[发明专利]石墨烯均温板结构及其制程方法

说明书

本发明为关于一种石墨烯均温板结构及其制程方法，该制程方法先以电解抛光制程处理基板的原粗糙表面使其光滑，再以化学气相沉积制程(CVD)在基板的光滑表面上设置石墨烯层，形成石墨烯均温板结构，用于提升传统铜均温板的散热性能。

技术领域

本发明有关一种均温板结构及其制程方法，尤其是一种关于石墨烯均温板结构及其制程方法。

背景技术

随着半导体制程线宽越小，可以预期市场上的电子设备散热需求越来越多。根据国外Thermal management technologies market size report的报导，全球热管理技术市场分析2016-2021年，市场产值从2015年的107亿美元增长到2016年的112亿美元，估计到2021年预期将达到147亿美元。这些相关数据指出热管理是一全球重要的产业，也代表市场上对散热产品的殷切需求。

热导管(或称热管)是一种具有快速均温特性的特殊材料，其中空的金属管体，使得具有质轻的特点并具有快速均温的特性。由于具有优异的热导性能，因此热管的运用范围相当广泛，最早期运用于航天领域，现早已普及运用于各式热交换器、冷却器、天然地热引用等，担任起快速热传导的角色，更是现今电子产品散热装置中最普遍高效的导热组件。

而相较于热导管，均温板(Vapor Chamber)由金属壳体、毛细结构及作动流体，经退火、抽真空及封焊等制程所制成，除了有将热从热源传导至散热区域的热导管传统功能外，亦具有快速热扩散功能，在热管理运用中，可将高热通量的点，迅速转换为低热通量的面；另，以其较热导管大的腔体空间及必须含有的较多作动流体，使其较热导管有较大的最大热传量，因此，最大热传量通常不会是热导板运用或设计上所会遭遇的问题点。

在热管理的方面，两者比较之下，均温板可说是近年来应用于电子产品散热的热门材料，像是智能型手机、平板计算机、照明及车用LED灯具，都开始使用这种被动式散热技术与材料。

选择均温板的主要考虑有三点:一、为被动式散热，不用耗能源；二、其热传导方式是二维的，不会受到重力影响属于面的传导，而非像热导管是一维(点的热传导)；三、当散热产品受限于电子产品的轻、薄、密闭式设计时，具有机构设计的发挥空间又能同时兼具良好的散热效果。

为了，进一步增加均温板的散热能力，国内外在此技术上，大多局限于研究均温板内、外、铜柱的几何形状或是铜粉状态、内部蒸发水含量比例等，便以寻找出优化的散热能力，但其高制造成本问题(壳体的封焊技术、对壳体结构强度的要求以及对壳体表面平整度的要求)，所衍生的高单价仍为现今均温板不可忽略的问题。且，现行均温板的毛细结构多为铜粉烧结毛细，其中，烧结的制程成本以及因为不稳定性所衍生出的质量成本，都是造成现今均温板高单价所不可忽略的原因。

且，均温板制程须将其腔体内部注入工作流体(水)及抽真空，其成品的腔内压力会处于当下温度的饱和(水)蒸汽压，若工作流体为水，当100℃时，其内部压力会约等于外部的一大气压，亦即当其温度低于100℃时，其内部压力是低于外部大气压的。所以均温板腔体若有微隙，不会是内部工作流体(水)蒸发，而是外部空气渗入形成不凝结气体，因而造成均温板的质量不良。

综上所述，就现有的技术中，研究多集中于均温片内、外、铜柱的几何形状或是铜粉状态、内部蒸发水含量比例等来改善其散热效果。但，其制造成本仍居高不下。因此，有必要进一步改良均温板的散热效果并降低高制造成本的问题。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种石墨烯均温板结构及其制程方法，其系用于均温板的材质改良，藉由创新复合材料的角度，使其提高散热效果并降低均温板的高成本问题，合成于石墨烯均温板外表面的石墨烯层，可提高均温板的本质热导率性能，进而提升均温板导热的能力。