散熱片的制作方法
【專利說明】散熱片
[0001] 相關(guān)申請的奪叉引用
[0002] 本申請要求2013年4月26日提交的韓國專利申請?zhí)?0-2013-0046988的優(yōu)先權(quán) 和有益效果，該專利的公開內(nèi)容全文以引用方式并入本文。 【背景技術(shù)】 技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及用于散發(fā)在電子裝置中產(chǎn)生的熱的散熱片。 【背景技術(shù)】
[0004]
[0005] 近年來，由電子裝置諸如電視機(jī)（TV)、筆記本電腦、手機(jī)等產(chǎn)生的熱量
[0006] 已經(jīng)隨高性能和小型電子裝置的發(fā)展而增加。因?yàn)橛呻娮友b置產(chǎn)生的熱用于引起 所述電子裝置發(fā)生故障（即，小故障或失效），因此存在對由電子裝置產(chǎn)生的熱進(jìn)行有效耗 散的技術(shù)的需求。
[0007] 韓國專利公布號2012-0003676公開了其中將石墨包覆到金屬層上以消散在電子 裝置中產(chǎn)生的熱的散熱片。雖然石墨具有優(yōu)異的熱導(dǎo)率，但是石墨因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)接近于單 晶結(jié)構(gòu)，所以表現(xiàn)出差的爆破強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度。因此，具有在金屬層上包覆的石墨的散熱片 有問題，因?yàn)樵撋崞捎谠诒粦?yīng)用到電子裝置時處理不當(dāng)可以容易斷裂或損壞。
[0008] 另外，當(dāng)散熱片被應(yīng)用并被用于電子裝置時，暴露到外部環(huán)境的包覆石墨的層可 以被物理或化學(xué)因素?fù)p壞，這導(dǎo)致耐久性惡化并降低散熱片散熱的能力。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明涉及具有優(yōu)異的物理性質(zhì)諸如熱導(dǎo)率、耐久性和散熱性的散熱片。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明的方面，提供了散熱片，所述散熱片包括具有第一表面和第二表面的 金屬層；具有第一表面和第二表面的至少一個石墨烯層，其中所述石墨烯層的第二表面與 所述金屬層的第一表面接觸；保護(hù)層，其包括（a)具有第一表面和第二表面的基底層，其中 所述基底層的第二表面與所述石墨烯層的第一表面接觸，和（b)與所述基底層的第一表面 接觸的顏料層；具有第一表面和第二表面的粘合劑層，其中所述粘合劑層的第一表面與所 述金屬層的第二表面接觸；以及與所述粘合劑層的第二表面接觸的剝離層。在這種情況下， 所述散熱片在水平方向上具有約70W/m?K或更高的熱導(dǎo)率。
[0011] 這里，所述石墨烯層可以包含石墨烯和粘結(jié)劑，
[0012] 另外，如通過拉曼光譜所分析，石墨稀可以在約2, 500cm1至約2, 800cm1的波數(shù)范 圍內(nèi)示出單峰。
[0013] 此外，石墨烯可以具有約0. lym至約2ym的粒度。
[0014] 另外，所述基底層可以由絕緣材料構(gòu)成。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了包括所述散熱片的電子裝置。 【附圖說明】
[0016] 本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)通過參考附圖詳細(xì)地描述其示例性實(shí)施例 對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是更顯而易見的，在附圖中：
[0017]圖1為示出根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的散熱片的剖視圖；
[0018]圖2為示出根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的散熱片的參考圖；
[0019] 圖3為示出根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的散熱片的剖視圖；并且
[0020] 圖4和圖5是示出本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)實(shí)例的參考圖。
[0021] 在附圖中的零件的簡要說明
[0022] 10 :金屬層
[0023] 11 :金屬層的第一表面
[0024] 12 :金屬層的第二表面
[0025] 20 :石墨烯層
[0026] 20a :第一石墨稀層
[0027] 20b :第二石墨烯層
[0028]21 :石墨烯層的第一表面
[0029]22 :石墨烯層的第二表面
[0030] 30 :保護(hù)層
[0031]30a:顏料層
[0032] 30al :彥員料層的第一表面
[0033]30a2 :顏料層的第二表面
[0034]30b :基底層
[0035]30bl :基底層的第一表面
[0036]30b2 :基底層的第二表面
[0037] 40 :粘合劑層
[0038] 41 :粘合劑層的第一表面
[0039]42 :粘合劑層的第二表面
[0040] 50 :剝離層
[0041]100a，100b :散熱片 【具體實(shí)施方式】
[0042] 下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。雖然本發(fā)明結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施 例示出并描述，但是可以不脫離本發(fā)明的范圍作出多種修改對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯 而易見的。
[0043] 除非另外特別說明，在本說明書中使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與由本發(fā)明屬 于的相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員一般理解的相同含義。一般來講，用于本說明書的命名和下面描 述的實(shí)驗(yàn)方法被廣泛已知，并且一般用于相關(guān)領(lǐng)域。
[0044] 在下文中將更詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0045] 圖1為示出根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的散熱片100a的剖視圖；本發(fā)明的散熱片 l〇〇a包括具有第一表面11和第二表面12的金屬層10、具有第一表面21和第二表面22的 至少一個石墨烯層20、保護(hù)層30、具有第一表面41和第二表面42的粘合劑層40、以及剝離 層50。本發(fā)明的此類散熱片具有約70W/m?K或更大的總熱導(dǎo)率，并且具體地，在所述散熱 片的水平方向上約70W/m?K到約400W/m?K。因此，當(dāng)所述散熱片被施加到需要散熱的區(qū) 域時，所述散熱片可以使熱能夠大大消散。
[0046] 在本發(fā)明中，術(shù)語"第一表面"是指每一層的頂部表面，并且術(shù)語"第二表面"表示 每一層的底部表面。
[0047] 包括在本發(fā)明的所述散熱片l〇〇a中的所述金屬層10具有第一表面11和第二表 面12,并且用由表現(xiàn)出熱導(dǎo)率的材料制成的金屬層10散熱。例如，所述金屬層10可以由薄 金屬膜和/或金屬網(wǎng)構(gòu)成。金屬層10的材料可以選自但不具體限于：銅（Cu)、鋁（A1)、金 (Au)、銀（Ag)、鎳（Ni)、錫（Sn)、鋅（Zn)、鎂（Mg)、鎢（W)和鐵（Fe)，以及它們的合金。除了 這些，廉價并且具有高熱導(dǎo)率的銅可以被用于形成所述金屬層30。所述金屬層10的厚度不 是具體限定的，但是考慮到所述散熱片l〇〇a的所期望的散熱性、耐久性、柔韌性等，所述厚 度可以在約8ym至約50ym的范圍內(nèi)。
[0048] 包括在本發(fā)明的所述散熱片100a中的所述石墨烯層20與所述金屬層10的第一 表面11接觸。更具體地，所述石墨烯層20的第二表面22與所述金屬層10的第一表面11 接觸。所述石墨烯層20用來增強(qiáng)所述金屬層10的散熱性。所述石墨烯層20的厚度不是 具體限定的，但是考慮到所述散熱片l〇〇a的所期望的散熱性、耐久性、柔韌性等，所述厚度 可以在約2ym至約20ym的范圍內(nèi)。
[0049] 同時，所述石墨稀層20可以通過用包含石墨稀、粘結(jié)劑和溶劑的石墨稀組合物涂 布所述金屬層10的第一表面11來形成。在所述石墨烯層20形成期間，去除溶劑。因此， 所述石墨稀層20由石墨稀和粘結(jié)劑構(gòu)成。
[0050] 如通過拉曼光譜所分析，包含在所述石墨烯組合物中的石墨烯可以在約2, 500cm1 至2, 800cm1的波數(shù)范圍內(nèi)示出單峰。當(dāng)石墨稀和石墨通過拉曼光譜分析時，石墨稀和石墨 在約1，500cm1的波數(shù)附近并且在約2, 500cm1至2, 800cm1的波數(shù)范圍內(nèi)共享峰。再次參考 在約2, 500cm1至2, 800cm1的波數(shù)范圍內(nèi)觀察到的峰，石墨在約2, 670cm1至2, 680cm1的 波數(shù)范圍內(nèi)，并且在約2, 720cm1的波數(shù)處示出峰，而石墨稀僅在約2, 670cm1至2, 680cm1 的波數(shù)范圍內(nèi)示出峰（參見圖2)。即，石墨在約2, 500cm1至2, 800cm1的波數(shù)范圍內(nèi)示出 雙峰，但是用于本發(fā)明的石墨烯示出單峰。
[0051] 此類石墨烯具有二維平面結(jié)構(gòu)，所述石墨烯可以處理比銅多約100倍的電流，并 且轉(zhuǎn)移電子比常規(guī)半導(dǎo)體中使用的單晶硅快約100倍。而且，石墨烯具有比鋼高約200倍 的強(qiáng)度和比金剛石高2倍的熱導(dǎo)率。
[0052] 因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的所述散熱片100a包括由具有如上面所述的高熱導(dǎo)率和強(qiáng)度的 石墨烯形成的石墨烯層20,所以本發(fā)明的所述散熱片由于高熱導(dǎo)率具有優(yōu)異的散熱性，以 及由于改善的耐久性而具有良好處理性質(zhì)。另外，因?yàn)槭┎蝗缡嘿F，所以根據(jù)本發(fā) 明的所述散熱片比其中應(yīng)用石墨的傳統(tǒng)散熱片更經(jīng)濟(jì)。
[0053] 包含在所述石墨烯組合物中的石墨烯是粉末狀態(tài)，并且不具體限定粉末狀態(tài)的石 墨稀顆粒的尺寸，但是可以在約〇. 1ym至約2ym的范圍內(nèi)。當(dāng)所述石墨稀顆粒的尺寸小 于約0. 1ym時，所述石墨烯顆粒不可以容易分散，而當(dāng)所述石墨烯顆粒的尺寸超過約2ym時，調(diào)整石墨烯層的厚度是困難的，并且所述石墨烯層的表面不可以均勻地形成。
[0054] 而且，當(dāng)使用的石墨烯的量不受具體限制時，當(dāng)考慮在金屬層10上的涂層性能和 所述散熱片的散熱性時，該用量可以在基于100重量％的石墨烯組合物的約10重量％至約 40重量％的范圍內(nèi)。
[0055] 包含在所述石墨烯組合物中的所述粘結(jié)劑提高在石墨烯顆粒之間和/或在石墨 烯顆粒與金屬層之間的粘結(jié)強(qiáng)度。所述粘結(jié)劑不受具體限制，只要其示出粘著性。如本文所 用，所述粘結(jié)劑的非限制性實(shí)例可包括環(huán)氧樹脂、丙烯酸樹脂、聚氨基甲酸酯樹脂和尿素樹 月旨。雖然使用的此類粘結(jié)劑的量不受具體限制，但是當(dāng)考慮金屬層10的所述涂層性質(zhì)時， 該用量可以在基于100重量％的石墨烯組合物的約5重量％至約20重量％的范圍內(nèi)。
[0056] 包含在所述石墨烯組合物中的溶劑只要是在所述相關(guān)領(lǐng)域中已知的有機(jī)溶劑，則 其不受具體限制。可以在本文使用的所述溶劑的非限制性實(shí)例可包括：乙酸乙酯、乙酸丁 酯、乙酸異丁酯、二元酯、甲苯、二甲苯、甲乙酮、乙基溶纖劑，以及丁基溶纖劑，其可以單獨(dú) 或組合使用。雖然使用的此類溶劑的量不受具體限制，但是當(dāng)考慮金屬層10的所述涂層性 質(zhì)時，該用量可以在基于1〇〇重量％的石墨烯組合物的約30重量％至約85重量％的范圍 內(nèi)。
[0057] 根據(jù)本發(fā)明的所述石墨烯組合物還可以包含添加劑諸如光引發(fā)劑、固化劑、分散 劑、抗氧化劑、消泡劑和阻燃劑，所述添加劑處于其中所述添加劑不影響所述石墨烯層20 的所述物理性質(zhì)的含量范圍內(nèi)。
[0058] 同時，由所述石墨烯組合物形成的所述石墨烯層20可以在所述金屬層10的第一 表面11上形成為單層，或還可以通過重復(fù)執(zhí)行該形成過程而形成具有多層。即，如圖3所 示，第一石墨烯層20a在所述金屬層10的第一表面11上形成，并且第二石墨烯層20b也在 所形成的第一石墨烯層20a上形成。當(dāng)所述石墨烯層20a和20b在如上面所述的多層結(jié)構(gòu) 中形成時，可以改善所述散熱片l〇〇b的熱導(dǎo)率，這引起進(jìn)一步改善所述散熱片的散熱性。
[0059] 包括在本發(fā)明的所述散熱片100a中的保護(hù)層30在所述石墨烯層20上形成，并用 來保護(hù)所述石墨稀層20。當(dāng)所述石墨稀層20暴露于外部環(huán)境時，所述石墨稀層20可以被 物理因素或化學(xué)因素?fù)p壞。當(dāng)所述石墨烯層20如上面所述被損壞時，可以降低所述散熱片 l〇〇a的熱導(dǎo)率，這導(dǎo)致所述散熱片的降低的散熱能力