微孔洞陶瓷散熱 以低熱容及高散熱能力創造散熱效能

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王佳寧 現今散熱技術成熟的市場下不外乎鋁擠型散熱片、鋁壓鑄型散熱片、接合型製程散熱片、鍛造製程散熱片…等等。市面上使用最廣泛的散熱片製程，其製造方式是將鋁錠預熱，加溫到約520~540℃，並於高壓下讓鋁液流經擠型模具，做出具連續平行溝槽的散熱片初胚，再經由二次加工，將初胚裁剪、剖溝後製成散熱片。

一般常用的鋁擠型材料具有良好熱傳導率(約160~180 W/m.K)與加工性，為最普遍應用的製程。鋁擠型散熱片由於資本投資與生產成本較低，且具有低技術門檻、模具費低、開發期短優點，普遍用於較不受空間限制之桌上型電腦與伺服器上。

千如電機業務部經理李業興表示，千如電機於2003年開始鑽研陶瓷散熱片的材料特性及配方，期盼未來將會帶來一股新的散熱新趨。
然而鋁擠型散熱片受限製程，其形狀單純、欠缺變化，難以適應新產品的開發，且散熱鰭片(Fins)細長比有其限制(約<15)，在有限空間下難以提高散熱面積與熱傳效率，散熱效果較差。在桌上型電腦工作頻率已達到3GHz以上，鋁擠型散熱片空間已受到壓縮，需尋求技術與材料上進一步突破。再者，鋁擠型散熱片由於技術門檻低與價格低之因素，獲利空間有限，於獲利不易下，其生產重心已逐漸轉往大陸。

隨3C產品朝輕薄化、小型化、高功能化及高頻化發展，散熱片市場也必須更為質輕、散熱瓦數高、節能及價廉等方向開發新技術。鋁材料具有質輕、價廉等優點，但也因必須同時具備輕薄化、小型化、高功能化，一般鋁製程散熱片已無法滿足實際散熱所需，其能源消費相對變大，故代之而起的為陶瓷散熱片或其他的散熱方式，藉由陶瓷材料的「低熱容」及「高散熱能力」達到需求的散熱效果並降低電腦耗能。

單台灣桌上型電腦用散熱片的產業需求已達1.4億片，而銅質散熱片受限於比重大、硬度及熔點高、價昂、不易量產等因素，故市場佔有率並不高，於應用上多採用鋁質散熱片。然而在3C產品推陳出新，運算速度不斷加快下，又考量產品的輕薄小型化，陶瓷散熱片的應用更為廣泛，在近年市場所需求量正逐年成長。

千如電機業務部經理李業興表示，陶瓷散熱片的優異性在相同單位體積下是優於銅和鋁散熱特性，並可降低EMI所產生之問題。包括低厚度、高散熱能力、絕緣、符合RoHS標準。

陶瓷散熱片主要定位與市場在機構薄型化及受限空間設計方面應用，較同體積鋁製散熱器之散熱表現更優異，而機構空間大的產品更適合微孔洞陶瓷散熱片應用。只要熱源在5W以下之熱源都可嘗試使用微孔洞陶瓷散熱片所帶來產品新設計理念。市場上有針對不同3C產品散熱需求製程設計的相關散熱片產品，在電腦運算速度不斷加快下，銅質散熱片已然成為今年市場主流，但銅製程散熱片受限於本身材料特性，量產不易；可撓性製程散熱片則需克服重量、價格及界面阻抗等問題，並於製程中減少流程，方能符合市場需求。

李業興同時表示，陶瓷散熱片於電子元件之應用非常廣泛，幾乎每台電腦皆有好幾組不同類型的散熱片來滿足散熱需求。隨著電腦運算速度的不斷加快，使得散熱問題日益嚴重，在有限空間內，如何提升散熱效果、節能而又不增加電子元件之重量，實為一個難以克服的問題。

近年來提倡綠色環保材料應用且不斷搶佔市場之下，「千如電機」了解未來市場對新材料發展的需求漸增。2003年開始鑽研材料特性及新配方，成功於2004年展開市場銷售為市場帶來一股新的散熱風潮，近兩年來「陶瓷散熱片」受到國/內外大廠的青睞，不斷將產品導入於新產品開發，未來勢必將會帶來一股新的散熱新趨勢。

藉由陶瓷材料本身所擁有的特性，研發出「低熱容」及「高散熱能力」的微孔洞化陶瓷散熱片達到散熱效能，透過了解陶瓷材料本身不蓄積熱量的特性，不斷測試研究後開發出微孔洞化結構之陶瓷散熱片，在同單位面積下可多出30%孔隙率，相同表面積相比之下可遠大於緻密表面材料之表面積，而相關陶瓷散熱元件亦可應用於LED TV/LCD TV、Notebook、M/B (Mother board)、Power Module、Network/ADSL等。