撒热片制造工艺数的散热片及散热片的制造方法。
背景技术
随着电子产品的高性能化、小型化，安装于内部的电子部件变成大容量化、高集成化，因此，电子产品产生很多的热量。所产生的热缩短产品的寿命或诱发故障、误动作，严重时甚至会成为爆炸或火灾的原因。尤其是，降低显示装置的画面清晰度和色度，从而降低产品的可靠性和安全性。因此，在内部产生的热需要排出至外部或自我冷却的系统。
电子产品的冷却方法采用设置散热器或散热风扇的方法，但在散热器的情况下，因散热器所能排出的热量小于电子产品所产生的热量，散热效果非常低。另外，在散热风扇的情况下，产生噪音和振动，存在不能用于需要实现轻量化和超薄化的笔记本电脑、便携式移动终端等中的问题。因此，在需要实现轻量化和超薄化的电子产品中，一般使用片(sheet)状的散热片。
在现有技术中，作为散热片的材料大部分采用热传导性好的银、铜、铝金属等制造散热片，但在铜的情况下，虽然兼备散热特性和电磁波屏蔽特性，但随着厚度的增加，柔软性降低，密度增加，从而在实现轻量化方面存在限制。另外，当其厚度超过50μm，则因柔软性不足，因此难以制作成复杂形状的散热片。
近来，重量轻，可实现超薄化且热传导性好的石墨片(Graphite Sheet)受到业内的青睐。石墨的热传导度为500W/mK以上，较之银(400W/mK)、铜(390W/mK)、铝(230W/mK)热传导性好，尤其是，石墨在具有纵向散热特性的同时，还具有横向散热特性，因此，将热排出至外部的性能好。
图1a及图1b表示将石墨层20层压于铜箔11上的结构的铜箔/石墨层压体。另外，在铜箔11的下面附着有粘接层30和离型薄膜40。但是，如图1a所示，为将石墨层20固定于铜箔11，铜箔/石墨层压体在铜箔和石墨之间必须具有粘接层15，从而因粘接层15的存在，降低散热片10在厚度方向的热传导特性。不仅如此，现有技术的散热片10作为石墨层采用天然石墨或人造石墨材料，但在露出石墨的散热片的上部，存在因石墨粒子的飞散产生粉尘的问题。因此，需在石墨层20的上部追加形成用于抑制粉尘发生的涂层25。另外，在如图1b的结构中，也有PET等聚合物16密封石墨层20的外表面，从而也同样降低散热片10的厚度方向的热传导特性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种散热片及散热片的制造方法。
为达到上述目的，本发明的实施例的散热片及散热片的制造方法，包括：提供由热传导性金属构成的散热金属层的步骤；及在上述散热金属层的上面或下面形成各向异性热传导层的步骤；而上述各向异性热传导层通过溅镀(sputtering)形成于上述散热金属层。
另外，还可包括：在上述各向异性热传导层或上述散热金属层上形成粘接层的步骤；及在上述粘接层上附着离型薄膜的步骤。
另外，上述各向异性热传导层可包括石墨(graphite)。
另外，上述热传导性金属可以是铜、铝、PET(polyethylene terephthalate)、PI(poly imide)中的一种。
另外，本发明的实施例的散热片通过上述制造方法制造而成。
本发明的优点在于：
根据本发明的实施例的散热片的制造方法，因通过溅镀(sputtering)在散热金属层上直接形成各向异性热传导层，从而无需在上述层之间具备用于固定散热金属层和各向异性热传导层的粘接层，从而防止在散热片的厚度方向降低热传导特性。
另外，不像现有技术中那样在散热金属层上附着天然或人造石墨，而是在等离子条件下通过溅镀工艺形成石墨层，从而防止石墨粒子飞散而产生粉尘。因此，无需在散热片的石墨层上还形成涂层，具有减少工艺数及降低制造费用的效果。
附图说明
图1a及图1b为表示现有技术的散热片的结构的概念图；
图2为表示本发明的一实施例的散热片的制造方法的顺序图；
图3a为表示通过本发明的一实施例的散热片的制造方法制造而成的散热片的第一实施方式的截面图；
图3b为表示通过本发明的一实施例的散热片的制造方法制造而成的散热片的第二实施方式的截面图；
图3c为表示通过本发明的一实施例的散热片的制造方法制造而成的散热片的第三实施方式的截面图。
具体实施方式
本发明的目的及效果和实现上述目的及效果的技术结构，将通过以下结合附图进行的详细说明变得更加明了。但是，在详细说明本发明的过程中，若认为对相关已公开功能或结构的具体说明有碍于对本发明的理解，则将省略其详细说明。另外，将要使用的术语是根据本发明的结构、作用及功能等定义的术语，根据使用者、运营者的意图或惯例等有所不同。
但是，本发明不受如下实施例的限制，可根据相互不同的各种形式实施。但是，本实施例的目的是更好的说明本发明，让本领域技术人员明了本发明的范围，而本发明的范围由权利要求书所记载的权利要求定义。因此，其定义应是本说明书的全部内容为基础进行的。
在说明书中，说某个部分“包括”某个构件时，除非有预期相反的记载，不是排出其他构件，而是还可包括其他构件。
下面，结合附图对本发明较佳实施例进行更详细的说明。
[散热片的制造方法]
图2为表示本发明的一实施例的散热片的制造方法的顺序图，而图3a为表示通过本发明的一实施例的散热片的制造方法制造而成的散热片的第一实施方式的截面图。如图2及图3a所示，本发明的散热片通过如下工艺制造而成：
首先，提供由热传导性金属构成的散热金属层110(S110)。通过本发明的制造方法制造而成的散热片100是设置于内置在利用LCD或OLED的显示面板的各种电子设备的发热元件，以排出发热元件所产生的热量的散热用薄膜。散热金属层110直接或间接地接触发热元件，而为了有效排出发热元件产生的热，热传导性金属可以是热传导性好的金属，例如从铜、铜合金、铝、铝合金、传导性塑料复合材料、PET(polyethylene terephthalate)及PI(poly imide)中选择的一种。散热金属层110例如可具有3～100μm的厚度。
接着，在散热金属层110的上面或下面形成各向异性热传导层120(S120)。各向异性热传导层120是接触于发热元件以将发热元件所产生的热沿水平方向传导及扩散的结构，可包括水平热传导度高的物质，例如石墨(graphite)。散热片100因具备上述各向异性热传导层120以沿水平方向扩散所产生的热，从而具有可通过散热片100的整个面积均匀散热的优点，在发热对象的发热面积小的情况下，也可以通过沿水平方向扩散热顺利完成散热。
尤其是，本发明的制造方法的特征是通过溅镀(sputtering)沉积方式将各向异性热传导层120形成于散热金属层110之上。溅镀沉积方法是为生成击打溅镀靶的离子利用等离子的成膜技术，是在真空容器内导入Ar气体等惰性气体并向溅镀靶以150V以上的高压供应阴极直流(DC)电力或高频(RF)电力，以通过(glow)放电在对象物体上沉积溅镀物质的方法。在通过监督沉积方式形成各向异性热传导层120时，较之现有技术，具有可减少热传导损失、简化散热片100的制造工艺等效果。
具体而言，若使用溅镀沉积方式，则因可直接在散热金属层110上形成各向异性热传导层120，从而无需用于将各向异性热传导层120层压于散热金属层110上的粘接层。即，在图1a所示的现有技术的利用铜箔/石墨层压体的散热片100中，必须在铜箔和石墨层之间设置粘接层，因此，发热元件产生的热被粘接层阻断传导，从而存在降低利用铜箔及石墨的散热片100的热传导性能的缺点。但是，根据本发明的制造方法，无需上述的粘接层也即可在散热金属层110上直接形成各向异性热传导层120，发热元件所产生热不会在传导途中被阻断而得到排出，从而具有减少热传导损失的效果。
另外，现有技术中作为石墨层材料使用天然石墨或人造石墨，但天然或人造石墨因利用高纯度天然石墨在片上进行加工，从而存在产生粉尘的可能性。从而需要通过湿式涂布(wet coating)方法在石墨的露出面上形成用于抑制粉尘飞散的涂层的工艺。但是，根据本发明的制造方法，因离子化的石墨粒子直接沉积于散热金属层110上，从而因粘接力高而防止石墨粒子的飞散。因此，无需追加形成涂层，可省略用于形成涂层的湿式涂布工艺，从而具有可节省散热片100的制造费用，减少制造工艺数，降低产品单价的效果。
另外，现有技术的天然或人造石墨的一般形成10～100μm的厚度，但在根据本发明可通过溅镀沉积方式形成各向异性热传导层120时，可通过设置沉积条件调节厚度，例如可将各向异性热传导层120形成为1μm以下的厚度。因此，可实现散热片100的整体厚度的薄膜化。
接着，本发明的散热片100的制造方法，还可包括在各向异性热传导层120或散热金属层110上形成粘接层130，并在粘接层130上附着离型薄膜140的工艺。将通过本发明的制造方法支撑的散热薄膜附着于发热元件时，附着之前从散热薄膜玻璃离型薄膜140之后，将通过露出的粘接层130固定于散热薄膜上。作为粘接层可使用例如PSA(Pressure sensitive adhesive，压敏粘接剂)。
[散热片]
本发明的一实施例的散热片100通过上述制造方法制造而成。尤其是，使用溅镀(sputtering)沉积方式直接在散热金属层110上形成各向异性热传导层120，而在下面将要说明的散热片100的结构中，各向异性热传导层120直接接触于散热金属层110的上面或下面。
图3a至3c为表示通过本发明的一实施例的散热片的制造方法制造而成的散热片100的第一至第三实施方式的截面图。如图3a所示，本发明的第一实施方式的散热片100可由散热金属层110、形成于散热金属层110的上面的各向异性热传导层120、附着于散热金属层110的下面的粘接层130及离型薄膜140构成。另外，如图3b所示，本发明的第二实施方式的散热片100可由散热金属层110、形成于散热金属层110的上面及下面的各向异性热传导层120、附着于形成在上面或下面中的某一方的散热金属层110的粘接层130及离型薄膜140构成；而如图3c所示，本发明的第三实施方式的散热片100可由散热金属层110、形成于散热金属层110的上面的各向异性热传导层120、附着于热传导层120的粘接层130及离型薄膜140构成。
根据本发明的散热片100，因各向异性热传导层120直接形成于散热金属层110上，从而在各向异性热传导层120和散热金属层110之间不再需要粘接层。因此，发热元件所产生热不会在传导途中被阻断而得到排出，从而具有减少热传导损失的效果。另外，无需在各向异性热传导层120上追加形成涂层，从而具有可节省散热片100的制造费用，减少制造工艺数，降低产品单价的效果。
上述实施例仅用以说明本发明而非限制，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明进行修改、变形或者等同替换，而在不脱离本发明的精神和范围之内，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种散热片的制造方法，其中，包括：
提供由热传导性金属构成的散热金属层的步骤；及
在上述散热金属层的上面或下面形成各向异性热传导层的步骤；
上述各向异性热传导层通过溅镀形成于上述散热金属层。
2.根据权利要求1所述的散热片的制造方法，其中：
还包括在上述各向异性热传导层或上述散热金属层上形成粘接层的步骤；及
在上述粘接层上附着离型薄膜的步骤。
3.根据权利要求1所述的散热片的制造方法，其中：
上述各向异性热传导层包括石墨。
4.根据权利要求1所述的散热片的制造方法，其中：
上述热传导性金属可以是铜、铝、PET、PI中的一种。
5.一种通过根据权利要求1至4的任意项所述的散热片的制造方法制造而成的散热片。
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