TW200406443A - Thermal conductive carbon fiber interfacial thin sheet and method for producing the same - Google Patents

Description

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五、發明說明（l) 【所屬之技術領域】 本發明係關於—絲、胃 指一種利用高導熱之=導熱碳纖維界面薄片及其製法，尤 性之高分子材料將編維，排列成直立方向，再利用軟 纖維外露，形成高導結合在一起，使一面或雙面之碳 成本量產之功效，使:二之導熱片材，且其具備簡易可低 使達顯著之實用性。 【先前技術】

按，由於科技進步，電子零件大量運用於各種生活 ，中二大至電機機械設備，小至個人使用之3C電子產品 母人母天生活隨時可觸及，在在影響人類之生活，惟一 電件之使用易受本身或週遭之熱量影響，造成運作 不穩定性，甚或嚴重影響整體系統運作，因此散熱設計 電子產品中之一大訴求。 ，一般散熱設計上，尤其許多精密之電子零件，常係 使用高散熱之鰭片或導熱片與風扇協助散熱，該散熱鰭片 結構’其係於座體頂面突伸排列若干散熱片所組成，藉其 散熱效果與電子零件搭接，以成散熱鰭片結構。 【内容】（所欲解決之技術問題） 惟本傳統之散熱鰭片，由於熱源至鰭片間，因不可能 完全密合，需仰賴銀膠搭接，目前常用之銀膠或導熱片導 熱係數為卜6W/m-κ，無法充分發揮導熱之效果。 W09840431中揭示藉由碳纖維導熱片散熱方式，請參

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閱第五圖所示，導熱片係以預浸料製作成複材板β，再進 行厚度面切片，以成一碳纖維導熱片C，然其製法僅能製 作高剛性與小面積之導熱片，柔軟或太薄之導熱片則不 機製，且其纖維與基材表面屬同一平面，兩面纖維無外 露，實際使用時，由於碳纖維之負值熱膨脹係數\因、此在 高溫時’纖維反而内縮在基材中，無法扮演導熱橋樑之功 (解決問題之技術手段）

本發明者有鑑於此’乃憑恃著長期對於各種碳纖維之 研究及融會貫通之構思’而發明出一種導熱碳纖維界面薄 片及其製法’其主要係利用南導熱性之碳纖維，以可離型 底材之植毛方法排列成直立之方向，並固定於彈性膠料 上；另一方法為將纖維束以搖動過篩方式，排列定^於内 夾片膠之雙層多孔鋼板之孔位内，將片膠加熱，使溢膠流 注纖維間，成化後固定纖維，形成兩面纖維外露之=^ = 材，藉由上述製法所製成之高導熱性片材由於質軟，f與 任何表面搭接，且可透過其簡易之製程方式，'以^供^成 本之製造方式，使達極佳產業利用性與實用價值。 一 (對照先前技術之功效） 茲由以上說明得知，本發明及其製法，確可達到如下 之若干優點：

五、發明說明（3) 碳纖維’排列成直 維束結合，形成導埶片材：：: f性之高分子材料將纖 效，可製作不同剛性=ς備間易可低成本量產之功 2、具含道# 與大面積之導熱片。 為膠料隔開阻擋熱傳遞、，：：【土：：：且銀粒子間 徑向之高導熱性，古 月充刀利用尚V熱碳纖維在 1 000W/m-K，而έ士/導，，、、奴纖維之導熱係數可高至 數，及無高分子。束5之之纖矣維密度決定整體片材之導熱係 接觸3，、達到最佳；纖維末梢，與待傳熱之兩介面 導片3質軟可適且用Λ各右種表面：由於本發明導熱碳纖維界面 度……形適合各種表面之搭接傳：維界面密合 【實施方式] 請參閱第一 二固 一 碳纖維界面薄片：；：=主：=發明有關於-種導熱 製程一： 八 要匕括兩種製程：

A 為低導電性為機械或靜電植毛之材料，先將其表面處气 果之纖維布為基材2，在其上塗佈彈性” 利用傳統機械植毛方式，或以本國專利M3川5之活相 五、發明說明（4) 碳纖維靜電植毛技術為基礎， 入彈性膠料或發泡材料3 將導熱纖維1直立排列插 A圖所示； 門’再加熱使其固定，如第二 D、 撕去具離型效果之纖維布基材2 · E、 以浴劑洗去纖維之不導 導熱片A，如第二B圖所示。蜊，得到碳纖維外露之 靜電植毛之纖維排列性 械植毛為佳，因此其導妖效果戴也牙透膠層之能力’較機 ◦•3，,，尤以。.5].5mm為佳也===維長度為 至65%之間。在彈性膠 ，、J衣境溼度最好介於30% m λ 或發泡材料上亦可視需要加一；a &的纖維網4，以不影變綸錐+从 ^ m m 後彈，ι± # θ @ s纖維之植入為原則，以增加植毛 佼泮性膠材之強度，請參閱第二C圖。 徂七 製程二： A、 ：預先定型之纖維束，以搖動過筛方式 夾片膠之雙層多孔鋼板的孔位； 位於内 B、 加熱並施壓於雙層鋼板，使内襯之片膠流注於纖 間； 、 C、 ，由樹脂硬化固定纖維，除去定位用多孔鋼板，即可 得到兩面碳纖維外露之導熱片。 其所應用之實施例如下， 貫施例一： 以高導熱性質之瀝青基碳纖維（NGF GRANOC ΧΝ、ι〇〇)， 纖維長度lmm，纖維直徑約10 ^，其軸向導熱係數約1〇〇〇

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W / m - K為措革从士丨 ^ 面處理為低導電V， Λ專利493 0 1 85之做法 龍之纖維布為基材，=l〇5_i09 ，以表面塗覆鐵氟 術將導熱纖維i立排Η#彈^橡膠，利用靜電植毛技 維之不導電ΐ理！;型效果之纖維布基材，#以溶劑洗去纖 係數為65 W/H 得到碳纖維外露之導熱片，其導熱 實施例二： (Mi tsubi h .疋之纖維束高導熱性質之瀝青基碳纖維 約1〇 ，^ 1 laleadRK223SE)，纖維長度6mm，纖維直徑 姑祖！11、母纖維為12K，其軸向導熱係數約20 ff/m-K為 雜展夕X搖動過篩方式，將纖維束排列定位於内夾片膠之 Γ二2鋼板的孔位内，加熱並施壓雙層鋼板，使内襯之 二’皿机’主於纖維間，藉由加熱硬化固定纖維，除去定位 y f孔鋼板，即可得到兩面碳纖維外露之導熱片，其導埶 係數為11 W/m-K。 …' 省藉由以上製程設計，所設計出具直立方向性之碳纖維 =熱片材A，請參閱第四圖所示，其可製為一面或雙面外 路之碳纖維1，其界面密合度佳，導熱效果也會較好，且 由於外露之纖維1及柔軟之彈性基材質軟，可彎曲變形適 合=各種表面之搭接傳熱，如表面2〇與表面3〇，且製程方 式簡易，可節省生產成本。 曰綜上所述’本發明導熱碳纖維界面薄片及其製法，係 提供一種具直立方向性且可製為一面或雙面外露之碳纖

200406443 五、發明說明（6) ΪΪ界面禮合度4圭’可適用於各種表面狀況，同時具高 導…、性之製程與結才冓，且製程簡易，可有效降低成本，俾 使整體確具極佳產業實用料菸土、 ^ . X ^ 〖生及成本效益，且其構成結構又 未冒見於書刊或公開使用 4外人政n〇 $ U丄 ^ 文用，減付合發明專利申請要件，貉 Μ鈞局明鑑，早日准予專利，至為感禱。 〜 需陳明者，以上所述乃是本發明之具體實施立即所運 用之技術原理，若依本發明之構想所作之改變，其所產生 之功能作用仍未超出說明書及圖示所涵蓋之精神時， 在本發明之範圍内，合予陳明。 均應 #

第10頁 200406443 圖式簡單說明 第一圖係為本發明導熱碳纖維界面薄片製程一之方塊圖。 第二A〜C圖係為本發明導熱碳纖維界面薄片製程一之示 意圖。 第三圖係為本發明導熱碳纖維界面薄片製程二之方塊圖。 第四圖係為本發明導熱碳纖維界面薄片之應用示意圖。 第五圖係為傳統導熱片之製造方式示意圖。 (圖號說明） A····碳纖維導熱片 B·· C····導熱片 1 · · · ·碳纖維 3 · · · ·彈性膠料 10 · · · ·碳纖維 3 0 · · · ·表面 ••複材板 2 · · · ·離型基材 4 · · · ·纖維網 2 0 · · · ·表面

Claims (1)

1. 1、 一種導熱碳纖維界面薄片， 外露之碳纖維，其厚户方 /、特徵為一面或雙面具有 由於外露之纖維及柔=之向之導熱係數大於l〇W/m-K， 適合於各種表面之搭接彈性基材質軟，可彎曲變形· 省生產成本，確具有極古…、且製成方式簡易，可節 2、 依據申請專利範圍第丨項巧戶之產業實用價值。 . 片，其中之碳纖維係為、一所述^之導熱碳纖維界面薄 係數大於2〇W/m-K。、—渥青基碳纖維，其軸向導熱 C D 依 製 B 種導熱碳纖維界面薄 、將高導熱性之碳不^其係包括： 、以具離型兮要* =作不導電表面處理； 性膠料或發泡材料維布為基材，在其上塗佈彈 熱ϊ Ϊ ί ^ ^ t毛方式排列成直立方向，再加 、、u疋具於弹性膠料上； 、撕去具離型效果 ’ 維之不導電户®力纖維布基材，以溶劑洗去纖 據申請專利範^第15’得到碳纖維外露之導熱片。 法，复制土 +第1項所述導熱碳纖維界面薄片之 ，、衣法亦可為： 於：ΐ:Ξ::Ϊ束，以搖動過篩方式排列定位 、加熱並施^ 多孔鋼板的孔位内； 間； 雙層鋼板，使内槻之片膠溢流注於纖維 ^ ^熱硬化固定纖維，除去定位用鋼板，即可得 J兩面碳纖維外露之導熱片。

   200406443 申請曰期： cC\ 申請案號： 巧7叫 IPC分類 Ί尸/; 發明專利說明書 (以上各欄由本局填註） _ — 中文 導熱碳纖維界面薄片及其製法 m 發明名稱 英文 姓名 (中文） 1. 莊毓蕙 2. 許明發 3. 王文士 二 姓名 (英文） 2： 3. 發明人 (共4人） 國籍 (中英文) 1.中華民國TW 2.中華民國TW 3.中華民國TW 住居所 (中文) 1. 台中縣沙鹿鎮忠貞路20巷13-3號 2. 新竹帝食品各16纟巷8號 3. 台南市北區西門路三段七號 住居所 (英文) 1. 2. 3. 名稱或 姓名 (中文） 1.國防部中山科學研究院 名稱或 姓名 (英文） 1. 三 國籍 (中英文) 1.中華民國TW 申請人 (共1人） 住居所 (營業所) (中文) 1.桃園縣龍潭鄉佳安村中山路二號（本地址與前向貴局申請者相同） 住居所 (營業所) (英文) 1. 代表人 (中文） 1.劉金陵 代表人 (英文） 1. m

   200406443 申請曰期： IPC分類 申請案號： 發明專利說明書 發明名稱 中文 英文 二 發明人 (共4人） 姓名 (中文） 4.林永崑 姓名 (英文） 4. 國籍 (中英文) 4.中華民國TW 住居所 (中文) 4.台北市延壽街330巷17弄13號 住居所 (英文) 4. 申請人 (共1人） 名稱或 姓名 (中文） 名稱或 姓名 (英文） 國籍 (中英文) 住居所 (營業所) (中文) 住居所 (營業所) (英文) 代表人 (中文） 代表人 (英文） 1111 III 第2頁