人工石墨薄片及石墨基板的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型有关于石墨片及其组成的石墨基板，特别是指一种由人工制成的人工石墨薄片及石墨基板。
【背景技术】
[0002]电子产品中所采用的电路基板，为了适时地散除运作时所产生的热能，保持良好的运行效能，通常是以导热性良好的材料所制成，以满足电子产品的需求。
[0003]而伴随科技提升，各种尚功率、尚效能的3C电子广品也相应而生，而在提升效能的同时，各种硬件配件在散热的要求也愈来愈高；以高功率的LED来说，因其在运作时高瓦特数会产生更高的热度，现有的散热基板已无法有效满足热扩散与热传导的问题，不仅影响使用上的效能、质量，也使高功率LED的寿命极为有限，难以长久且正常地使用。
[0004]有鉴于此，散热基板的效能一直是电子产品最为重视的课题，而石墨片作为散热基板最主要的素材，本案创作人致力于以此研宄改进之道，经不断尝试与实验之下，终有本创作产生。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的主要目的，是提供一种人工石墨薄片，利用分布的孔状结构，可增加热扩散面积、透气性，且透过贯孔可提供有适宜的空间，无论是在石墨化的生产过程或是后续应用于散热基板的过程，均可提高生产良率及平整性。
[0006]为达上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:一种人工石墨薄片，其特点是，其为PI薄膜石墨化而成的石墨薄片，该石墨薄片开设有数个孔径介于0.1-1mm的贯孔，且该各贯孔彼此间的间距介于0.l-5mm之间。
[0007]所述贯孔整齐排列并分布于该人工石墨薄片，且呈数组或斜交排列。
[0008]所述贯孔为圆形或多边形。
[0009]本实用新型另提供一种石墨基板，其特点是，该石墨基板由下至上依次包括基层、上述提及的人工石墨薄片、第一绝缘层及第一导电层；该基层由金属、树脂或木材纤维构成；该第一绝缘层由绝缘复合材料构成，该第一导电层由导电材料构成。
[0010]所述基层与该人工石墨薄片之间设有第二绝缘层。
[0011]所述第一导电层上方还设有第三绝缘层及第二导电层，且该第二绝缘层介于该第一导电层与该第二导电层之间。
[0012]所述第二导电层与该第三绝缘层开设有至少一灌注孔，且该灌注孔中注有灌注材，该灌注材为铜浆、银浆、树脂或电镀铜。
[0013]所述基层为厚度介于10-3000um之间的金属销、厚度介于10_175um之间的金属铜、厚度介于10_3000um之间的树脂材料或厚度介于10-200um之间的木材纤维。
[0014]所述第一绝缘层、该第二绝缘层及该第三绝缘层由热硬化性树脂材料或高分子树脂材料构成。所述第一绝缘层、该第二绝缘层及该第三绝缘层由厚度介于10-130um之间的PP材构成。
[0015]所述第一导电层及该第二导电层由可导电的金属材料构成。所述第一导电层及该第二导电层由厚度介于10-175um之间的金属铜构成。
[0016]藉此，本实用新型的人工石墨薄片(10-200um)对于热扩散、热传导的功能优于现有没加工的石墨片，不仅可增加热扩散面积、透气性佳，且在应用时可增加所贴附树脂层的附着性，减少后续加工时石墨薄片容易碎裂的问题。
[0017]而利用本实用新型的人工石墨薄片制成的石墨基板，可适用于热电分离的电子产品，并具有下述特点:
[0018]1.拥有高导热系数，且水平导热系数高，热均性佳，助于高基板整体的散热性；
[0019]2.热膨胀系数低，生产制程稳定，良率高；
[0020]3.热传导效能优于铝或铜基板，且热阻低于铝或铜基板；
[0021]4.藉由效能提升缩小产品体积，有效降低硬件设计与组装的成本；
[0022]5.透过高效率的导热与散热，提高产品的寿命与使用的稳定性。
[0023]以下，为能对本实用新型进一步地了解，特以一实施例，并配合图式、符号详细说明如下。
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型实施例人工石墨薄片外观示意图。
[0025]图1a是图1中A的放大示意图。
[0026]图2为本实用新型实施例人工石墨薄片局部结构俯视示意图。
[0027]图2a及图2b分别为其它实施例的局部结构示意图。
[0028]图3至图6分别为不同实施例的石墨基板萱构不意图。
[0029]符号说明:
[0030]10人工石墨薄片11贯孔
[0031]D 间距2 石墨基板
[0032]20基层21第一绝缘层
[0033]22第一导电层23第二绝缘层
[0034]24第三绝缘层25第二导电层
[0035]26灌注孔27灌注材。
【具体实施方式】
[0036]请参见图1、图1a与图2，本实用新型的人工石墨薄片10，其主要素材是为PI薄膜，经过石墨化高温烧结而成，其上设有数个整齐排列的贯孔11，各贯孔11的孔径介于0.1-1mm之间，而各贯孔11彼此间的间距d介于0.l_5mm之间。上述人工石墨薄片的厚度在10~200um之间为佳。
[0037]依本实施例石墨化的加工过程，可分为烧结前先行贯孔作业或烧结后再行贯孔作业；若于烧结前于PI膜上进行贯孔作业，可提供烧结时膨胀所需的空间，提高生产良率及烧结后的人工石墨薄片10的平整性，而其烧结后的贯孔11，具有5-15%的收缩比，例如PI膜的贯孔为1mm，于烧结成人工石墨薄片10后贯孔11孔径将收缩为0.85-0.95mm ;而若于烧结后再进行贯孔作业，则可提升贯孔11的完整性，以利于后续应用于制作散热基板的制程。
[0038]再请一并参见图2a与图2b，分别为本实用新型其它可行的实施方式。其中，以图2为例，人工石墨薄片10所开设的贯孔11呈数组的方式整齐排列，而如图2a所示，该些贯孔11可视需求采用斜交的方式排列；再者，该些贯孔11除圆形外，亦可采用直径介于0.1-1mm的圆内(外)切的多边形贯孔11，如图2b所示，该人工石墨薄片10的贯孔11为圆内切的正六边形贯孔11。
[0039]本实施例的人工石墨薄片10，利用贯孔11所形成的孔状结构，不仅增加热扩散面积、透气性，且在应用时可增加所贴附树脂层的附着性，以及减少后续加工时石墨薄片容易碎裂的问题。
[0040]再请参阅图3，其是利用如述人工石墨薄片10进一步加工制成石墨基板2的堆浅结构示意图，其由下而上依序为基层20、人工石墨薄片10、第一绝缘层21及第一导电层22。其中，基层20可由金属、树脂或木材纤维构成，人工石墨薄片10由PI薄膜石墨化加工而成，第一绝缘层21由绝缘复合材料所构成，第一导电层22由导电材料所构成。
[0041]依据产品的需求，可进一步于前述实施例石墨基板2的基层20与人工石墨薄片10之间增设有第二绝缘层23 ;如图4所示，其由下而上依序为基层20、第二绝缘层23、人工石墨薄片10、第一绝缘层21及第一导电层22，第二绝缘层23的材质同于第一绝缘层21，是由绝缘复合材料所构成。
[0042]再者，如图5所示，可进一步于图4所示实施例的石墨基板2的第一导电层22上方增设有第三绝缘层24及第二导电层25，其叠构由下而上依序为基层20、第二绝缘层23、人工石墨薄片10、第一绝缘层21、第一导电层22、第三绝缘层24及第二导电层25 ;第三绝缘层24的材质同样可由绝缘复合材料所构成，而第二导电层25的材质同于第一导电层22，是由导电材料所构成。
[0043]又如图6所示，石墨基板2可进一步于第二导电层25及第三绝缘层24处开设有至少一灌注孔26，并于其中注有灌注材27，藉以配合导电板的架构，并可增强石墨基板2纵向的热传导能力；其中，灌注材27可为铜浆、银浆、树脂或电镀铜。
[0044]依前述各石墨基板2可行的实施态样，其中所述的第一绝缘层21、第二绝缘层23及第三绝缘层24可为热硬化性树脂或高分子树脂，而第一导电层22及第二导电层25可为导电的金属材料(如:铜箔)。
[0045]此外，基层20、各绝缘层及各导电层可依实际需求选用适当的材料，并配置适宜的厚度，其中，根据材料成本与导热性能相比，较佳的基层20配置可为厚度介于10-3000um之间的金属销、厚度介于10-175um之间的金属铜、厚度介于10-3000um之间的树脂或厚度介于10-200um之间的木材纤维，较佳的第一绝缘层21、第二绝缘层23或第三绝缘层24可为厚度介于10-130um之间的PP (prepreg)材，较佳的第一导电层22或第二导电层25可为厚度介于10-175um之间的金属铜。
[0046]以上所述，仅为本实用新型的实施例详细说明而已，并非用以限定本实用新型，本实用新型的所有范围应以下述的申请专利范围为准，即凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆为本实用新型的专利范围所涵盖。
【主权项】
1.一种人工石墨薄片，其特征在于，其为PI薄膜石墨化而成的石墨薄片，该石墨薄片开设有数个孔径介于0.1-1mm的贯孔，且该各贯孔彼此间的间距介于0.l_5mm之间。
2.如权利要求1所述的人工石墨薄片，其特征在于，所述贯孔整齐排列并分布于该人工石墨薄片，且呈数组或斜交排列。
3.如权利要求1所述的人工石墨薄片，其特征在于，所述贯孔为圆形或多边形。
4.一种石墨基板，其特征在于，该石墨基板由下至上依次包括基层、权利要求1至3中任一项所述的人工石墨薄片、第一绝缘层及第一导电层；该基层由金属、树脂或木材纤维构成；该第一绝缘层由绝缘复合材料构成，该第一导电层由导电材料构成。
5.如权利要求4所述的石墨基板，其特征在于，所述基层与该人工石墨薄片之间设有第二绝缘层。
6.如权利要求5所述的石墨基板，其特征在于，所述第一导电层上方还设有第三绝缘层及第二导电层，且该第二绝缘层介于该第一导电层与该第二导电层之间。
7.如权利要求6所述的石墨基板，其特征在于，所述第二导电层与该第三绝缘层开设有至少一灌注孔，且该灌注孔中注有灌注材，该灌注材为铜浆、银浆、树脂或电镀铜。
8.如权利要求6所述的石墨基板，其特征在于，所述基层为厚度介于10-3000um之间的金属销、厚度介于10-175um之间的金属铜、厚度介于10-3000um之间的树脂材料或厚度介于10-200um之间的木材纤维。
9.如权利要求6所述的石墨基板，其特征在于，所述第一绝缘层、该第二绝缘层及该第三绝缘层由热硬化性树脂材料或高分子树脂材料构成。
10.如权利要求9所述的石墨基板，其特征在于，所述第一绝缘层、该第二绝缘层及该第三绝缘层由厚度介于10-130um之间的PP材构成。
11.如权利要求6所述的石墨基板，其特征在于，所述第一导电层及该第二导电层由可导电的金属材料构成。
12.如权利要求11所述的石墨基板，其特征在于，所述第一导电层及该第二导电层由厚度介于10-175um之间的金属铜构成。
【专利摘要】一种人工石墨薄片及石墨基板，该人工石墨薄片由PI薄膜经石墨化加工而成，并开设有数个孔径介于0.1-1mm的贯孔，该石墨基板为包含有该人工石墨薄片的堆栈结构；利用人工石墨薄片的孔状结构，可增加热扩散面积、透气性，且透过贯孔可提供有适宜的空间，无论是在石墨化的生产过程或是后续应用于散热基板的过程，均可提高生产良率及平整性。
【IPC分类】B32B9-00, B32B27-06, B32B15-04, H05K7-20, B32B21-02
【公开号】CN204392757
【申请号】CN201520103535
【发明人】柯品聿
【申请人】品硕光电股份有限公司
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月13日