导热结构及散热装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种导热结构及散热装置，特别涉及一种薄型化的导热结构及散热装置。
【背景技术】
[0002]随着科技的发展，针对电子装置的设计与研发，莫不以薄型化及高效能为优先考量。在要求高速运算的情况下，电子装置的电子元件不可避免地将产生较以往的电子元件更多的热量，但由于高温的作业环境不仅将影响电子元件的特性，过高的温度更可能造成电子元件永久性的损坏。因而，为配合电子装置的薄型化产品趋势，薄型化的散热装置已成为现行电子装置中不可或缺的重要配备之一。
[0003]已知的散热装置一般包括一散热器及一风扇，散热器安装在电子兀件(例如CPU)上，且一般为铝制品或铜制品，并包括一底座与多个散热鳍片。当电子元件所产生之热能传导至散热器时，热能将经由底座传导至该些散热鳍片，更可藉由风扇的吹拂而将电子元件所产生之热能散逸。
[0004]然而，对于上述的散热装置而言，散热器存在着体积过大，无法满足现今薄型化电子产品所要求轻薄的需求。因此，如何提供一种导热结构及散热装置，具有较佳的导热效果以及薄型化的特点，以符合现今电子产品轻薄化的要求，已成为重要课题之一。
【发明内容】
[0005]有鉴于上述课题，本发明之目的为提供一种具有较佳的导热效果以及薄型化的特点，以符合现今电子产品轻薄化的要求的导热结构及散热装置。
[0006]为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下:
[0007]—种导热结构，包括第一导热层11和第二导热层12，所述第一导热层11包含一石墨烯材料111和多个第一碳纳米管112，所述第一碳纳米管112分散于所述石墨烯材料111中；所述第二导热层12叠设于所述第一导热层11上，并包含一多孔材料121及多个第二碳纳米管122，所述第二碳纳米管122分散于所述多孔材料121中。
[0008]进一步地，所述导热结构的厚度介于10微米至300微米之间。
[0009]进一步地，所述导热粒子分散于所述第一导热层11和所述第二导热层12中的至少一层中。
[0010]进一步地，所述导热结构还包括一功能层13，所述功能层13设置于第一导热层11远离第二导热层12的一表面上，或设置于该第一导热层11与该第二导热层12之间，或设置于该第二导热层12远离该第一导热层11的一表面上。
[0011]进一步地，所述功能层的材料为聚对苯二甲酸乙二酯、环氧树脂、酚树脂、双马来酰亚胺、耐龙珩生物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯类树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、热塑性聚胺基甲酸酯、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸丁二酯或聚氯乙烯。
[0012]为了实现上述发明目的，本发明还公开了一种导热结构，其包括一导热层，所述导热层包含一多孔材料121及多个碳纳米管，所述碳纳米管分散于所述多孔材料121中。
[0013]进一步地，所述导热层还包括分散于该导热层中的多个导热粒子。
[0014]进一步地，所述导热层还包含一石墨稀材料111，所述石墨稀材料111混合于所述导热层中。
[0015]进一步地，所述导热结构的厚度介于10微米至300微米之间。
[0016]进一步地，所述导热结构还包含一功能层(13)，其设置于该导热层的一表面上。
[0017]进一步地，所述功能层的材料为聚对苯二甲酸乙二酯、环氧树脂、酚树脂、双马来酰亚胺、耐龙珩生物、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯类树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、热塑性聚胺基甲酸酯、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸丁二酯或聚氯乙烯。
[0018]为了实现上述发明目的，本发明还公开了一种导热结构，一种散热装置，其与一热源配合，所述散热装置包括:前述任一项的导热结构，该导热结构与该热源接触；以及一散热结构(4)，所述散热结构(4)与所述导热结构连接。
[0019]进一步地，所述散热结构包括一散热鳍片、一散热风扇(41)和一热管中的一种或几种。
[0020]承上所述，因本发明的导热结构及散热装置中，导热结构的第一导热层包含多个第一碳纳米管分散于石墨烯材料中，而第二导热层叠设于第一导热层上，并包含多个第二碳纳米管分散于多孔材料中。藉由第一导热层与第二导热层的结构，除了可将热源所产生的热能快速地导引并散逸，并使得导热结构及散热装置具有薄型化的特点而符合现今薄型化电子产品轻薄化的要求。
【附图说明】
[0021]图1A为本发明较佳实施例的导热结构的分解示意图。
[0022]图1B为本发明较佳实施例的导热结构的侧视示意图。
[0023]图1C为图1B的区域A的放大示意图。
[0024]图1D为图1B的区域B的放大示意图。
[0025]图2A至图2C分别为不同实施方式的导热结构的侧视示意图。
[0026]图3为本发明较佳实施例之一种散热装置的示意图。
[0027]图中，l、la、lb、lc、3-导热结构，11、31_第一导热层，111-石墨烯材料，112-第一碳纳米管，12,32-第二导热层，121-多孔材料，122-第二碳纳米管，13-功能层，2-散热装置，4-散热结构，41-散热风扇，A、B-区域，d-厚度，G-气泡。
【具体实施方式】
[0028]以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的导热结构及散热装置，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
[0029]请分别参照图1A至图1D所示，其中，图1A及图1B分别为本发明较佳实施例的一种导热结构I的分解示意图及侧视示意图，而图1C及图1D分别为图1B的区域A与区域B的放大示意图。于此，图1C与图1D只是示意，并没有按照实际元件的比例来绘制。
[0030]导热结构I可将热源(例如电子元件)所产生的热能快速地导引出，并包括一第一导热层11以及一第二导热层12，且第一导热层11与第二导热层12相互叠设。本实施例是以第二导热层12叠设于第一导热层11上为例(第一导热层11与热源接触)。在不同实施例中，也可将第一导热层11叠设于第二导热层12上(第二导热层12与热源接触)，并不限定。导热结构I的厚度d可介于10微米至300微米之间，因此，使用者可依据实际需求制作成需要的厚度而应用于轻薄化的电子装置中，以符合现今电子产品轻薄的要求。
[0031]如图1C所示，第一导热层11包含一石墨稀材料111及多个第一碳纳米管(CarbonNanotube, CNT) 112，该些第一碳纳米管112混合于石墨稀材料111中。其中，石墨稀材料111是以石墨烯为基底的材料，并可为天然石墨或人工石墨。石墨烯材料111 (石墨烯粒子)的纯度可介于70%至99.9%，且石墨烯粒子的粒径可介于5纳米至3000纳米之间。另外，碳纳米管(第一碳纳米管112)是一具有纳米级直径与长宽高比的石墨管，碳纳米管内径可从0.4纳米(nm)至数十纳米，而碳管外径则由I纳米至数百纳米，且其长度则由数微米至数十微米之间，并可由单层或多层的石墨层卷曲形成中空管柱状结构。碳纳米管是一种高导热材料，其导热系数一般可大于6000瓦特/公尺-K (高纯度钻石的导热系数约3320瓦特/公尺-K)，因此，其导热效率相当高。在具体实施例中，可将碳纳米管(第一碳纳米管112)混合于石墨烯材料111中，并加入黏着剂(图未示)后搅拌且依实际需求尺寸、厚度固化定型，以成为第一导热层11。由于石墨烯粒子具有良好的导热性，特别是针对X/Y轴所构成的平面有极佳的导热性，因而透过具有石墨烯材料111与第一碳纳米管112之第一导热层11，可进行高效率的热传输，以快速地将热能由热源导引出，且往第二导热层12传递。
[0032]另外，如图1D所示，第二导热层12包含一多孔材料121及多个第二碳纳米管122，该些第二碳纳米管122混合于多孔材料121中。其中，多孔材料121可为发泡塑胶，例如将热塑性塑胶，如聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC), ABS, PC、聚酯、尼龙(Nylon)或聚甲醛等材料，加入二氧化碳发泡剂、氢化氟氯烃(HCFC)、烃类(例如环戊烷)、氢化氟、ADC发泡剂(例如N-亚硝基化合物)或OBSH发泡剂(例如4，4’- 二磺酰肼二苯醚)等发泡材料搅拌而成；或者，亦可将热固性塑胶，例如PU、聚三聚异氰酸树脂、酚醛树脂、尿醛树月旨、环氧树脂、聚有机娃氧烧或聚酰亚胺(Polyimide, PI)等材料加入上述的发泡材料搅拌而成。多孔塑胶(多孔材料121)是以塑胶为基本材料，并含有大量的气泡G，因此多孔塑胶可以说是以气体为填料的复合塑胶。另外，第二碳纳米管122具有上述第一碳纳米管112的高导热特性，不再赘述。
[0033]在实施上，可先将第二碳纳米管122混合于液态状的多孔材料121中，并依实际需求尺寸、厚度固化定型，以成为第二导热层12。当热能传导至第二导热层12时，透过第二碳纳米管122的高导热能力，热能除了会由第二碳纳米管122导引至气泡G(气泡G内