導熱結構及散熱裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種導熱結構及散熱裝置，特別涉及一種薄型化的導熱結構及散熱裝置。
【背景技術】
[0002]隨著科技的發(fā)展，針對電子裝置的設計與研發(fā)，莫不以薄型化及高效能為優(yōu)先考量。在要求高速運算的情況下，電子裝置的電子元件不可避免地將產生較以往的電子元件更多的熱量，但由于高溫的作業(yè)環(huán)境不僅將影響電子元件的特性，過高的溫度更可能造成電子元件永久性的損壞。因而，為配合電子裝置的薄型化產品趨勢，薄型化的散熱裝置已成為現(xiàn)行電子裝置中不可或缺的重要配備之一。
[0003]已知的散熱裝置一般包括一散熱器及一風扇，散熱器安裝在電子兀件(例如CPU)上，且一般為鋁制品或銅制品，并包括一底座與多個散熱鰭片。當電子元件所產生之熱能傳導至散熱器時，熱能將經由底座傳導至該些散熱鰭片，更可藉由風扇的吹拂而將電子元件所產生之熱能散逸。
[0004]然而，對于上述的散熱裝置而言，散熱器存在著體積過大，無法滿足現(xiàn)今薄型化電子產品所要求輕薄的需求。因此，如何提供一種導熱結構及散熱裝置，具有較佳的導熱效果以及薄型化的特點，以符合現(xiàn)今電子產品輕薄化的要求，已成為重要課題之一。

【發(fā)明內容】

[0005]有鑒于上述課題，本發(fā)明之目的為提供一種具有較佳的導熱效果以及薄型化的特點，以符合現(xiàn)今電子產品輕薄化的要求的導熱結構及散熱裝置。
[0006]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案如下:
[0007]—種導熱結構，包括第一導熱層11和第二導熱層12，所述第一導熱層11包含一石墨烯材料111和多個第一碳納米管112，所述第一碳納米管112分散于所述石墨烯材料111中；所述第二導熱層12疊設于所述第一導熱層11上，并包含一多孔材料121及多個第二碳納米管122，所述第二碳納米管122分散于所述多孔材料121中。
[0008]進一步地，所述導熱結構的厚度介于10微米至300微米之間。
[0009]進一步地，所述導熱粒子分散于所述第一導熱層11和所述第二導熱層12中的至少一層中。
[0010]進一步地，所述導熱結構還包括一功能層13，所述功能層13設置于第一導熱層11遠離第二導熱層12的一表面上，或設置于該第一導熱層11與該第二導熱層12之間，或設置于該第二導熱層12遠離該第一導熱層11的一表面上。
[0011]進一步地，所述功能層的材料為聚對苯二甲酸乙二酯、環(huán)氧樹脂、酚樹脂、雙馬來酰亞胺、耐龍珩生物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯類樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、熱塑性聚胺基甲酸酯、聚醚醚酮、聚對苯二甲酸丁二酯或聚氯乙烯。
[0012]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還公開了一種導熱結構，其包括一導熱層，所述導熱層包含一多孔材料121及多個碳納米管，所述碳納米管分散于所述多孔材料121中。
[0013]進一步地，所述導熱層還包括分散于該導熱層中的多個導熱粒子。
[0014]進一步地，所述導熱層還包含一石墨稀材料111，所述石墨稀材料111混合于所述導熱層中。
[0015]進一步地，所述導熱結構的厚度介于10微米至300微米之間。
[0016]進一步地，所述導熱結構還包含一功能層(13)，其設置于該導熱層的一表面上。
[0017]進一步地，所述功能層的材料為聚對苯二甲酸乙二酯、環(huán)氧樹脂、酚樹脂、雙馬來酰亞胺、耐龍珩生物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯類樹脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚酰亞胺、聚甲基丙烯酸甲酯、熱塑性聚胺基甲酸酯、聚醚醚酮、聚對苯二甲酸丁二酯或聚氯乙烯。
[0018]為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還公開了一種導熱結構，一種散熱裝置，其與一熱源配合，所述散熱裝置包括:前述任一項的導熱結構，該導熱結構與該熱源接觸；以及一散熱結構(4)，所述散熱結構(4)與所述導熱結構連接。
[0019]進一步地，所述散熱結構包括一散熱鰭片、一散熱風扇(41)和一熱管中的一種或幾種。
[0020]承上所述，因本發(fā)明的導熱結構及散熱裝置中，導熱結構的第一導熱層包含多個第一碳納米管分散于石墨烯材料中，而第二導熱層疊設于第一導熱層上，并包含多個第二碳納米管分散于多孔材料中。藉由第一導熱層與第二導熱層的結構，除了可將熱源所產生的熱能快速地導引并散逸，并使得導熱結構及散熱裝置具有薄型化的特點而符合現(xiàn)今薄型化電子產品輕薄化的要求。
【附圖說明】
[0021]圖1A為本發(fā)明較佳實施例的導熱結構的分解示意圖。
[0022]圖1B為本發(fā)明較佳實施例的導熱結構的側視示意圖。
[0023]圖1C為圖1B的區(qū)域A的放大示意圖。
[0024]圖1D為圖1B的區(qū)域B的放大示意圖。
[0025]圖2A至圖2C分別為不同實施方式的導熱結構的側視示意圖。
[0026]圖3為本發(fā)明較佳實施例之一種散熱裝置的示意圖。
[0027]圖中，l、la、lb、lc、3-導熱結構，11、31_第一導熱層，111-石墨烯材料，112-第一碳納米管，12,32-第二導熱層，121-多孔材料，122-第二碳納米管，13-功能層，2-散熱裝置，4-散熱結構，41-散熱風扇，A、B-區(qū)域，d-厚度，G-氣泡。
【具體實施方式】
[0028]以下將參照相關圖式，說明依本發(fā)明較佳實施例的導熱結構及散熱裝置，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
[0029]請分別參照圖1A至圖1D所示，其中，圖1A及圖1B分別為本發(fā)明較佳實施例的一種導熱結構I的分解示意圖及側視示意圖，而圖1C及圖1D分別為圖1B的區(qū)域A與區(qū)域B的放大示意圖。于此，圖1C與圖1D只是示意，并沒有按照實際元件的比例來繪制。
[0030]導熱結構I可將熱源(例如電子元件)所產生的熱能快速地導引出，并包括一第一導熱層11以及一第二導熱層12，且第一導熱層11與第二導熱層12相互疊設。本實施例是以第二導熱層12疊設于第一導熱層11上為例(第一導熱層11與熱源接觸)。在不同實施例中，也可將第一導熱層11疊設于第二導熱層12上(第二導熱層12與熱源接觸)，并不限定。導熱結構I的厚度d可介于10微米至300微米之間，因此，使用者可依據(jù)實際需求制作成需要的厚度而應用于輕薄化的電子裝置中，以符合現(xiàn)今電子產品輕薄的要求。
[0031]如圖1C所示，第一導熱層11包含一石墨稀材料111及多個第一碳納米管(CarbonNanotube, CNT) 112，該些第一碳納米管112混合于石墨稀材料111中。其中，石墨稀材料111是以石墨烯為基底的材料，并可為天然石墨或人工石墨。石墨烯材料111 (石墨烯粒子)的純度可介于70%至99.9%，且石墨烯粒子的粒徑可介于5納米至3000納米之間。另外，碳納米管(第一碳納米管112)是一具有納米級直徑與長寬高比的石墨管，碳納米管內徑可從0.4納米(nm)至數(shù)十納米，而碳管外徑則由I納米至數(shù)百納米，且其長度則由數(shù)微米至數(shù)十微米之間，并可由單層或多層的石墨層卷曲形成中空管柱狀結構。碳納米管是一種高導熱材料，其導熱系數(shù)一般可大于6000瓦特/公尺-K (高純度鉆石的導熱系數(shù)約3320瓦特/公尺-K)，因此，其導熱效率相當高。在具體實施例中，可將碳納米管(第一碳納米管112)混合于石墨烯材料111中，并加入黏著劑(圖未示)后攪拌且依實際需求尺寸、厚度固化定型，以成為第一導熱層11。由于石墨烯粒子具有良好的導熱性，特別是針對X/Y軸所構成的平面有極佳的導熱性，因而透過具有石墨烯材料111與第一碳納米管112之第一導熱層11，可進行高效率的熱傳輸，以快速地將熱能由熱源導引出，且往第二導熱層12傳遞。
[0032]另外，如圖1D所示，第二導熱層12包含一多孔材料121及多個第二碳納米管122，該些第二碳納米管122混合于多孔材料121中。其中，多孔材料121可為發(fā)泡塑膠，例如將熱塑性塑膠，如聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC), ABS, PC、聚酯、尼龍(Nylon)或聚甲醛等材料，加入二氧化碳發(fā)泡劑、氫化氟氯烴(HCFC)、烴類(例如環(huán)戊烷)、氫化氟、ADC發(fā)泡劑(例如N-亞硝基化合物)或OBSH發(fā)泡劑(例如4，4’- 二磺酰肼二苯醚)等發(fā)泡材料攪拌而成；或者，亦可將熱固性塑膠，例如PU、聚三聚異氰酸樹脂、酚醛樹脂、尿醛樹月旨、環(huán)氧樹脂、聚有機娃氧燒或聚酰亞胺(Polyimide, PI)等材料加入上述的發(fā)泡材料攪拌而成。多孔塑膠(多孔材料121)是以塑膠為基本材料，并含有大量的氣泡G，因此多孔塑膠可以說是以氣體為填料的復合塑膠。另外，第二碳納米管122具有上述第一碳納米管112的高導熱特性，不再贅述。
[0033]在實施上，可先將第二碳納米管122混合于液態(tài)狀的多孔材料121中，并依實際需求尺寸、厚度固化定型，以成為第二導熱層12。當熱能傳導至第二導熱層12時，透過第二碳納米管122的高導熱能力，熱能除了會由第二碳納米管122導引至氣泡G(氣泡G內