熱門專利組合—金屬散熱材料專利組合

 

刊登日期:2018/10/5
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■ 自產電薄型熱電裝置
熱電轉換元件(Thermoelectric Module/Device)是一種具有熱與電兩種能量互相轉換特性之元件,由於其熱電轉換特性,因此具有致冷/加熱以及發電兩種應用領域。若對熱電轉換元件通入直流電,可使元件兩端分別產生吸熱與放熱現象,因此可應用在需致冷或加熱的技術領域;若使熱電轉換元件兩端分別處於不同溫度,則可令熱電轉換元件輸出直流電,因此可應用在發電技術領域。
專利組合技術特色
① 薄膜式熱電轉換元件及其堆疊組件,應用於微電子元件冷卻(Microcooling)或高效率熱電發電機(Thermoelectric Generator)領域,其應用潛力將愈來愈高。
② 熱電薄膜結構,藉由改變類鑽碳層鍵結結構而控制熱電薄膜結構的電阻分佈。
③ 堆疊式薄膜式熱電轉換單元,具有中空柱狀結構可將冷熱端分別設計於發電元件之內外側,使高低溫流體容易通過,以進行集熱和散熱,可視應用場合需要,將薄膜轉換單元任意數量堆疊,充份利用高溫流體之熱能提高發電量,在設計彈性與發電效果上更具有優越性。
應用領域
微電子元件冷卻或高效率熱電發電機

■ 微電子元件散熱材料
微電子元件例如高亮度發光二極體、數位訊號處理器或中央處理器等,因為微電子元件的晶片發展朝向整合多功能、高速化、高功率和/或小型化等趨勢,晶片內部的熱流量越來越高,使得晶片運作時的接面溫度可能會超過其安全操作溫度。其中,金屬熱界面材料使用於微電子元件與導熱元件的接合界面之間,藉由與前述界面的表面接觸來導出微電子元件的熱量,使熱傳遞至諸如基板、均熱片或散熱器等導熱元件達到散熱效果。通常在前述的接合界面間常存在導熱不佳的氣孔或空洞,金屬熱界面材料利用自身可流動或遇熱軟化或熔融的相變化特性,以填補前述元件間界面間的氣孔或空洞,減少微電子元件熱量傳遞至導熱元件的熱阻,提高晶片散熱性。
專利組合技術特色
具有非毒害環境元素,熱熔起始溫度低於60˚C之金屬熱界面材料,應用於微電子封裝元件與導熱元件之間界面,利用其可調變熔點溫度,克服低熔點金屬的熔解溫度不夠低所造成的散熱瓶頸問題。適用於具備動態功率運作或接面溫度隨時變化的微電子元件上,以增進電子封裝元件與導熱元件之間的散熱。
應用領域
微電子封裝元件、晶片散熱、發光二極體

■ 高熱傳導鍍層技術
類鑽碳(DLC)薄膜是近十年來相當受注目的薄膜,因為類鑽碳薄膜具有高硬度、高楊氏係數、高耐磨性、高熱導係數、低摩擦係數以及化學惰性等,應用於各類精密工件及元件表面機能改良及提升,可使工件或產品的表面具有類似或接近鑽石般的特殊性質,使工件的機能特性獲得提高,應用於需要嚴苛環境或要求的產品,可提高使用壽命,進而使得產品的性能大幅提升,增加產品的價值。本專利組合提供多種類鑽薄膜之應用技術。
專利組合技術特色
① 活性金屬表面形成由特定金屬薄膜與導電薄膜構成之保護層,可用於具有電極的電化學元件解決提高循環壽命,同時可提高對外界可反應物質的侵蝕之抵抗能力,有效避免充放電循環過程電極表面型態改變所產生的劣化現象。
② 藉由改變類鑽碳層鍵結結構而控制熱電薄膜結構的電阻分佈,即導電性亦為連續,用於自產電熱電薄膜避免接合界面導致的熱、電阻抗,能在有效簡化的結構組成下達到所需的熱電特性。
③ 無機無氫類鑽薄膜,具有四面體非晶碳(ta-C)、sp3(C-C)鍵結比例大於40%的特性,用於液晶顯示器之配向薄膜。該配向薄膜的厚度在2 nm~50 nm之間,波長550 nm的穿透率大於80%。
應用領域
配向薄膜、自產電感測器、電極塗層

■ 電子元件散熱模組
近年來,電子技術,尤其是在積體電路的製程技術發展迅速,使得電子元件的功能大幅提升。但伴隨著電子元件的處理速度和效能的提升,電子元件運作時的發熱量也隨之上升。若不能有效將廢熱排除,電子元件便有可能失效或無法達到最佳的效能。電子裝置的發熱元件為中央處理器、電路板上的晶片組以及顯示晶片等。一般來說,這些熱源上通常會配置熱板、熱管、散熱鰭片與風扇等散熱元件,以降低熱源溫度。目前,電子裝置朝向輕薄化的方向發展,傳統的熱板、熱管與散熱鰭片通常具有一定的重量與體積,較難符合輕薄化的電子裝置之需求。有鑑於此,本專利組合提供多種設計可在不降低散熱性能的情況下提供輕薄的散熱元件。
專利組合技術特色
① 導電散熱基板適用於各種高功率發光二極體產品或者熱電元件,可提高金屬銅電路層在陶瓷基板上之熱穩定性且相容於現有細線路製作程序,具有節能及降低成本之優點。
② 利用石墨紙及絕緣層組合,提供一種縱軸方向上的散熱效果優異且整體厚度較薄之散熱模組。
應用領域
發光二極體、智慧型手機、平板電腦或是桌上型電腦

專利洽詢:材料與化工研究所智權加值推廣室
趙弘儒 電話:03-5913737 E-mail: kevin_chao@itri.org.tw
康靜怡 電話:03-5916928 E-mail: kang@itri.org.tw


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