人工石墨薄片及石墨基板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型有關(guān)于石墨片及其組成的石墨基板，特別是指一種由人工制成的人工石墨薄片及石墨基板。
【背景技術(shù)】
[0002]電子產(chǎn)品中所采用的電路基板，為了適時(shí)地散除運(yùn)作時(shí)所產(chǎn)生的熱能，保持良好的運(yùn)行效能，通常是以導(dǎo)熱性良好的材料所制成，以滿足電子產(chǎn)品的需求。
[0003]而伴隨科技提升，各種尚功率、尚效能的3C電子廣品也相應(yīng)而生，而在提升效能的同時(shí)，各種硬件配件在散熱的要求也愈來愈高；以高功率的LED來說，因其在運(yùn)作時(shí)高瓦特?cái)?shù)會產(chǎn)生更高的熱度，現(xiàn)有的散熱基板已無法有效滿足熱擴(kuò)散與熱傳導(dǎo)的問題，不僅影響使用上的效能、質(zhì)量，也使高功率LED的壽命極為有限，難以長久且正常地使用。
[0004]有鑒于此，散熱基板的效能一直是電子產(chǎn)品最為重視的課題，而石墨片作為散熱基板最主要的素材，本案創(chuàng)作人致力于以此研宄改進(jìn)之道，經(jīng)不斷嘗試與實(shí)驗(yàn)之下，終有本創(chuàng)作產(chǎn)生。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的主要目的，是提供一種人工石墨薄片，利用分布的孔狀結(jié)構(gòu)，可增加熱擴(kuò)散面積、透氣性，且透過貫孔可提供有適宜的空間，無論是在石墨化的生產(chǎn)過程或是后續(xù)應(yīng)用于散熱基板的過程，均可提高生產(chǎn)良率及平整性。
[0006]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種人工石墨薄片，其特點(diǎn)是，其為PI薄膜石墨化而成的石墨薄片，該石墨薄片開設(shè)有數(shù)個(gè)孔徑介于0.1-1mm的貫孔，且該各貫孔彼此間的間距介于0.l-5mm之間。
[0007]所述貫孔整齊排列并分布于該人工石墨薄片，且呈數(shù)組或斜交排列。
[0008]所述貫孔為圓形或多邊形。
[0009]本實(shí)用新型另提供一種石墨基板，其特點(diǎn)是，該石墨基板由下至上依次包括基層、上述提及的人工石墨薄片、第一絕緣層及第一導(dǎo)電層；該基層由金屬、樹脂或木材纖維構(gòu)成；該第一絕緣層由絕緣復(fù)合材料構(gòu)成，該第一導(dǎo)電層由導(dǎo)電材料構(gòu)成。
[0010]所述基層與該人工石墨薄片之間設(shè)有第二絕緣層。
[0011]所述第一導(dǎo)電層上方還設(shè)有第三絕緣層及第二導(dǎo)電層，且該第二絕緣層介于該第一導(dǎo)電層與該第二導(dǎo)電層之間。
[0012]所述第二導(dǎo)電層與該第三絕緣層開設(shè)有至少一灌注孔，且該灌注孔中注有灌注材，該灌注材為銅漿、銀漿、樹脂或電鍍銅。
[0013]所述基層為厚度介于10-3000um之間的金屬銷、厚度介于10_175um之間的金屬銅、厚度介于10_3000um之間的樹脂材料或厚度介于10-200um之間的木材纖維。
[0014]所述第一絕緣層、該第二絕緣層及該第三絕緣層由熱硬化性樹脂材料或高分子樹脂材料構(gòu)成。所述第一絕緣層、該第二絕緣層及該第三絕緣層由厚度介于10-130um之間的PP材構(gòu)成。
[0015]所述第一導(dǎo)電層及該第二導(dǎo)電層由可導(dǎo)電的金屬材料構(gòu)成。所述第一導(dǎo)電層及該第二導(dǎo)電層由厚度介于10-175um之間的金屬銅構(gòu)成。
[0016]藉此，本實(shí)用新型的人工石墨薄片(10-200um)對于熱擴(kuò)散、熱傳導(dǎo)的功能優(yōu)于現(xiàn)有沒加工的石墨片，不僅可增加熱擴(kuò)散面積、透氣性佳，且在應(yīng)用時(shí)可增加所貼附樹脂層的附著性，減少后續(xù)加工時(shí)石墨薄片容易碎裂的問題。
[0017]而利用本實(shí)用新型的人工石墨薄片制成的石墨基板，可適用于熱電分離的電子產(chǎn)品，并具有下述特點(diǎn):
[0018]1.擁有高導(dǎo)熱系數(shù)，且水平導(dǎo)熱系數(shù)高，熱均性佳，助于高基板整體的散熱性；
[0019]2.熱膨脹系數(shù)低，生產(chǎn)制程穩(wěn)定，良率高；
[0020]3.熱傳導(dǎo)效能優(yōu)于鋁或銅基板，且熱阻低于鋁或銅基板；
[0021]4.藉由效能提升縮小產(chǎn)品體積，有效降低硬件設(shè)計(jì)與組裝的成本；
[0022]5.透過高效率的導(dǎo)熱與散熱，提高產(chǎn)品的壽命與使用的穩(wěn)定性。
[0023]以下，為能對本實(shí)用新型進(jìn)一步地了解，特以一實(shí)施例，并配合圖式、符號詳細(xì)說明如下。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例人工石墨薄片外觀示意圖。
[0025]圖1a是圖1中A的放大示意圖。
[0026]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例人工石墨薄片局部結(jié)構(gòu)俯視示意圖。
[0027]圖2a及圖2b分別為其它實(shí)施例的局部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖3至圖6分別為不同實(shí)施例的石墨基板萱構(gòu)不意圖。
[0029]符號說明:
[0030]10人工石墨薄片11貫孔
[0031]D 間距2 石墨基板
[0032]20基層21第一絕緣層
[0033]22第一導(dǎo)電層23第二絕緣層
[0034]24第三絕緣層25第二導(dǎo)電層
[0035]26灌注孔27灌注材。
【具體實(shí)施方式】
[0036]請參見圖1、圖1a與圖2，本實(shí)用新型的人工石墨薄片10，其主要素材是為PI薄膜，經(jīng)過石墨化高溫?zé)Y(jié)而成，其上設(shè)有數(shù)個(gè)整齊排列的貫孔11，各貫孔11的孔徑介于0.1-1mm之間，而各貫孔11彼此間的間距d介于0.l_5mm之間。上述人工石墨薄片的厚度在10~200um之間為佳。
[0037]依本實(shí)施例石墨化的加工過程，可分為燒結(jié)前先行貫孔作業(yè)或燒結(jié)后再行貫孔作業(yè)；若于燒結(jié)前于PI膜上進(jìn)行貫孔作業(yè)，可提供燒結(jié)時(shí)膨脹所需的空間，提高生產(chǎn)良率及燒結(jié)后的人工石墨薄片10的平整性，而其燒結(jié)后的貫孔11，具有5-15%的收縮比，例如PI膜的貫孔為1mm，于燒結(jié)成人工石墨薄片10后貫孔11孔徑將收縮為0.85-0.95mm ;而若于燒結(jié)后再進(jìn)行貫孔作業(yè)，則可提升貫孔11的完整性，以利于后續(xù)應(yīng)用于制作散熱基板的制程。
[0038]再請一并參見圖2a與圖2b，分別為本實(shí)用新型其它可行的實(shí)施方式。其中，以圖2為例，人工石墨薄片10所開設(shè)的貫孔11呈數(shù)組的方式整齊排列，而如圖2a所示，該些貫孔11可視需求采用斜交的方式排列；再者，該些貫孔11除圓形外，亦可采用直徑介于0.1-1mm的圓內(nèi)(外)切的多邊形貫孔11，如圖2b所示，該人工石墨薄片10的貫孔11為圓內(nèi)切的正六邊形貫孔11。
[0039]本實(shí)施例的人工石墨薄片10，利用貫孔11所形成的孔狀結(jié)構(gòu)，不僅增加熱擴(kuò)散面積、透氣性，且在應(yīng)用時(shí)可增加所貼附樹脂層的附著性，以及減少后續(xù)加工時(shí)石墨薄片容易碎裂的問題。
[0040]再請參閱圖3，其是利用如述人工石墨薄片10進(jìn)一步加工制成石墨基板2的堆淺結(jié)構(gòu)示意圖，其由下而上依序?yàn)榛鶎?0、人工石墨薄片10、第一絕緣層21及第一導(dǎo)電層22。其中，基層20可由金屬、樹脂或木材纖維構(gòu)成，人工石墨薄片10由PI薄膜石墨化加工而成，第一絕緣層21由絕緣復(fù)合材料所構(gòu)成，第一導(dǎo)電層22由導(dǎo)電材料所構(gòu)成。
[0041]依據(jù)產(chǎn)品的需求，可進(jìn)一步于前述實(shí)施例石墨基板2的基層20與人工石墨薄片10之間增設(shè)有第二絕緣層23 ;如圖4所示，其由下而上依序?yàn)榛鶎?0、第二絕緣層23、人工石墨薄片10、第一絕緣層21及第一導(dǎo)電層22，第二絕緣層23的材質(zhì)同于第一絕緣層21，是由絕緣復(fù)合材料所構(gòu)成。
[0042]再者，如圖5所示，可進(jìn)一步于圖4所示實(shí)施例的石墨基板2的第一導(dǎo)電層22上方增設(shè)有第三絕緣層24及第二導(dǎo)電層25，其疊構(gòu)由下而上依序?yàn)榛鶎?0、第二絕緣層23、人工石墨薄片10、第一絕緣層21、第一導(dǎo)電層22、第三絕緣層24及第二導(dǎo)電層25 ;第三絕緣層24的材質(zhì)同樣可由絕緣復(fù)合材料所構(gòu)成，而第二導(dǎo)電層25的材質(zhì)同于第一導(dǎo)電層22，是由導(dǎo)電材料所構(gòu)成。
[0043]又如圖6所示，石墨基板2可進(jìn)一步于第二導(dǎo)電層25及第三絕緣層24處開設(shè)有至少一灌注孔26，并于其中注有灌注材27，藉以配合導(dǎo)電板的架構(gòu)，并可增強(qiáng)石墨基板2縱向的熱傳導(dǎo)能力；其中，灌注材27可為銅漿、銀漿、樹脂或電鍍銅。
[0044]依前述各石墨基板2可行的實(shí)施態(tài)樣，其中所述的第一絕緣層21、第二絕緣層23及第三絕緣層24可為熱硬化性樹脂或高分子樹脂，而第一導(dǎo)電層22及第二導(dǎo)電層25可為導(dǎo)電的金屬材料(如:銅箔)。
[0045]此外，基層20、各絕緣層及各導(dǎo)電層可依實(shí)際需求選用適當(dāng)?shù)牟牧?，并配置適宜的厚度，其中，根據(jù)材料成本與導(dǎo)熱性能相比，較佳的基層20配置可為厚度介于10-3000um之間的金屬銷、厚度介于10-175um之間的金屬銅、厚度介于10-3000um之間的樹脂或厚度介于10-200um之間的木材纖維，較佳的第一絕緣層21、第二絕緣層23或第三絕緣層24可為厚度介于10-130um之間的PP (prepreg)材，較佳的第一導(dǎo)電層22或第二導(dǎo)電層25可為厚度介于10-175um之間的金屬銅。
[0046]以上所述，僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例詳細(xì)說明而已，并非用以限定本實(shí)用新型，本實(shí)用新型的所有范圍應(yīng)以下述的申請專利范圍為準(zhǔn)，即凡依本實(shí)用新型申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆為本實(shí)用新型的專利范圍所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種人工石墨薄片，其特征在于，其為PI薄膜石墨化而成的石墨薄片，該石墨薄片開設(shè)有數(shù)個(gè)孔徑介于0.1-1mm的貫孔，且該各貫孔彼此間的間距介于0.l_5mm之間。
2.如權(quán)利要求1所述的人工石墨薄片，其特征在于，所述貫孔整齊排列并分布于該人工石墨薄片，且呈數(shù)組或斜交排列。
3.如權(quán)利要求1所述的人工石墨薄片，其特征在于，所述貫孔為圓形或多邊形。
4.一種石墨基板，其特征在于，該石墨基板由下至上依次包括基層、權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的人工石墨薄片、第一絕緣層及第一導(dǎo)電層；該基層由金屬、樹脂或木材纖維構(gòu)成；該第一絕緣層由絕緣復(fù)合材料構(gòu)成，該第一導(dǎo)電層由導(dǎo)電材料構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的石墨基板，其特征在于，所述基層與該人工石墨薄片之間設(shè)有第二絕緣層。
6.如權(quán)利要求5所述的石墨基板，其特征在于，所述第一導(dǎo)電層上方還設(shè)有第三絕緣層及第二導(dǎo)電層，且該第二絕緣層介于該第一導(dǎo)電層與該第二導(dǎo)電層之間。
7.如權(quán)利要求6所述的石墨基板，其特征在于，所述第二導(dǎo)電層與該第三絕緣層開設(shè)有至少一灌注孔，且該灌注孔中注有灌注材，該灌注材為銅漿、銀漿、樹脂或電鍍銅。
8.如權(quán)利要求6所述的石墨基板，其特征在于，所述基層為厚度介于10-3000um之間的金屬銷、厚度介于10-175um之間的金屬銅、厚度介于10-3000um之間的樹脂材料或厚度介于10-200um之間的木材纖維。
9.如權(quán)利要求6所述的石墨基板，其特征在于，所述第一絕緣層、該第二絕緣層及該第三絕緣層由熱硬化性樹脂材料或高分子樹脂材料構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求9所述的石墨基板，其特征在于，所述第一絕緣層、該第二絕緣層及該第三絕緣層由厚度介于10-130um之間的PP材構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求6所述的石墨基板，其特征在于，所述第一導(dǎo)電層及該第二導(dǎo)電層由可導(dǎo)電的金屬材料構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求11所述的石墨基板，其特征在于，所述第一導(dǎo)電層及該第二導(dǎo)電層由厚度介于10-175um之間的金屬銅構(gòu)成。
【專利摘要】一種人工石墨薄片及石墨基板，該人工石墨薄片由PI薄膜經(jīng)石墨化加工而成，并開設(shè)有數(shù)個(gè)孔徑介于0.1-1mm的貫孔，該石墨基板為包含有該人工石墨薄片的堆棧結(jié)構(gòu)；利用人工石墨薄片的孔狀結(jié)構(gòu)，可增加熱擴(kuò)散面積、透氣性，且透過貫孔可提供有適宜的空間，無論是在石墨化的生產(chǎn)過程或是后續(xù)應(yīng)用于散熱基板的過程，均可提高生產(chǎn)良率及平整性。
【IPC分類】B32B9-00, B32B27-06, B32B15-04, H05K7-20, B32B21-02
【公開號】CN204392757
【申請?zhí)枴緾N201520103535
【發(fā)明人】柯品聿
【申請人】品碩光電股份有限公司
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年2月13日