耐弯折的散热结构及其制造方法、和电子装置与流程

    专利2022-07-07  87


    本发明涉及一种散热结构,特别地涉及一种耐弯折的散热结构及其制造方法、和具有所述散热结构的电子装置。



    背景技术:

    随着科技的发展,针对电子装置的设计与研发,无不以薄型化及高效能为优先考虑。在要求高速运算与薄型化的情况下,电子装置的电子组件不可避免地将产生较以往更多的热量,因此,“散热”已经是这些组件或装置不可或缺的需求功能。特别是对高功率组件来说,由于工作时产生的热能大幅增加,使得电子产品的温度会急速上升,当电子产品受到过高的温度时,可能会造成组件的永久性损坏,或是使寿命大幅地降低。

    另外,以智能型手机为例,发展至今,市场也面临成长瓶颈,在各品牌厂商高度竞争之下,许多品牌已通过全屏幕设计提升产品吸引力,而下一波成长都希望通过颠覆式创新的屏幕可弯折机来重新定义产品,并配合第5代移动通信(5g)商业运转创造更多影音串流与大屏幕阅听需求,吸引消费者购买新机,由此提供消费者全新、独特和创新的互动方式来彻底改变既有的使用者体验。

    然而,相关品牌厂商除了必需克服显示屏幕可弯曲或折叠(弯折)的技术难题外,顺应柔性面板的弯折功能,可以承受数千、数万次,甚至数十万次弯折的散热结构也是相关厂商必需克服的难题之一。



    技术实现要素:

    本发明的目的为提供一种耐弯折的散热结构及其制造方法、和电子装置。本发明的耐弯折散热结构,除了可以达到散热功能外,还可承受柔性面板的多次弯曲或折叠,以顺应柔性(flexible)电子装置的散热与弯折需求。

    为达上述目的,依据本发明的一种耐弯折的散热结构,包括第一散热膜、第一非织造层以及第一石墨烯材料。第一非织造层设置于第一散热膜上,第一非织造层是由多条第一纤维交错而成,多条第一纤维包括非织造材料,且多条第一纤维之间具有多个第一空隙。第一石墨烯材料设置于第一非织造层的多个第一空隙中,且第一石墨烯材料填满第一非织造层的多个第一空隙,以形成第一非织造散热层。

    在实施例中,多条纤维包括天然纤维、人造纤维、或合成纤维、或其组合。

    在实施例中,第一散热膜为石墨烯导热膜或不锈钢基板。

    在实施例中,散热结构还包括第二散热膜,第二散热膜设置于第一散热膜与第一非织造层之间。

    在实施例中,散热结构还包括金属导热层,金属导热层设置于第一散热膜远离第一非织造散热层的一侧。

    在实施例中,散热结构还包括金属导热层,金属导热层设置于第一非织造散热层远离第一散热膜的一侧。

    在实施例中,散热结构还包括第二非织造散热层,第二非织造散热层设置于第一非织造散热层远离第一散热膜的一侧,其中第二非织造散热层包括第二石墨烯材料与第二非织造层,第二非织造层具有多个第二空隙,第二石墨烯材料填满第二非织造层的多个第二空隙以形成第二非织造散热层。

    在实施例中,散热结构还包括金属导热层,金属导热层设置于第一散热膜远离第二非织造散热层的一侧。

    为达上述目的,依据本发明的一种电子装置,包括热源、前述的耐弯折的散热结构以及粘合层,散热结构设置于热源。粘合层设置于热源与耐弯折的散热结构之间。

    在实施例中,粘合层包括导热材料与粘合胶材,导热材料混合于粘合胶材中以形成粘合层。

    为达上述目的,依据本发明的一种耐弯折的散热结构的制造方法,包括:制备第一散热膜;制备第一浆料,并利用第一浆料形成第一非织造层于第一散热膜上,其中第一非织造层是通过熔喷工艺形成多条第一纤维交错而成,且多条第一纤维之间具有多个第一空隙;设置第一石墨烯材料于第一非织造层的多个第一空隙中;以及利用热压工艺固化第一非织造层,使第一石墨烯材料填满第一非织造层的多个第一空隙,以形成第一非织造散热层。

    在实施例中,在形成第一非织造层于第一散热膜上的步骤之前,还包括:设置第二散热膜于第一散热膜上。

    在实施例中,是通过涂布、印刷或浸泡工艺使第一石墨烯材料设置于第一非织造层的多个第一空隙中。

    在实施例中,在设置第一石墨烯材料于第一非织造层的多个第一空隙的步骤之前,制造方法还包括:使粘结剂混合于第一石墨烯材料中。

    在实施例中,制造方法还包括:形成金属导热层于第一散热膜远离第一非织造散热层的一侧。

    在实施例中,制造方法还包括:形成金属导热层于第一非织造散热层远离第一散热膜的一侧。

    在实施例中,在利用热压工艺固化的步骤之前,制造方法还包括:制备第二浆料,并利用第二浆料形成第二非织造层于第一非织造层上,其中第二非织造层是通过熔喷工艺形成多条第二纤维交错而成,且多条第二纤维之间具有多个第二空隙;以及设置第二石墨烯材料于第二非织造层的多个第二空隙中。

    在实施例中,在利用热压工艺固化的步骤中,第二石墨烯材料填满第二非织造层的多个第二空隙,以形成第二非织造散热层。

    在实施例中,制造方法还包括:形成金属导热层于第一散热膜远离第二非织造散热层的一侧。

    在实施例中,第一浆料或第二浆料包括非织造材料及第三石墨烯材料。

    承上所述,在本发明耐弯折的散热结构中,通过第一非织造层设置于第一散热膜上,且第一非织造层内包括填满纤维空隙的第一石墨烯材料,以形成第一非织造散热层的结构设计,除了可通过第一散热膜及第一非织造散热层内的第一石墨烯材料达到快速散热的功能外,还可经由第一非织造层的非织造纤维的特性承受无数次的弯曲或折叠。因此,当本发明的散热结构应用于柔性电子装置的柔性面板时,可顺应柔性面板的散热与弯折需求。

    附图说明

    图1a为本发明实施例的一种耐弯折的散热结构的示意图。

    图1b为图1a所示的散热结构中,区域a的放大示意图。

    图2a至图2i分别为本发明不同实施例的散热结构的示意图。

    图3为本发明实施例的电子装置的示意图。

    图4为本发明实施例的耐弯折散热结构的制造方法的流程步骤图。

    图5a至图5c分别为本发明实施例的耐弯折散热结构的制造过程示意图。

    图6为本发明实施例的散热结构中,第一非织造层的纤维断面示意图。

    具体实施方式

    以下将参照相关附图,说明本发明一些实施例的耐弯折的散热结构及其制造方法、和电子装置,其中相同的组件将以相同的参照符号加以说明。以下实施例出现的组件只是示意,不代表真实的比例或尺寸。

    本发明的耐弯折的散热结构可运用于柔性电子装置,例如但不限于柔性显示面板的电子装置(即显示屏幕可折叠电子装置)或其他柔性电子装置,除了可达到散热功能外,还可承受柔性面板的无数次弯曲或折叠,以顺应柔性电子装置的散热与弯折需求。

    图1a为本发明实施例的一种耐弯折的散热结构的示意图,而图1b为图1a所示的散热结构中,区域a的放大示意图。

    如图1a与图1b所示,耐弯折的散热结构1(以下简称散热结构1)包括第一散热膜11、第一非织造层12以及第一石墨烯材料13(图1b)。

    在本实施例中,第一散热膜11是由石墨烯微片所形成的散热膜,使得第一散热膜11为石墨烯导热膜(graphenethermalfilm,gtf)。由于石墨烯导热膜具有良好的导热性,因此可快速地将热能沿着表面的延伸方向传递,以达到快速散逸热能的目的。其中,石墨烯微片的片径例如可大于0微米且小于等于50微米,且石墨烯微片厚度可大于等于0.3纳米且小于等于30纳米。在一些实施例中,第一散热膜11除了具有石墨烯微片之外,更可具有粘结剂,粘结剂混合于石墨烯微片中。在此,粘结剂具有粘性,例如但不限于高分子树脂、或聚乙烯吡咯烷酮(pvp)。利用粘结剂可增加石墨烯微片的结合强度,由此增加第一散热膜11的结构强度。在不同的实施例中,第一散热膜11也可以包括不同材质,例如可包括不锈钢,使得第一散热膜11为不锈钢基板,其厚度例如可小于100微米。

    第一非织造(non-wevon)层12设置于第一散热膜11上。第一非织造层12是由非织造纤维(非织造又可称为非织造布或无纺布)构成,其具有柔软、可挠曲性、质轻、耐用,且拉伸强度高,纤维多次弯曲或折叠也不容易断裂的特性。其中,第一非织造层12是由多条第一纤维121交错而成(图1b),多条第一纤维121包括非织造材料,例如可包括天然纤维、人造纤维、或合成纤维、或其组合。非织造材料的种类可为棉(cotton)、羊毛(wool)、麻(flax)、蚕丝(silky)、聚酯(polyester)、尼龙(nylon)、压克力(acrylic)、嫘萦(rayon,人造丝)、开司米纶(cashmilon)、奥纶(orlon)、压克力朗(acrylan)、土拉纶(toraylon)、艾克朗(exlan)、代尼耳(dynel)、弗雷耳(veral)、聚丙烯(polypropylene)、…等。在一些实施例中,第一非织造层12的厚度例如可为20微米。

    如图1b所示,第一非织造层12的多条第一纤维121之间具有多个(第一)空隙,而第一石墨烯材料13是设置于第一非织造层12的多个空隙中,而且是填满第一纤维121之间的空隙以形成第一非织造散热层12a(图1a)。由于石墨烯材料(第一石墨烯材料13)具有良好的导热性,因此可快速地传递热能,由此达到快速散逸热能的目的。在一些实施例中,第一石墨烯材料13可包括多个石墨烯微片,各石墨烯微片的片径例如可大于0微米且小于等于50微米,且各石墨烯微片厚度可大于等于0.3纳米且小于等于30纳米。

    承上,在本实施例之散热结构1中,通过第一非织造层12设置于第一散热膜11上,且第一非织造层12内包括填满多条第一纤维121空隙的第一石墨烯材料13,以形成的第一非织造散热层12a的结构设计,除了可通过第一散热膜11及第一非织造散热层12a内的第一石墨烯材料13达到快速散热的功能外(例如在图1a中,热能可由第一散热膜11的下表面往第一非织造散热层12a的方向传递,并经由第一非织造散热层12a内部的第一石墨烯材料13快速地传导至第一非织造散热层12a的上表面;或相反),还可经由第一非织造层12的非织造纤维(121)的特性承受无数次的弯曲或折叠。因此,当散热结构1应用于柔性电子装置的柔性面板时,可顺应柔性面板的散热与弯折需求。在一些实施例中,可利用粘合材料(例如双面胶)设置在第一散热膜11远离第一非织造散热层12a的表面,再通过粘合材料将散热结构1贴附于柔性面板(即热源),以将柔性面板所产生的热能快速地散逸出,以及承受柔性面板无数次的弯曲或折叠。此外,由于石墨烯材料可吸收电磁波,因此,本实施例的散热结构1也具有电磁波屏蔽的能力。

    特别说明的是,本发明实施例所指的(第一)石墨烯材料“填满”纤维的空隙,并不是指在放大的情况下,纤维之间的空隙完全被石墨烯微片塞满而没有任何空间,只要纤维之间的空隙被石墨烯微填充而占有例如85%或90%以上的空间,即为本发明所称的“填满”。

    另外,在一些实施例中,散热结构1更可包括粘结剂(未显示),粘结剂可混合于第一石墨烯材料13中。其中,粘结剂具有粘性,例如但不限于高分子树脂、或聚乙烯吡咯烷酮(pvp)。利用粘结剂可增加第一石墨烯材料13本身的结合强度,同时可增加第一石墨烯材料13与第一纤维121之间的连接强度,以及第一非织造散热层12a与第一散热膜11之间的连接强度,使两者不易脱落。

    请分别参照图2a至图2i所示,其分别为本发明不同实施例的散热结构的示意图。

    如图2a所示,本实施例的散热结构1a与前述实施例的散热结构1其组件组成及各组件的连接关系大致相同。不同之处在于,在本实施例的散热结构1a中,还包括第二散热膜14,第二散热膜14设置于第一散热膜11与第一非织造层12(或第一非织造散热层12a)之间。在本实施例中,第二散热膜14为石墨烯导热膜(gtf),其设置原因在于:在散热结构1a的制造过程中,为了增加第一非织造层12与第一散热膜11(gtf)之间的连接强度,可以在尚未设置第一非织造层12之前,先在第一散热膜11上设置材料包括石墨烯微片的浆料以形成第二散热膜14,并且在第二散热膜14尚未固化之前(未固化的石墨烯浆料具有粘性)设置第一非织造层12,由此,利用未固化的第二散热膜14来增加第一非织造层12与第一散热膜11的连接强度,以提高散热结构1a的结构强度。

    另外,如图2b所示,本实施例的散热结构1b与前述实施例的散热结构1其组件组成及各组件的连接关系大致相同。不同之处在于,在本实施例的散热结构1b中,还包括金属导热层15,金属导热层15设置于第一散热膜11远离第一非织造散热层12a的一侧。在此,金属导热层15设置于第一散热膜11背向第一非织造散热层12a的表面。

    在一些实施例中,可利用电沉积(electrodeposition)方式在第一散热膜11背向第一非织造散热层12a的表面形成金属导热层15,使金属导热层15可覆盖在第一散热膜11的下表面;在一些实施例中,可以利用例如电镀、化学气相沉积(chemicalvapordeposition,cvd)、或物理气相沉积(physicalvapordeposition,pvd),或其他适当方式等将金属导热层15形成于第一散热膜11的下表面,本发明不限制。在一些实施例中,金属导热层15的厚度例如可为10微米。金属导热层15的材料例如但不限于包括铜、铝、铁、银、金等高导热金属材料。在本实施例中,金属导热层15的材料是以铜,而且是利用电镀方式在材料为石墨烯的第一散热膜11的下表面形成铜离子的金属导热层15为例。

    在电镀工艺中,阳极可为铜金属,阴极可为第一散热膜11(石墨烯),以通过电镀工艺在第一散热膜11的下表面形成铜离子涂层(金属导热层15),以成为具有良好接合和散热能力的石墨烯/铜的复合膜层。材料为石墨烯的第一散热膜11与材料为铜的金属导热层15的键结主要是靠两者界面处的电子密度的增加所形成强接合力,键结形态主要是离子键和范德华力(vanderwaalsforce)。此外,还可利用石墨烯的抗腐蚀特性,保护铜离子层在高温时的氧化现象不致于发生,由此保护铜离子层(金属导热层15)。特别说明的,利用电镀工艺形成铜离子的金属导热层15沉积在石墨烯的第一散热膜11的表面具有以下的优点:a、两者的结合力相当好,结合强度高;b、铜(金属导热层15)的韧性好,延展性佳,弯折不易断裂;c、深镀性能好,整平性也佳。

    另外,如图2c所示,本实施例的散热结构1c与前述实施例的散热结构1a其组件组成及各组件的连接关系大致相同。不同之处在于,在本实施例的散热结构1c中,还包括金属导热层15,金属导热层15设置于第一散热膜11远离第一非织造散热层12a的一侧。在此,金属导热层15设置于第一散热膜11背向第二散热膜14的表面。

    另外,如图2d所示,本实施例的散热结构1d与前述实施例的散热结构1b其组件组成及各组件的连接关系大致相同。不同之处在于,在本实施例的散热结构1d中,金属导热层15是设置于第一非织造散热层12a远离第一散热膜11的一侧。在此,金属导热层15设置于第一非织造散热层12a背向第一散热膜11的表面上。

    另外,如图2e所示,本实施例的散热结构1e与前述实施例的散热结构1c其组件组成及各组件的连接关系大致相同。不同之处在于,在本实施例的散热结构1e中,金属导热层15设置于第一非织造散热层12a远离第一散热膜11的一侧。在此,金属导热层15设置于第一非织造散热层12a背向第二散热膜14的表面上。

    另外,如图2f所示,本实施例的散热结构1f与前述实施例的散热结构1其组件组成及各组件的连接关系大致相同。不同之处在于,在本实施例的散热结构1f中,还包括第二非织造散热层12b,第二非织造散热层12b设置于第一非织造散热层12a远离第一散热膜11的一侧。其中,第二非织造散热层12b可包括第二石墨烯材料与第二非织造层,第二非织造层具有多个第二空隙,第二石墨烯材料填满第二非织造层的多个第二空隙以形成第二非织造散热层12b。换句话说,第二非织造散热层12b可与第一非织造散热层12a的材料与结构特征相同。在不同的实施例中,也可设置粘合层于第一非织造散热层12a与第二非织造散热层12b之间,以通过粘合层将第二非织造散热层12b贴附于第一非织造散热层12a上。前述的粘合层可包括粘合胶材(例如双面胶);或者,粘合层可包括粘合胶材和导热材料,导热材料混合于粘合胶材中以形成粘合层。在此,导热材料可例如但不限于为石墨烯,除了使粘合层具有粘合功能外,还可协助热能的传导。在一些实施例中,粘合层可包括热粘合胶材,例如包括粘合树脂(binderresin),或粘合树脂加上例如石墨烯。其中,粘合树脂可以是单一树脂,或者是两种或多种树脂的混合,且该树脂的种类可选自聚乙烯乙醇基树脂(polyvinylalcohol-basedresin)、硅基(silicon-based)树脂、环氧基(epoxy-based)树脂、丙烯酸基(acrylate-based)树脂、胺基甲酸乙酯基(urethane-based)树脂、聚酰胺(polyamide-based)基树脂、或聚亚酰胺(polyimide-based)基树脂,或其所组成的群组。在一些实施例中,粘合层的厚度例如为2微米。

    另外,如图2g所示,本实施例的散热结构1g与前述实施例的散热结构1a其组件组成及各组件的连接关系大致相同。不同之处在于,在本实施例的散热结构1g中,还包括一第二非织造散热层12b,第二非织造散热层12b设置于第一非织造散热层12a远离第一散热膜11的一侧。其中,第二非织造散热层12b可与第一非织造散热层12a的材料与结构特征相同。在不同的实施例中,也可设置粘合层于第一非织造散热层12a与第二非织造散热层12b之间,以通过粘合层将第二非织造散热层12b贴附于第一非织造散热层12a上。

    另外,如图2h所示,本实施例的散热结构1h与前述实施例的散热结构1b其组件组成及各组件的连接关系大致相同。不同之处在于,在本实施例的散热结构1h中,还包括第二非织造散热层12b,第二非织造散热层12b设置于第一非织造散热层12a远离第一散热膜11的一侧。其中,第二非织造散热层12b可与第一非织造散热层12a的材料与结构特征相同。另外,本实施例的金属导热层15是设置于第一散热膜11远离第二非织造散热层12b的一侧。在不同的实施例中,也可将金属导热层15设置于第二非织造散热层12b远离第一散热膜11(或第一非织造散热层12a)的一侧(即第二非织造散热层12b的上表面)。此外,在不同的实施例中,也可设置粘合层于第一非织造散热层12a与第二非织造散热层12b之间,以通过粘合层将第二非织造散热层12b贴附于第一非织造散热层12a上。

    另外,如图2i所示,本实施例的散热结构1i与前述实施例的散热结构1c其组件组成及各组件的连接关系大致相同。不同之处在于,在本实施例的散热结构1i中,还包括第二非织造散热层12b,第二非织造散热层12b设置于第一非织造散热层12a远离第一散热膜11的一侧。其中,第二非织造散热层12b可与第一非织造散热层12a的材料与结构特征相同。另外,本实施例的金属导热层15是设置于第一散热膜11远离第二非织造散热层12b的一侧。在不同的实施例中,也可将金属导热层15设置于第二非织造散热层12b远离第一散热膜11(或第一非织造散热层12a)的一侧(即第二非织造散热层12b的上表面)。此外,在不同的实施例中,也可设置粘合层于第一非织造散热层12a与第二非织造散热层12b之间,以通过粘合层将第二非织造散热层12b贴附于第一非织造散热层12a上。

    在一些实施例中,可将粘合材料(粘合层)设置于散热结构1、1a~1i的上表面或下表面,以通过粘合材料将散热结构1、1a~1i贴附于热源上,除了可达到快速散热的功能外,还可经由非织造层的非织造纤维的特性承受无数次的弯曲或折叠。

    请参照图3所示,其为本发明实施例的电子装置的示意图。电子装置2包括热源21、耐弯折的散热结构22以及粘合层23。耐弯折的散热结构22设置于热源21上,且粘合层23设置于热源21与耐弯折的散热结构22之间。在此,是利用粘合层23将散热结构22贴附于热源21。其中,散热结构22可为上述的散热结构1、1a~1i的其中之一,或其变化形式,而粘合层23的材料可与上述的粘合层相同,具体技术内容都于上述中详述,在此不再多作说明。

    电子装置2可例如但不限于为柔性显示设备,例如但不限于为手机、笔记本电脑、平板计算机、或显示器。在一些实施例中,当电子装置2为手机,例如但不限于包括柔性发光二极管(led)柔性面板或柔性有机发光二极管(oled)柔性面板时,热源21可为其显示屏幕而具有显示面,而散热结构22可通过粘合层23贴附于显示面相反的表面(即显示屏幕的背面),以通过粘合层23使散热结构22与柔性面板(热源21)连接。由此,除了可以达到散热功能外,散热结构22还可承受柔性面板的多次弯曲或折叠,以顺应柔性电子装置2的散热与弯折需求。

    请参照图4并配合图5a至图5c所示,以说明本发明实施例的耐弯折的散热结构的制造方法。其中,图4为本发明实施例的耐弯折散热结构的制造方法的流程步骤图,而图5a至图5c分别为本发明实施例的耐弯折散热结构的制造过程示意图。

    如图4所示,本发明实施例的耐弯折散热结构的制造方法至少包括步骤s01至步骤s04。

    首先,步骤s01为:制备第一散热膜11。如图5a所示,在一些实施例中,可将石墨烯微片、溶剂(及粘结剂)混合均匀以形成浆料后,通过例如涂布或印刷、以及固化等工艺制备第一散热膜11。上述的溶剂可包括例如丁酮(methylethylketone,mek)、水、丙酮(acetone)、乙酸乙脂、或酒精、或其组合等中高极性溶剂。在固化工艺中可去除掉溶剂,使第一散热膜11包括石墨烯微片。在另一些实施例中,第一散热膜11可为不锈钢基板,其厚度例如可小于100微米。

    接着,进行步骤s02:制备第一浆料s,并利用第一浆料s形成第一非织造层12于第一散热膜11上,其中第一非织造层12是通过熔喷工艺形成多条第一纤维121交错而成,且多条第一纤维121之间具有多个第一空隙。在一些实施例中,请再参照图5a,可将非织造材料(例如聚酯粒)熔化,并和例如甲苯与二甲基甲酰胺(dmf)等溶剂混合而成为第一浆料s,再利用熔喷工艺形成第一非织造层12于第一散热膜11上。其中,熔喷工艺是将包括非织造材料的第一浆料s与热空气h从喷嘴n高速喷出以形成细小的连续性第一纤维121,在堆叠、切断后,在第一散热膜11上形成第一非织造层12。其中,可依据设计需求使第一纤维121堆叠出所需的第一非织造层12的厚度。

    之后,如图5b所示,进行步骤s03:设置第一石墨烯材料13于第一非织造层12的多个第一空隙中。在一些实施例中,可将第一石墨烯材料13、溶剂(及粘结剂)混合均匀以形成浆料后,通过例如涂布、印刷或浸泡等工艺,将第一石墨烯材料13设置在第一非织造层12的多条第一纤维121之间的空隙中。其中,在利用涂布、印刷或浸泡等工艺将浆料设置在第一非织造层12时,浆料中的第一石墨烯材料13会进入第一纤维121的(第一)空隙中。上述的溶剂可包括例如丁酮(methylethylketone,mek)、水、丙酮(acetone)、乙酸乙脂、或酒精、或其组合等中高极性溶剂。另外,涂布工艺可例如但不限于为喷射涂布(spraycoating)或旋转涂布(spincoating),而印刷工艺可例如但不限于为喷墨打印(inkjetprinting)或网版印刷(screenprinting)。如图5b所示,本实施例是以喷射涂布的方式将第一石墨烯材料13设置在第一非织造层12的多条第一纤维121之间的空隙中为例。由于尚未经过固化工艺,因此,第一非织造层12的第一纤维121还处于蓬松状态,此时第一石墨烯材料13尚未填满第一非织造层12的第一空隙。

    接着,如图5c所示,再进行步骤s04:利用热压工艺固化第一非织造层12,使第一石墨烯材料13填满第一非织造层12的多个第一空隙,以形成第一非织造散热层12a。其中,热压工艺除了可去除浆料中的溶剂且固化第一非织造层12的第一纤维121而使第一非织造层12定型外,更可使第一纤维121之间的空隙变小而降低第一非织造层12的厚度,同时使得第一石墨烯材料13可以填满第一非织造层12的多个空隙而得到第一非织造散热层12a,由此得到散热结构1(图5c的结构与图1a相同)。

    在一些实施例中,在形成第一非织造层12于第一散热膜11上的步骤s02之前,散热结构的制造方法还可包括:设置第二散热膜14于第一散热膜11上(可参考图2a,第二散热膜14可为gtf)。在此,先在第一散热膜11上设置第二散热膜14,并且在第二散热膜14未固化之前(未固化的石墨烯浆料具有粘性)再设置第一非织造层12,由此可增加第一非织造层12与第一散热膜11的连接强度,在之后步骤s04的热压工艺可同时固化第二散热膜14及第一非织造层12。

    在一些实施例中,在设置第一石墨烯材料13于第一非织造层12的该些第一空隙的步骤s03之前,制造方法还可包括:使粘结剂混合于第一石墨烯材料13中。利用粘结剂可增加第一石墨烯材料13本身的结合强度,同时可增加第一石墨烯材料13与第一纤维121之间的连接强度,以及第一非织造散热层12a与第一散热膜11之间的连接强度,使两者不易脱落。

    在一些实施例中,散热结构的制造方法还可包括:形成金属导热层15于第一散热膜11远离第一非织造散热层12a的一侧(可参考图2b、图2c)。在一些实施例中,散热结构的制造方法还可包括:形成金属导热层15于第一非织造散热层12a远离第一散热膜11的一侧(可参考图2d、图2e)。

    在一些实施例中,在利用热压工艺固化的步骤s04之前,散热结构的制造方法还可包括:制备第二浆料,并利用该第二浆料形成第二非织造层于第一非织造层12上,其中第二非织造层是通过熔喷工艺形成多条第二纤维交错而成,且多条第二纤维之间具有多个第二空隙;以及设置第二石墨烯材料于第二非织造层的多个第二空隙中,并且,在之后利用热压工艺固化的步骤s04中,除了可固化第一非织造层12而形成第一非织造散热层12a外,同时也会热固化第二非织造层,使第二石墨烯材料也填满第二非织造层的多个第二空隙,由此形成第二非织造散热层12b(可参考图2f、图2g)。此外,在一些实施例中,散热结构的制造方法还可包括:形成金属导热层15于第一散热膜11远离第二非织造散热层12b的一侧(可参考图2h、图2i)。

    此外,本发明的耐弯折散热结构的制造方法的其他技术内容已于上述中详述,在此不再赘述。

    请参照图6所示,其为本发明一实施例之散热结构中,第一非织造层的纤维断面示意图。在上述的实施例中,第一浆料(及/或第二浆料)中包括有非织造材料,使得第一非织造层的第一纤维(及/或第二非织造层的第二纤维)中也包括非织造材料。然并不以此为限,在不同的实施例中,也可在第一浆料(及/或第二浆料)中加入第三石墨烯材料,使得第一浆料(及/或第二浆料)包括有非织造材料及第三石墨烯材料,在进行熔喷工艺之后,如图6所示,可使第一非织造层的第一纤维121(及/或第二非织造层的第二纤维)也包括有非织造材料121a及第三石墨烯材料121b,由于第一纤维121中也包括有可以协助导热的第三石墨烯材料121b,因此,可增加第一非织造散热层(及/或第二非织造散热层)本身的热传导效果,进而加强散热结构的散热效果。

    最后再一提的是,图6显示的非织造的纤维断面只是举例,在不同实施例中,纤维断面可能会有不同形状,例如可为圆形、圆弧形、多边形(三边形、或四边形…)、或不规则形状、或者中空、或其组合。

    综上所述,在本发明耐弯折的散热结构中,通过第一非织造层设置于第一散热膜上,且第一非织造层内包括填满纤维空隙的第一石墨烯材料,以形成第一非织造散热层的结构设计,除了可通过第一散热膜及第一非织造散热层内的第一石墨烯材料达到快速散热的功能外,还可经由第一非织造层的非织造纤维的特性承受无数次的弯曲或折叠。因此,当本发明的散热结构应用于柔性电子装置的柔性面板时,可顺应柔性面板的散热与弯折需求。

    以上所述仅是举例性的,而不是限制性的。任何未脱离本发明的精神与范围,而对其进行的等效修改或变更,均应包含在本专利申请的范围中。


    技术特征:

    1.一种耐弯折的散热结构,包括:

    第一散热膜;

    第一非织造层,其设置于所述第一散热膜上,所述第一非织造层是由多条第一纤维交错而成,所述多条第一纤维包括非织造材料,且所述多条第一纤维之间具有多个第一空隙;以及

    第一石墨烯材料,其设置于所述第一非织造层的所述多个第一空隙中,且所述第一石墨烯材料填满所述第一非织造层的所述多个第一空隙,以形成第一非织造散热层。

    2.根据权利要求1所述的耐弯折的散热结构,其中所述多条第一纤维包括天然纤维、人造纤维、或合成纤维、或其组合。

    3.根据权利要求1所述的耐弯折的散热结构,其中所述第一散热膜为石墨烯导热膜或不锈钢基板。

    4.根据权利要求1所述的耐弯折的散热结构,还包括:

    第二散热膜,其设置于所述第一散热膜与所述第一非织造层之间。

    5.根据权利要求1或4所述的耐弯折的散热结构,还包括:

    金属导热层,其设置于所述第一散热膜远离所述第一非织造散热层的一侧。

    6.根据权利要求1或4所述的耐弯折的散热结构,还包括:

    金属导热层,其设置于所述第一非织造散热层远离所述第一散热膜的一侧。

    7.根据权利要求1或4所述的耐弯折的散热结构,还包括:

    第二非织造散热层,其设置于所述第一非织造散热层远离所述第一散热膜的一侧,其中所述第二非织造散热层包括第二石墨烯材料与第二非织造层,所述第二非织造层具有多个第二空隙,所述第二石墨烯材料填满所述第二非织造层的所述多个第二空隙以形成所述第二非织造散热层。

    8.根据权利要求7所述的耐弯折的散热结构,还包括:

    金属导热层,其设置于所述第一散热膜远离所述第二非织造散热层的一侧。

    9.一种电子装置,包括:

    热源;

    根据权利要求1至8中任一项所述的耐弯折的散热结构,其设置于所述热源上;以及

    粘合层,其设置于热源与所述耐弯折的散热结构之间。

    10.根据权利要求9所述的电子装置,其中所述粘合层包括导热材料与粘合胶材,所述导热材料混合于所述粘合胶材中以形成所述粘合层。

    11.一种耐弯折的散热结构的制造方法,包括:

    制备第一散热膜;

    制备第一浆料,并利用所述第一浆料形成第一非织造层于所述第一散热膜上,其中所述第一非织造层是通过熔喷工艺形成多条第一纤维交错而成,且所述多条第一纤维之间具有多个第一空隙;

    设置第一石墨烯材料于所述第一非织造层的所述多个第一空隙中;以及

    利用热压工艺固化所述第一非织造层,使所述第一石墨烯材料填满所述第一非织造层的所述多个第一空隙,以形成第一非织造散热层。

    12.根据权利要求11所述的制造方法,其中在形成第一非织造层于所述第一散热膜上的步骤之前,还包括:

    设置第二散热膜于所述第一散热膜上。

    13.根据权利要求11所述的制造方法,其中,是通过涂布、印刷或浸泡工艺使所述第一石墨烯材料设置于所述第一非织造层的所述多个第一空隙中。

    14.根据权利要求11所述的制造方法,其中在设置第一石墨烯材料于所述第一非织造层的所述多个第一空隙的步骤之前,所述制造方法还包括:

    使粘结剂混合于所述第一石墨烯材料中。

    15.根据权利要求11或12所述的制造方法,还包括:

    形成金属导热层于所述第一散热膜远离所述第一非织造散热层的一侧。

    16.根据权利要求11或12所述的制造方法,还包括:

    形成金属导热层于所述第一非织造散热层远离所述第一散热膜的一侧。

    17.根据权利要求11或第12所述的制造方法,其中在利用热压工艺固化的步骤之前,还包括:

    制备第二浆料,并利用所述第二浆料形成第二非织造层于所述第一非织造层上,其中所述第二非织造层是通过熔喷工艺形成多条第二纤维交错而成,且所述多条第二纤维之间具有多个第二空隙;以及

    设置第二石墨烯材料于所述第二非织造层的所述多个第二空隙中。

    18.根据权利要求17所述的制造方法,其中在利用热压工艺固化的步骤中,所述第二石墨烯材料填满所述第二非织造层的所述多个第二空隙,以形成第二非织造散热层。

    19.根据权利要求18所述的制造方法,还包括:

    形成金属导热层于所述第一散热膜远离所述第二非织造散热层的一侧。

    20.根据权利要求17所述的制造方法,其中所述第一浆料或所述第二浆料包括非织造材料及第三石墨烯材料。

    技术总结
    本发明的题目是耐弯折的散热结构及其制造方法、和电子装置。本发明公开了一种耐弯折的散热结构,包括第一散热膜、第一非织造层以及第一石墨烯材料。第一非织造层设置于第一散热膜上,第一非织造层是由多条第一纤维交错而成,多条第一纤维包括非织造材料,且多条第一纤维之间具有多个第一空隙。第一石墨烯材料设置于第一非织造层的多个第一空隙中,且第一石墨烯材料填满第一非织造层的多个第一空隙,以形成第一非织造散热层。本发明还公开了耐弯折的散热结构的制造方法、和电子装置。

    技术研发人员:萧毅豪
    受保护的技术使用者:河南烯力新材料科技有限公司
    技术研发日:2019.09.12
    技术公布日:2021.03.12

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