TWI586722B - 具有多孔表面之複合石墨基材及其製造方法 - Google Patents
具有多孔表面之複合石墨基材及其製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI586722B TWI586722B TW105109201A TW105109201A TWI586722B TW I586722 B TWI586722 B TW I586722B TW 105109201 A TW105109201 A TW 105109201A TW 105109201 A TW105109201 A TW 105109201A TW I586722 B TWI586722 B TW I586722B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- graphite substrate
- composite graphite
- film
- porous surface
- producing
- Prior art date
Links
Description
本發明是有關於一種複合石墨基材及其製造方法,且特別是有關於具有多孔表面之複合石墨基材及其製造方法,所述之複合石墨基材具有粗糙且不平整的表面,以增加其與銅箔之間的附著性。
發光二極體(Light-Emitted Diode;LED)因具有體積小、能耗低、效率高及污染少等優點,目前以備廣泛使用於各式照明設備中。然而,LED容易發熱,一般而言,多數的LED之輸入功率約有80%至85%被轉換為熱能。因此,若所產生的熱能無法順利排出,將導致LED的介面溫度過高,進而影響其發光效率和使用壽命。
為使LED可順利排出所產生的熱量,發展出各種與LED連接之散熱基板。一般而言,常見的散熱基板可為金屬(例如:鋁或銅)、陶瓷(例如:氧化鋁或氧化硼)或石墨。其中石墨具有高的熱傳導係數(約為50W/mK至
150W/mK),且其密度及熱膨脹係數皆小於金屬,具有輕量化和不易因熱膨脹而與LED介面產生剝離的優點。再者,石墨也具有良好的加工性,因此十分適合作為LED之散熱基板。
LED通常安裝於銅箔上,再藉由黏接用的樹脂使銅箔和散熱基板貼合,其中銅箔可用以設置LED所需的電路結構,而樹脂可提供絕緣性。然而,使用石墨製的散熱基板時,由於石墨為二維片狀結構,具有良好的自潤滑性和離型性,使得石墨難以藉由黏接用的樹脂與銅箔貼合,造成石墨製的散熱基板易與LED之銅箔剝離。此外,接著不良也會使得介面熱阻增加,降低整體LED光源的散熱能力。
為了克服樹脂對LED與散熱基板之間接合不佳的問題,習知技術以導電膠取代上述樹脂。前述導電膠雖可增加散熱性,但石墨的自潤滑性,使得導電膠不易與石墨黏接,且導電膠的連結力與耐久性皆不佳。
因此,目前亟需提出一種用於石墨基材之接合材料,以改善習知LED與散熱基板之間接合不佳的問題。
因此,本發明之一態樣是在提供一種具有多孔表面的複合石墨基材的製造方法,其係利用包含高殘碳率之碳質材料以及低殘碳率之樹脂之含碳塗佈組成物,經高溫的碳化步驟後,以於石墨基材的表面形成多孔層。
本發明之另一態樣是在提供一種具有多孔表面
的複合石墨基材,其可藉由多孔表面而增加複合石墨基材與銅箔之間的附著性。
根據本發明之上述態樣,提出一種具有多孔表面的複合石墨基材的製造方法。在一實施例中,上述方法首先於石墨基材的表面上形成第一薄膜,以形成塗佈基材。上述之第一薄膜可由含碳塗佈組成物所形成,其包含碳質材料、樹脂、增黏劑和溶劑,其中碳質材料可具有在600℃至1300℃之第一溫度下,至少50%以上之第一殘碳率,而樹脂於前述第一溫度下可具有低於50%之第二殘碳率。基於樹脂之使用量為100重量份,碳質材料之使用量為100重量份至200重量份、增黏劑之使用量為2.5重量份至15重量份,以及溶劑之使用量為375重量份至625重量份。接下來,對上述塗佈基材進行碳化步驟,以使第一薄膜形成第二薄膜,且碳化步驟係於惰性氣氛及前述之第一溫度下進行。之後,對第二薄膜進行氣體吹拂步驟,去除第二薄膜上的片狀剝離物,以製得具有多孔表面的複合石墨基材,其中第二薄膜具有多孔表面。
依據本發明之一實施例,前述之石墨基材可由碳質粉體經加壓成型步驟以及熱處理步驟而形成。
依據本發明之一實施例,上述加壓成型步驟之壓力可為20MPa至300MPa。
依據本發明之一實施例,上述熱處理步驟可於2000℃至3300℃之第二溫度下進行。
依據本發明之一實施例,前述之碳質材料可包
含瀝青、介相碳微球、碳黑、煤焦油、煤炭、石油焦或上述之任意組合。
依據本發明之一實施例,前述之樹脂可包含苯乙烯-丁二烯橡膠、聚氨酯樹脂、壓克力樹脂或上述之任意組合。
依據本發明之一實施例,前述之含碳塗佈組成物之黏度可介於300cps至5000cps之間。
依據本發明之一實施例,於石墨基材之表面上形成第一薄膜的步驟與碳化步驟之間更包含進行乾燥步驟。
依據本發明之一實施例,乾燥後的第一薄膜可具有100μm至300μm之厚度。
依據本發明之一實施例,前述之於石墨基材之表面上形成第一薄膜的步驟,可包含以刮刀塗佈步驟、狹縫塗佈步驟或浸漬塗佈步驟進行。
依據本發明之一實施例,第二薄膜可至少包含碳質材料以及片狀剝離物,且片狀剝離物係由樹脂經碳化步驟所形成。
根據本發明之上述態樣,提出一種具有多孔表面的複合石墨基材。在一實施例中,上述具有多孔表面的複合石墨基材可藉由前述之具有多孔表面的複合石墨基材的製造方法所製得,且具有多孔表面的複合石墨基材可包含石墨基材以及多孔層,其中多孔層可設於石墨基材的表面上,多孔層至少包含碳質材料,且於600℃至1300℃之第一溫度下,碳質材料之殘碳率可為至少50%。
應用本發明之具有多孔表面之複合石墨基材及其製造方法,藉由將含碳塗佈組成物(包含於600℃至1300℃之溫度下具有不同殘碳率之碳質材料和樹脂)形成於石墨基材的表面,並經過碳化步驟及氣體吹拂步驟,可使所製得之複合石墨基材具有粗糙且不平整的表面,進而可增加複合石墨基材具有與銅箔之間的附著性。
100‧‧‧方法
110‧‧‧於石墨基材之表面上形成第一薄膜,以形成塗佈基材
120‧‧‧對塗佈基材進行碳化步驟,以使第一薄膜形成第二薄膜
130‧‧‧對第二薄膜進行氣體吹拂步驟,去除第二薄膜之片狀剝離物,以製得具有多孔表面的複合石墨基材
200A‧‧‧塗佈基材
200D‧‧‧複合石墨基材
210‧‧‧石墨基材
210a‧‧‧表面
220A‧‧‧第一薄膜
220B‧‧‧分層
220C‧‧‧第二薄膜
221a‧‧‧碳質材料
221b‧‧‧連續狀薄層
223a‧‧‧樹脂
223b‧‧‧樹脂層
223c‧‧‧片狀剝離物
225‧‧‧表面
301、401、402‧‧‧圓圈
501、503、505‧‧‧曲線
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂,所附圖式之詳細說明如下:[圖1]係繪示根據本發明之一實施例所述之具有多孔表面的複合石墨基材的製造方法之部分流程圖;[圖2A]至[圖2D]係繪示上述製造方法之中間製程的示意圖;[圖3]係繪示本發明之實施例1之具有多孔表面之複合石墨基材的表面(連續狀薄層之一側)的光學顯微鏡圖,其中以200μm為比例尺;[圖4A]係繪示比較例1之表面粗糙化之石墨基材的表面(以砂紙研磨並粗糙化的一側)之光學顯微鏡圖,其中以200μm為比例尺;[圖4B]係繪示比較例3之複合石墨基材的表面(連續狀薄層之一側)之光學顯微鏡圖,其中以200μm為比例尺;以及[圖5]係繪示本發明之實施例1至2以及比較例1進行剝
離強度測試之結果。
本發明之一態樣是提供一種具有多孔表面的複合石墨基材的製造方法。藉由將含碳塗佈組成物形成於石墨基材的表面,以形成包含第一薄膜的塗佈基材。之後,經過碳化步驟及氣體吹拂步驟,可使所製得之複合石墨基材具有粗糙且不平整的表面,進而可增加複合石墨基材與銅箔之間的附著性。以下將詳細說明含碳塗佈組成物以及上述製造方法的具體步驟。
本發明此處所述之將含碳塗佈組成物形成於石墨基材的表面的步驟,可使用塗佈步驟進行。在一例子中,上述之塗佈步驟可例如為刮刀塗佈步驟、狹縫塗佈步驟或浸漬塗佈步驟。
本發明此處所稱之碳化步驟係於600℃至1300℃之溫度以及惰性氣氛下進行,其中惰性氣氛可例如為氦氣、氬氣、氮氣或上述之任意組合。較佳地,上述溫度可為900℃至1300℃。特別說明的是,本發明之碳化步驟的主要目的是使含碳塗佈組成物中的碳質材料熔融並形成連續狀薄層,並使樹脂碳化,以於上述連續狀薄層上形成片狀剝離物。上述現象只要碳化步驟達到預定溫度範圍即會發生,因此本發明之碳化步驟可進行任意時間,然較佳以60秒內,以節省時間和製造成本。此外,經碳化步驟後第一薄膜係形成第二薄膜,其係由上述連續狀薄層、片狀剝離物以及未燒
毀之多孔表面組成物的其他成分所形成。
本發明此處所稱之氣體吹拂步驟係以高壓氣體吹拂上述第二薄膜,以去除片狀剝離物,藉此可製得具有多孔表面之複合石墨基材,其中第二薄膜具有多孔表面。
本發明之含碳塗佈組成物可包含碳質材料、樹脂、增黏劑以及溶劑。此外,含碳塗佈組成物可具有300cps至5000cps之黏度。以下分別說明含碳塗佈組成物之各個成分。
承前所述,在經過高溫的碳化步驟後,本發明之碳質材料會熔融而形成連續狀薄層,進而可貼覆於石墨基材的表面。所形成之連續狀薄層與樹脂係因密度大小不同,因而形成連續狀薄層位於樹脂下方之分層之現象,後述將詳細說明。此外,連續狀薄層會因不均勻分散的樹脂而有不平整之表面,藉此形成多孔表面。
因此,本發明之碳質材料可為在600℃至1300℃之溫度下,殘碳率至少為50%之材料。具體而言,上述碳質材料可包括但不限於瀝青、介相碳微球、碳黑、煤焦油、煤炭、石油焦或上述之任意組合。基於後述之樹脂之使用量為100重量份,碳質材料的使用量可為100重量份至200重量份。
若上述碳質材料的殘碳率低於50%,則碳質材
料容易在高溫中(例如進型碳化步驟時)被燒毀,而無法於石墨基材上形成連續狀薄層(或稱多孔表面)。
此外,上述碳質材料的使用量過少會使得其不足以形成連續狀薄層,進而無法製得預定的多孔表面。另一方面,若上述碳質材料的使用量過多,碳質材料不易貼覆於石墨基材的表面,容易在製程中脫落,造成所形成之連續狀薄層過薄。
特別說明的是,本發明之碳質材料不可為平面結構或已經過高溫處理(例如:大於2000℃)的碳質材料,例如:石墨烯或石墨粉。由於石墨烯為平面片狀結構,即使經過後述之碳化步驟,也無法熔融而貼覆於石墨基材之表面,更無法強化複合石墨基材與銅箔之間的附著性。此外,由於石墨粉在製造過程中已經過高溫處理(或稱石墨化處理),因此若使用石墨粉作為本發明之碳質材料,即使對其進行碳化步驟,也無法使之形成連續狀薄層,故無法藉以製得預定的多孔表面。
在高溫的碳化步驟中,本發明之樹脂首先會因較高的黏度而無法均勻分布於前述連續狀薄層上,進而提供連續狀薄層之不平整表面。然後,樹脂會因高溫燒毀而形成片狀剝離物,覆於前述的連續狀薄層上。
為使樹脂形成上述的片狀剝離物,樹脂於600℃至1300℃之溫度下可具有低於50%之殘碳率。本發明此
處所稱之樹脂並無特別限制,僅以利於含碳塗佈組成物於石墨基材的表面上成膜為宜。具體而言,上述樹脂可包含苯乙烯-丁二烯橡膠、聚氨酯樹脂、壓克力樹脂或上述之任意組合。
若上述樹脂之殘碳率不低於50%,樹脂無法藉由碳化步驟,形成易於去除的片狀剝離物,因此無法使連續狀薄層具有多孔表面,進而無法改善所製得之複合石墨基材與銅箔之間的附著性。
本發明之含碳塗佈組成物可包含增黏劑,其主要係用以調整含碳塗佈組成物之黏度,以使其黏度可介於300cps至5000cps之間。
在一實施例中,上述增黏劑可例如為無機增黏劑、纖維素類增黏劑、聚丙烯酸酯增黏劑、締合型聚氨酯增黏劑或上述之任意組合。
在一具體例中,上述無機增黏劑可例如為膨潤土、凹凸棒土(或稱水合鎂鋁矽酸鹽)、矽酸鋁或上述之任意組合等。
在一具體例中,上述纖維素類增黏劑可例如為甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素或上述之任意組合等。
在一具體例中,上述聚丙烯酸酯增黏劑可例如為水溶性的聚丙烯酸鹽、丙烯酸和甲基丙烯酸所形成的均聚
物或共聚物乳液增黏劑或上述之任意組合等。
基於上述樹脂之使用量為100重量份,增黏劑之使用量可為2.5重量份至15重量份。
若上述增黏劑的添加量少於2.5重量份,致使含碳塗佈組成物之黏度小於300cps,則不易於石墨基材的表面上形成第一薄膜,而無法進行後續之步驟。另一方面,若上述增黏劑的添加量多於15重量份,致使含碳塗佈組成物的黏度大於5000cps,則會使多孔表面組成物不易均勻塗佈於石墨基材上。
本發明此處所稱之溶劑主要的目的係為使樹脂可溶於其中,並使碳質材料和增黏劑可均勻分散,因此只要可達到上述目的,溶劑之種類並無特別限制。
在一實施例中,上述溶劑可包含但不限於水、乳酸乙酯(Ethyl Lactate;EL)、環己酮、乳酸乙酯、乙二醇單甲基醚、乙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯、甲基乙二醇或上述之任意組合等。
基於上述樹脂的使用量為100重量份,溶劑的使用量可為375重量份至625重量份。
本發明之含碳塗佈組成物係根據前述所揭露的使用量,首先將樹脂溶於溶劑中,再將碳質材料加入後,進
行黏度的測量。接著,依照預定之黏度添加適量的增黏劑,以製備具有300cps至5000cps之黏度的含碳塗佈組成物。
接下來請參考圖1和圖2A至圖2D,其中圖1係繪示根據本發明之一實施例所述之具有多孔表面的複合石墨基材的製造方法之部分流程圖,以及圖2A至圖2D係繪示上述製造方法之中間製程的示意圖。
如圖1之步驟110與圖2A所示,上述製造方法首先將含碳塗佈組成物形成於石墨基材210之表面210a上,以形成塗佈基材200A。具體的形成方法悉如前述,此處不另說明。
如圖2A所示,塗佈基材200A包含石墨基材210和第一薄膜220A,其中第一薄膜220A係由含碳塗佈組成物所形成,且含碳塗佈組成物包含碳質材料221a、樹脂223a、增黏劑和溶劑(未繪示)。在步驟110中,碳質材料221a和樹脂223a係均勻分布於含碳塗佈組成物中。在一實施例中,可對塗佈基材進行乾燥步驟,以揮發部份溶劑,藉以降低含碳塗佈組成物的流動性。上述乾燥步驟的溫度以90℃至130℃為宜。經乾燥後的第一薄膜220A之厚度以100μm至300μm為佳。
若上述厚度大於300μm,會使得所形成的連續狀薄層厚度增加,進而增加熱阻而影響散熱基板之效率。若上述厚度小於100μm,所形成之多孔表面的粗糙度不足,
無法有效改善複合石墨基材與銅箔之間的附著性。
接下來,如圖1之步驟120、圖2B以及圖2C所示,對塗佈基材200A進行碳化步驟,以使第一薄膜220A形成如圖2C所示之第二薄膜220C。關於碳化步驟的具體進行方式和條件悉如前述,此處不另贅述。如圖2B所示,碳質材料221a在高溫的碳化步驟中,熔融而形成連續狀薄層221b,同時由於連續狀薄層221b之密度較高,因此會下沉而貼覆於石墨基材210之表面210a。另一方面,樹脂223a在高溫的碳化步驟中,會形成樹脂層223b。由於樹脂層223b的密度較低,因而會分佈於前述之連續狀薄層221b上,進而產生如圖2B所示之分層220B。然而,由於樹脂層223b具有一定黏度,因此並非均勻分散於連續狀薄層221b上,藉此使連續狀薄層221b可具有不平整之表面225。
之後,如圖2C所示,樹脂層223b因暴露於外層並持續處於高溫中而被燒毀,且因樹脂層223b於600℃至1300℃間的殘碳率較低,因而形成片狀剝離物223c,覆蓋於連續狀薄層221b之表面225上。在圖2C中,第二薄膜220C係包含連續狀薄層221b、片狀剝離物223c以及含碳塗佈組成物未燒毀之成分(未繪示),且第二薄膜220C之連續狀薄層221b即為後述之多孔表面。
然後,如圖1之步驟130和圖2D所示,對第二薄膜220C進行氣體吹拂步驟,清除第二薄膜220C之片狀剝離物223c,以製得具有多孔表面的複合石墨基材200D。氣體吹拂步驟的具體進行方式悉如前述,此處不另贅述。如圖
2D所示,具有多孔表面的複合石墨基材200D包含石墨基材210和連續狀薄層221b。具體而言,本發明係藉由氣體吹拂步驟以清除如圖2C所示之片狀剝離物223c,僅留下貼覆於石墨基材210之表面的連續狀薄層221b,其具有不平整之表面225。
在一實施例中,上述石墨基材210可由碳質粉體經加壓成型步驟以及熱處理步驟而形成。所述碳質粉體可例如為焦炭、蘭炭(或稱焦粉)、石油焦、木炭、碳素或上述之組合。
在一例子中,上述加壓成型步驟可於20MPa至300MPa之壓力進行。舉例而言,加壓成型步驟可為冷均壓。在另一例子中,上述之熱處理步驟2000℃至3300℃之溫度下進行。具體而言,上述石墨基材210係將碳質粉體經加壓成型步驟形成胚體後,可先於約1000℃下進行碳化處理,再於2000℃至3300℃下進行熱處理,以形成石墨基材210。
經由上述之製造方法,可製得具有多孔表面的複合石墨基材。如圖2D所示,上述複合石墨基材200D包含石墨基材210和連續狀薄層221b,其中連續狀薄層221b的表面225為不平整表面,因此複合石墨基材之表面具有相當的粗糙度。藉由上述粗糙且不平整之表面,可使複合石墨基材在後續應用時,與銅箔有良好的附著性。以下將提供數個
實施例具體說明本發明之具有多孔表面的複合石墨基材及其製造方法。
製備例1係先製造後述實施例所需之石墨基材。將介相碳微球(中鋼碳素公司製之BCP產品)進行壓力為120MPa之冷均壓(Cold Isostatic Press)成形後,先以1000℃進行碳化處理,再經過約3000℃之石墨化處理後,可製得石墨胚體。接著,將上述石墨胚體裁切為110mm×50mm×20mm,並以1400號之砂紙拋光後,可製得下述實施例所需的石墨基材。
首先,將100重量份之水溶性聚氨酯樹脂(型號為HUD-7012N,於600℃至1300℃的殘碳率為10%;展宇化工製;B-1)溶於625重量份之水(D-1)中,並將200重量份之黏結瀝青(型號為HSP-260,軟化點為約260℃,研磨為平均粒徑11μm之細粉,於600℃至1300℃的殘碳率為89%;中鋼碳素公司製;A-1)和15重量份之增黏劑(型號為HUD-400;展宇化工製;C-1)加入且均勻分散,以形成實施例1之含碳塗佈組成物。
接下來,將上述含碳塗佈組成物以狹縫式刮刀(狹縫高度為550μm),塗佈於製備例1之石墨基材的表面上,並於95℃下先乾燥1小時。之後,將塗佈有含碳塗佈組
成物之石墨基材於1000℃之氮氣氣氛中進行碳化步驟達60秒。然後,以高壓氮氣吹拂上述石墨基材的表面,以製得實施例1之複合石墨基材。
實施例2及比較例2至3係以與實施例1相同之技術手段進行,不同的是,實施例2及比較例2至3係改變含碳塗佈組成物的成分種類、使用量或其他製程條件,具體的製程條件以及評價結果係記載於表1,故此處不另贅述。
比較例1係使用製備例1之石墨基材,並以80號之砂紙研磨上述石墨基材的表面,以製得表面粗糙化的石墨基材。
1.表面結構觀察
本發明此處所稱之表面結構觀察係以光學顯微鏡觀察實施例和比較例所製得之石墨基材的表面,藉以得知所述石墨基材表面的粗糙度。在此評價方式中,粗糙度越高越佳。
2.剝離強度
本發明此處所稱之剝離強度代表石墨基材與銅箔之間的附著性,其係以福田金屬製之鍍鎳銅箔
NIMT-CF-35進行。將上述銅箔裁切成長條狀(寬度為2.5公分,長度大於10公分),並以環氧樹脂(LORD® 304 epoxy)貼合上述銅箔和實施例或比較例之石墨基材,其中貼合面為連續狀薄層或粗糙化表面之一側。之後,對貼合後的石墨基材進行退火處理,以使環氧樹脂固化。然後,將石墨基材的一端固定,並利用拉力試驗機(MTS Criterion Model-43)對石墨基材上的銅箔進行剝離強度的測試,其中剝離角度為180度。在此評價方式中,剝離強度越大越佳。
首先請先參考圖3,其中圖3係繪示本發明之實施例1之具有多孔表面之複合石墨基材的表面(連續狀薄層之一側)的光學顯微鏡圖。首先,如圖3所示,本發明實施例1之複合石墨基材的表面具有許多孔洞。此外,圖3亦顯示本發明實施例1之複合石墨基材的表面還產生如圓圈301所圈示之明顯的島狀結構,其代表實施例1之複合石墨基材的表面具有大面積不平整之高低落差。此外,實施例2之複合石墨基材亦與實施例1類似,具有不平整之表面。
請參考圖4A,其係繪示比較例1之表面粗糙化之石墨基材的表面(以砂紙研磨並粗糙化的一側)之光學顯微鏡圖。如圖4之圓圈401所圈示,比較例1之石墨基材的表面僅有研磨之刻槽,且上述刻槽的痕跡並不明顯,顯示刻槽深度過淺而無法提供足夠的粗糙度。
此外,根據圖4B之圓圈402所圈示的地方可看出,比較例3雖然使用大量的碳質材料,但反而可清楚觀察到石墨基材上的切割痕跡。上述現象證實若使用過多的碳質
材料,過厚的連續狀薄層反而不易貼覆於石墨基材的表面,因而在經過氣體吹拂步驟之後,大部分的碳質材料會從石墨基材上脫落。
接下來,請參考圖5和表1,其中圖5係繪示本發明之實施例1至2以及比較例1進行剝離強度測試之結果。在圖5中,曲線501代表實施例1、曲線503代表實施例2,且曲線505代表比較例1。根據圖5可知,在產生相同剝離量之情況下,本發明之實施例1至2之複合石墨基材需施以較大的拉力。相反地,比較例1僅以較小的拉力就可以產生剝離。因此,從圖5可得知本發明之複合石墨基材與銅箔之間的附著性較佳。
此外,根據表1所示之剝離強度平均值也可了解,本發明實施例1至2之複合石墨基材的平均剝離強度分別為7.2牛頓/公分(N/cm)以及7.0N/cm,然而,比較例1之平均剝離強度僅4.9N/cm。本發明之實施例1至2需施以較大的拉力方可產生剝離,因此從平均剝離強度也可得知本發明之實施例1至2之複合石墨基材與銅箔之間的附著性較佳。
補充說明的是,表1之比較例2因為含碳塗佈組成物之黏度過低、流動性過高,因此無法有效於石墨基材之表面上形成第一薄膜,故並未進行後續碳化處理之測試。從比較例2可得知,本發明之含碳塗佈組成物的各成分需落於本發明所主張的範圍內,才得以進行後續之應用。
應用本發明之具有多孔表面的複合石墨基材及
其製造方法,藉由包含不同殘碳率之碳質材料和樹脂的含碳塗佈組成物,配合碳化步驟之特定溫度,可製得具有粗糙且不平整的表面之複合石墨基材,因此可有效提升複合石墨基材與銅箔之間的附著性。
雖然本發明已以數個實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
100‧‧‧方法
110‧‧‧於石墨基材之表面上形成第一薄膜,以形成塗佈基材
120‧‧‧對塗佈基材進行碳化步驟,以使第一薄膜形成第二薄膜
130‧‧‧對第二薄膜進行氣體吹拂步驟,去除第二薄膜之片狀剝離物,以製得具有多孔表面的複合石墨基材
Claims (12)
- 一種具有多孔表面的複合石墨基材的製造方法,包含:於一石墨基材之一表面上形成一第一薄膜,以形成一塗佈基材,其中該第一薄膜係由一含碳塗佈組成物所組成,且該含碳塗佈組成物包含:一碳質材料,其中該碳質材料於600℃至1300℃之一第一溫度下具有至少50%以上之一第一殘碳率;一樹脂,其中該樹脂於該第一溫度下具有低於50%之一第二殘碳率;一增黏劑;以及一溶劑,其中以該樹脂之一使用量為100重量份,該碳質材料之使用量為100重量份至200重量份、該增黏劑之使用量為2.5重量份至15重量份,以及該溶劑之使用量為375重量份至625重量份;對該塗佈基材進行一碳化步驟,使該第一薄膜形成一第二薄膜,該碳化步驟係於惰性氣氛以及該第一溫度下進行,且該碳化步驟之一時間為60秒以內;以及對該第二薄膜進行一氣體吹拂步驟,去除該第二薄膜之一片狀剝離物,以製得該具有多孔表面的複合石墨基材,其中該片狀剝離物係由該樹脂所形成,且該第二薄膜具有多孔表面。
- 如申請專利範圍第1項所述之具有多孔表 面的複合石墨基材的製造方法,其中該石墨基材係由一碳質粉體經一加壓成型步驟以及一熱處理步驟而形成。
- 如申請專利範圍第2項所述之具有多孔表面的複合石墨基材的製造方法,其中該加壓成型步驟之一壓力為20MPa至300MPa。
- 如申請專利範圍第2項所述之具有多孔表面的複合石墨基材的製造方法,其中該熱處理步驟係於2000℃至3300℃之一第二溫度下進行。
- 如申請專利範圍第1項所述之具有多孔表面的複合石墨基材的製造方法,其中該碳質材料包含瀝青、介相碳微球、碳黑、煤焦油、煤炭、石油焦或上述之任意組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之具有多孔表面的複合石墨基材的製造方法,其中該樹脂包含苯乙烯-丁二烯橡膠、聚氨酯樹脂、壓克力樹脂或上述之任意組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之具有多孔表面的複合石墨基材的製造方法,其中該含碳塗佈組成物之一黏度係介於300cps至5000cps之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之具有多孔表 面的複合石墨基材的製造方法,其中該於該石墨基材之該表面上形成該第一薄膜的步驟與該碳化步驟之間更包含進行一乾燥步驟。
- 如申請專利範圍第8項所述之具有多孔表面的複合石墨基材的製造方法,其中乾燥後的該第一薄膜具有100μm至300μm之一厚度。
- 如申請專利範圍第1項所述之具有多孔表面的複合石墨基材的製造方法,其中該於該石墨基材之該表面上形成該第一薄膜的步驟包含以一刮刀塗佈步驟、一狹縫塗佈步驟或一浸漬塗佈步驟進行。
- 如申請專利範圍第1項所述之具有多孔表面的複合石墨基材的製造方法,其中第二薄膜至少包含該碳質材料以及該片狀剝離物,且該片狀剝離物係由該樹脂經該碳化步驟所形成。
- 一種具有多孔表面的複合石墨基材,其係由申請專利範圍第1至11項中任一項之具有多孔表面的複合石墨基材的製造方法所製得,其中該具有多孔表面的複合石墨基材包含:一石墨基材;以及一多孔層,設於該石墨基材之一表面上,其中該多孔層至少包含一碳質材料,且於600℃至1300℃之一第一溫 度下,該碳質材料之一殘碳率為至少50%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW105109201A TWI586722B (zh) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | 具有多孔表面之複合石墨基材及其製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW105109201A TWI586722B (zh) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | 具有多孔表面之複合石墨基材及其製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TWI586722B true TWI586722B (zh) | 2017-06-11 |
TW201734105A TW201734105A (zh) | 2017-10-01 |
Family
ID=59687899
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW105109201A TWI586722B (zh) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | 具有多孔表面之複合石墨基材及其製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
TW (1) | TWI586722B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115141036A (zh) * | 2021-03-29 | 2022-10-04 | 翔名科技股份有限公司 | 石墨组件与其制造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6849338B2 (en) * | 2000-11-29 | 2005-02-01 | Pacific Northwest Coatings | Coating system for a porous substrate using an asphalt-containing thermosetting basecoat composition and a thermoplastic top coat composition |
US20070013094A1 (en) * | 2003-05-16 | 2007-01-18 | Norman Bischofsberger | Method for the preparation of porous, carbon-based material |
-
2016
- 2016-03-24 TW TW105109201A patent/TWI586722B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6849338B2 (en) * | 2000-11-29 | 2005-02-01 | Pacific Northwest Coatings | Coating system for a porous substrate using an asphalt-containing thermosetting basecoat composition and a thermoplastic top coat composition |
US20070013094A1 (en) * | 2003-05-16 | 2007-01-18 | Norman Bischofsberger | Method for the preparation of porous, carbon-based material |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115141036A (zh) * | 2021-03-29 | 2022-10-04 | 翔名科技股份有限公司 | 石墨组件与其制造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201734105A (zh) | 2017-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI566947B (zh) | 放熱構件、電子元件及電池 | |
WO2016163537A1 (ja) | グラファイト複合フィルム及びその製造方法並びに放熱部品 | |
JP6166117B2 (ja) | 金属と炭素繊維との複合材の製造方法 | |
JP7011129B2 (ja) | 大口径炭化ケイ素単結晶インゴットの成長方法 | |
US11535567B2 (en) | Polyimide-based composite carbon film with high thermal conductivity and preparation method therefor | |
US20170051192A1 (en) | Flexible composites containing graphite and fillers | |
TWI787554B (zh) | 附有金屬層之碳質構件,及熱傳導板 | |
US8916239B2 (en) | Flexible graphite sheet and method for fabricating the same and composite structure for the same | |
CN112850701A (zh) | 一种人工石墨/石墨烯复合导热膜及其制备方法 | |
KR102367301B1 (ko) | 복합방열시트 및 이의 제조방법 | |
TWI586722B (zh) | 具有多孔表面之複合石墨基材及其製造方法 | |
JP2014019642A (ja) | 人造黒鉛部材を製造するための組成物、粉末材料およびその部材の製造方法 | |
TW201521148A (zh) | 氮化鋁靜電吸盤之異質疊層共燒陶瓷製備方法 | |
WO2017110140A1 (ja) | 金属と炭素繊維との複合材の製造方法 | |
CN110718516A (zh) | 散热膜及其制备方法、芯片组件和电子设备 | |
WO2017183705A1 (ja) | 高配向性グラファイト、および、高配向性グラファイトの製造方法 | |
CN105873414A (zh) | 用于石墨导热散热贴片的制造工艺 | |
KR102149991B1 (ko) | 코팅된 고분자 수지 입자를 이용한 그라파이트 시트 및 이의 제조방법 | |
KR102367298B1 (ko) | 강화방열시트 및 이의 제조방법 | |
JP2004014735A (ja) | ヒートシンク | |
CN109439291B (zh) | 一种石墨板及其制造方法 | |
TWI464115B (zh) | 複合石墨薄片及其製作方法 | |
CN211005225U (zh) | 一种石墨烯散热贴片 | |
TWM528253U (zh) | 金屬散熱板結構 | |
TW201408594A (zh) | 超薄石墨片及其製作方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |