专利名称：散热界面装置的制作方法及其制品的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种散热装置的制作方法及其制品，特别涉及一种供发热元件设置的 散热界面装置的制作方法及其制品。
背景技术：
近年来，数字相机、移动式电话及笔记型计算机等电子产品不断朝高密度封装及 多功能化方向发展，随着电子产品的功能性提升与体积缩小，元件的密度也相对增加，由于 电子产品内部的各个元件于运作时皆会产生热，因此元件的密度增加也代表着由各个元件 产生的热增加，造成电子产品因内部温度不断升高而降低其运作的效能，更严重的，电子产 品会因温度过高而产生爆炸燃烧现象，产生安全上的顾虑。目前，为解决因元件产生的热而导致电子产品内部高温的问题，通常使用铜、 铝等 热传导率高的金属散热器，将元件运作时产生的热由表面依其热度与外界环境的温度差将 热导出电子产品外。然而，无论是哪一种金属散热器皆必须随着元件热产生的速率加快而 加大体积，加大体积也代表着增加重量，在目前电子产品皆朝轻、薄、短、小的方向发展之 下，使得电子产品内部可作为散热的空间尤显不足。由于，与铜、铝相比，石墨具有更低热阻、重量更轻，且热传导系数更高等独特的性 能优势，另外，石墨的体积更小也更轻，因此成为广受瞩目的材料之一，然而，石墨本身因刚 性不足而较为脆弱，在使用时容易因碰撞或加压而破损变形，此外，石墨无法与金属或合金 材质直接焊接，所以石墨本身并不易直接供元件作散热用。因此，目前业界通常的作法是将一金属膜粘贴包覆于石墨片上，用以增加石墨片 的刚性及强度，并可利用金属膜让元件以粘贴的方式设置于金属膜上，进而将元件动作产 生的热，透过金属膜由石墨本身导离元件；然而，由于金属膜仅以贴覆的方式与石墨片粘 接，使得金属膜较易剥离，此外，也会因为金属膜与石墨片之间还有胶的存在，而会有热传 递不连续的现象，进而降低热传导的效率。
发明内容
本发明的目的，是提供一种导热性佳且便于供产生热的元件设置的散热界面装置 的制作方法。本发明的另一目的，是提供一种导热性佳且便于供产生热的元件设置的散热界面
直ο本发明的散热界面装置的制作方法，包含下列二个步骤。首先，执行步骤a，清洗一片呈预定平面延伸的板状且由积层结构的石墨构成的本 体。接着，执行步骤b，将清洗后的本体进行电镀，使该片本体上形成一层金属层，制得 该散热界面装置。本发明所述的散热界面装置的制作方法，该步骤a以酸性溶液洗去该片本体表面的油污及氧化物。本发明所述的散热界面装置的制作方法，该步骤a使用的酸性溶液是重量百分比 浓度不低于0. 5衬％的硫酸。本发明所述的散热界面装置的制作方法，该步骤a是以常压等离子清洗该片本 体。本发明所述的散热界面装置的制作方法，该步骤b是以电镀的方式先在该片本体 上形成一层铜膜，再以电镀的方式在该层铜膜上形成一层镍膜，而构成该金属层。
本发明所述的散热界面装置的制作方法，该步骤b以电镀的方式先在该片本体上 形成厚度8 μ m 10 μ m的铜膜，再以电镀的方式在该层铜膜上形成厚度2 μ m 5 μ m的镍膜。另外，本发明提供一种散热界面装置，供一运作时产生热的元件设置而将热导离 该元件，该散热界面装置包含一片本体及一层金属层；该本体呈一预定平面延伸的板状，且由积层结构的石墨所构成，且该金属层以电 镀方式形成于该本体上。本发明所述的散热界面装置，该石墨的积层结构实质平行于该预定平面。本发明所述的散热界面装置，该金属层的厚度不小于1 μ m。本发明所述的散热界面装置，该金属层的构成材料选自铜、镍、铬、金、银、锡、钼或 上述的一组合。本发明所述的散热界面装置，该金属层是包覆形成在该本体的沿该预定平面延伸 的表面及多个沿该表面的边缘延伸的侧面。本发明所述的散热界面装置，该金属层包覆该本体外周面。本发明所述的散热界面装置，该金属层包括多个金属膜。本发明所述的散热界面装置，该金属层包括一层形成于该本体上的铜膜及一层形 成于该铜膜上的镍膜。本发明所述的散热界面装置，该铜膜的厚度是8μπι ΙΟμπι，该镍膜的厚度是 2 μ m 5 μ m。本发明所述的散热界面装置，该散热界面装置还包含一贴覆于该金属层上的绝缘 胶膜。本发明所述的散热界面装置，该散热界面装置还包含一金属板，且该本体通过该 金属层概呈垂直地设置于该金属板上。本发明所述的散热界面装置，该散热界面装置还包含多片本体，与多层分别形成 于所述本体上的金属层，且所述本体分别通过相对应的金属层概呈垂直且间隔排列地设置 于该金属板上。本发明的有益效果在于开发一种新的散热界面装置的制作方法，利用电镀的方 式于该积层结构的石墨构成的本体上形成该金属层，使得该金属层紧密地附着于该本体 上，而不会有剥离的状况产生，并使得热传导时因界面连续而提升热传导的效率。
图1是一流程图，说明本发明散热界面装置的制作方法的一较佳实施例；
图2是一立体示意图，说明该较佳实施例所制得的散热界面装置；图3是一立体示意图，说明本发明散热界面装置的另一态样，整个本体外周面均 包覆有金属层；图4是一立体示意图，说明本发明散热界面装置的另一态样，本体包覆有包括二 金属膜的金属层；
图5是一立体示意图，说明本发明散热界面装置的另一态样，一元件通过导热胶 设置于一散热界面装置上；图6是一立体示意图，说明本发明散热界面装置的另一态样，散热界面装置还包 含一贴覆于金属层上的绝缘胶膜；及图7是一立体示意图，说明本发明散热界面装置的另一态样，散热界面装置还包 含一金属板，且多个本体通过金属层间隔排列地设置于该金属板上。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如图1、图2所示，本发明一种散热界面装置的制作方法的较佳实施例，制作出如 图2所示的散热界面装置2。本发明的制作方法在先了解制作出的产品结构后，当可更加清楚、明白。如图2所示，该散热界面装置2包含一片本体21及一层金属层22。该本体21是呈预定平面延伸的板状，且由积层结构实质平行于此平面延伸的石 墨构成，在此，该预定平面以χ-y平面表示。与铜、铝相比，石墨散热材料具有低热阻、重量 轻且热传导系数高等独特的性能优势，且由于石墨材料具备了等向性的特性，在沿积层表 面方向(即χ-y平面方向)具有良好的热传导性。该金属层22以电镀方式形成于该本体21上，通过该金属层22的设置，在实际应 用时利用焊接或胶固的方式将该产生热的元件100固设于该散热界面装置2的金属层22 上。由于电镀的原理是利用原子与原子间的紧密堆积，使金属附着于物体表面上，因此，利 用电镀的方式于该本体21上形成该金属层22，使该金属层22紧密地结合于本体21上，而 使得元件100产生的热经过该金属层22而直接传导到该积层结构的石墨构成的本体21，进 而通过该本体21将热沿x-y平面方向快速导出。在本实施例中，该金属层22是包覆形成 在该本体21的一沿x-y平面延伸的表面及多个沿该表面的边缘延伸的侧面。该金属层22的材质选用铜、镍、铬、金、银、锡、钼等热传导率高的金属材料，或包 含上述金属元素的合金，以电镀方式形成于该本体21上，由于上述材料具有高热传导率的 特性，将其电镀于由该积层结构的石墨形成的本体21时，不但不会因增加该金属层22而降 低将元件100产生的热由该石墨形成的本体21传导出的效率，反而会有所提升，根据测试， 本制作方法所制作出的散热界面装置2，其散热效率较诸纯积层结构的石墨片有10% 15%的提升。使用时，元件100可以视实际需要，以导热胶或直接焊接地设置于该散热界面装 置2的金属层22上，当元件100因运作而产生热时，热通过该金属层22、再从该金属层22 直接将热导引由积层结构实质平行于x-y平面延伸的石墨本体21将热快速沿x-y平面方 向导离该元件100 (如图2中箭头方向所示)。
由于上述的散热界面装置2利用电镀的技术于本体21上形成金属层22，所以通过 该金属层22的设置，一方面使得该散热界面装置2获得表面硬度及刚性上的提升，并通过 该金属层22的延展性，而利用冲压加工的方式将该散热界面装置2的形状作微小幅度的曲 度变化，另一方面，通过该金属层22的设置或包覆，也防止石墨粉尘掉落于电子产品内，造 成污染；此外，还可利用焊接的方式将元件100直接焊接于该金属层22上，如此不但使元件 100的设置更为稳固，而且还因为元件100与该散热界面装置2直接接触，使得散热效果更 佳。上述的散热界面装置2，在通过下述本发明散热界面装置的制作方法的较佳实施 例说明后，当可更加清楚的明白。如图1所示，本发明散热界面装置的制作方法的较佳实施例，先进行步骤11，清洗 该呈沿x-y平面延伸的板状且由积层结构的石墨构成的本体21，以洗去该本体21表面的油 污及氧化物。在此步骤11中，可以使用酸性溶液经由脱脂、活化等程序清洗该本体21，也可以 使用常压等离子的技术清洗该本体21 ；在本实施例中，先将该本体21置于内含重量百分比 浓度IOwt%的硫酸及一界面剂的溶液中浸洗50秒，以去除该本体21表面的污物，并以清水 清洗后，再将该本体21置于重量百分比浓度3wt% 5wt%的硫酸中浸洗30秒，以加强该 本体21去污及去氧化的效果。 然后进行步骤12，将清洗后的本体21进行电镀，使该本体21的表面上形成该金属 层22，即制得该散热界面装置2。由于电镀的原理是利用原子与原子间的紧密堆积，使金属附着于物体表面上，因 此，利用电镀的方式使该金属层22更紧密地附着于该本体21上，而不会有剥离的状况产 生，并使得热传导时因界面连续而提升热传导的效率，此外，利用电镀的方式还使得该金属 层22均勻地分布于该本体21的表面上。在此要特别说明的是，由本发明散热界面装置的制作方法制作出的散热界面装 置，可以经由细微的制程改变，而有所变化。如图3所示，例如当对整个本体31进行电镀时，制作出如图3所示的整个本体31 外周面均包覆有金属层32的散热界面装置3，如此不但通过金属层32的完整包覆而避免本 体31的石墨粉尘造成的污染，也更进一步地提升该散热界面装置3的散热功效，同时，更便 于依实际情况，将元件100设置于该散热界面装置3的任一表面，更增添本发明散热界面装 置3的实际应用范围。如图4所示，此外，在增加散热效率的考量下，依序以不同金属材质，或合金材质 搭配组合电镀于石墨构成的本体41上以形成金属层42，而进一步形成如图4所示的二层膜 体结构态样的散热界面装置4，再将元件100设置于散热界面装置4上，其中，先以电镀的方 式在本体41上形成厚度8 μ m 10 μ m的铜膜421，再以电镀的方式在该铜膜421上形成厚 度2 μ m 5 μ m的镍膜422后而形成整个金属层42。此外，也可以视实际需要电镀形成多 层膜体结构构成的金属层42，然而，无论何种态样，金属层42的总厚度须不小于1 μ m，避免 金属层42剥离，或结构强度不足。如图5所示，在实际应用上，元件100如图5所示，利用导热胶53设置于散热界面 装置5上，而利用本发明的散热界面装置5帮助元件100散热。
如图6所示，或是为了元件200与本发明的散热界面装置6彼此的绝缘考量，该散热界面装置6还包含一贴覆于金属层62上的绝缘胶膜64，在此该绝缘胶膜64是聚对苯二 甲酸乙二醇酯(PET，Polyethylene Terephthalate)胶膜，并利用导热胶63将需要与该散 热界面装置6作绝缘处理的元件200设置于该散热界面装置6上，或利用焊接的技术直接 将元件200设置于该散热界面装置6上，使得元件200通过直接接触该散热界面装置6而 得到更佳的散热效果。如图7所示，此外，为了增加散热效率，本发明的散热界面装置7还包含一金属板 73，且该本体71通过金属层72以焊接或胶固的方式概呈垂直地设置于该金属板73上，图 式中是以多个本体71呈间隔排列的态样呈现，通过该金属板73直接接触将元件100的热 导离元件100后，再经由所述本体71沿x-y平面将热导出至外界，进而更有效地维持元件 100稳定的动作。综上所述，本发明主要使用电镀的方式在积层结构石墨构成的本体上，形成由热 传导率高的金属材料构成的金属层，以制作得到该散热界面装置，如此，不但可以让具有极 高热传导率的石墨本体获得表面硬度及刚性上的提升，还可利用焊接、导热胶粘着等不同 的方式，供元件设置，进而获得更佳的散热效果。此外，由于电镀的原理是利用原子与原子间的紧密堆积，使金属附着于物体表面 上，因此，利用电镀的方式形成的金属层更紧密且均勻地附着于本体上，而在热传导时因界 面连续而提升热传导的效率，确实改进以往的制作方法仅以贴覆的方式与石墨片粘接，使 得金属膜较易剥离，且因为金属膜与石墨片间还因胶的存在而有热传递不连续的现象产 生，进而降低热传导的效率等缺点，所以确实能达成本发明的目的。
权利要求
一种散热界面装置，供一运作时产生热的元件设置而将热导离该元件，该散热界面装置包含一片本体及一层金属层；其特征在于，该本体呈一预定平面延伸的板状，且由积层结构的石墨所构成，且该金属层以电镀方式形成于该本体上。
2.根据权利要求1所述的散热界面装置，其特征在于， 该石墨的积层结构实质平行于该预定平面。
3.根据权利要求2所述的散热界面装置，其特征在于， 该金属层的厚度不小于lym。
4.根据权利要求3所述的散热界面装置，其特征在于，该金属层的构成材料选自铜、镍、铬、金、银、锡、钼，或上述的一组合。
5.根据权利要求4所述的散热界面装置，其特征在于，该金属层是包覆形成在该本体的沿该预定平面延伸的表面及多个沿该表面的边缘延 伸的侧面。
6.根据权利要求4所述的散热界面装置，其特征在于， 该金属层包覆该本体外周面。
7.根据权利要求5或6所述的散热界面装置，其特征在于， 该金属层包括多个金属膜。
8.根据权利要求7所述的散热界面装置，其特征在于，该金属层包括一层形成于该本体上的铜膜及一层形成于该铜膜上的镍膜。
9.根据权利要求8所述的散热界面装置，其特征在于，该铜膜的厚度是8 y m 10 y m，该镍膜的厚度是2 y m 5 y m。
10.根据权利要求1所述的散热界面装置，其特征在于， 该散热界面装置还包含一贴覆于该金属层上的绝缘胶膜。
11.根据权利要求1所述的散热界面装置，其特征在于，该散热界面装置还包含一金属板，且该本体通过该金属层呈垂直地设置于该金属板上。
12.根据权利要求11所述的散热界面装置，其特征在于，该散热界面装置还包含多片本体，与多层分别形成于所述本体上的金属层，且所述本 体分别通过相对应的金属层呈垂直且间隔排列地设置于该金属板上。
13.一种散热界面装置的制作方法；其特征在于， 该制作方法包含步骤a 清洗一片呈沿预定平面延伸的板状且由积层结构的石墨构成的本体；及 步骤b 进行电镀，使该片本体上形成一层金属层，制得该散热界面装置。
14.根据权利要求13所述的散热界面装置的制作方法，其特征在于， 该步骤a以酸性溶液洗去该片本体表面的油污及氧化物。
15.根据权利要求14所述的散热界面装置的制作方法，其特征在于， 该步骤a使用的酸性溶液是重量百分比浓度不低于0. 5衬％的硫酸。
16.根据权利要求13所述的散热界面装置的制作方法，其特征在于， 该步骤a是以常压等离子清洗该片本体。
17.根据权利要求13、15或16所述的散热界面装置的制作方法，其特征在于， 该步骤b是以电镀的方式先在该片本体上形成一层铜膜，再以电镀的方式在该层铜膜上形成一层镍膜，而构成该金属层。
18.根据权利要求17所述的散热界面装置的制作方法，其特征在于，该步骤b以电镀的方式先在该片本体上形成厚度8 y m 10 y m的铜膜，再以电镀的方 式在该层铜膜上形成厚度2 y m 5 y m的镍膜。
全文摘要
本发明提供散热界面装置的制作方法及其制品，首先清洗呈沿一预定平面延伸的板状且实质由沿此平面积层堆叠的积层结构石墨构成的本体，接着将清洗后的石墨本体进行电镀而在本体上形成金属层，制得该散热界面装置，由于积层结构的石墨虽然具有高热传导效率，但是不易与金属或合金直接连结，所以极难应用作为散热用，而本发明提供散热界面装置的制作方法，通过电镀的方式制作出可供元件直接设置而可将元件动作时产生的热快速导离元件本身的散热界面装置，解决元件散热问题。
文档编号H05K7/20GK101865627SQ20091013498
公开日2010年10月20日 申请日期2009年4月20日 优先权日2009年4月20日
发明者林秋郎, 陈科君 申请人:华宏新技股份有限公司