W/m٠K，CTE＝7.74μm/m℃，比重＝2.48 g/cm3，其熱傳導係數並未超 越銅(400 W/m٠K)的導熱值。由於本實驗所使用的發泡碳屬低密度組織 ，發泡碳的體積比佔複材約為 20%，如增加發泡碳的體積分率至 50%以
上，推測可大為提高熱傳導係數至400 W/m٠K。
6. 本研究所製作之鑽石/鋁複合材料的熱傳導率=770 W/m·K、CTE＝7.2μ m/m℃、比重＝3.12 g/cm3。雖然鑽石/鋁複材之熱傳導率極高，但因加
工不易，以致成形後複材表面尺寸無法利用加工方式來達到可商用化的 精度。
7. 鑽石/鋁複合材料在熱物性的表現優異，但表面加工不易，為達表面尺 寸的精度，設法在鑽石/鋁複材製作時上下各加入一鋁層，但加入鋁層 後複材的性質跟隨著變差。熱傳導率=414 W/m·K，CTE＝11μm/m℃
，比重＝2.93 g/cm3。其熱傳導係數仍保有與銅(400W/m·K)相當的導熱 值，而 CTE、比重更低於銅許多，仍具應用價值。
8. 圖5.1中灰色區塊為現階段國外研究推估碳材石墨化後之熱傳導與熱膨 脹分佈區間，將本研究所製作的各種碳/鋁複材實驗結果標示位置圖中作 比較。在熱傳導的要求上，1D碳纖/鋁複材、鑽石/鋁複材熱傳導係數達 600~750W/m·k，都可超越銅(400W/m·k)的熱傳性質。在熱膨脹的要求 上，圖中見構裝所使用的材料熱膨脹係數大約為3~6μm/m oC，而本實驗 製作的1D碳纖/鋁、發泡碳/鋁、鑽石/鋁複材約落在7~8μm/m oC，與封裝 材 差 異 不 大 ， 遠 比 銅1 6 . 5 μ m / moC 及 鋁 2 2 μ m / moC 低 許 多 。 9. 理想的散熱材料(熱傳導>400W/m·k，熱膨脹<10μm/moC)，正如圖 5.1
圖中虛線所圍出之長方形範圍，也是後續從事熱管理研究及應用所必須 追求及設定的目標。本研究製作之 1D 碳纖/鋁複材、鑽石/鋁複材可落 在此區間，堪稱具商業應用之價值。
10. 高熱傳導和高熱膨脹材料一般材料成本皆較高，所以降低材料的製 作成本也是應用端一門非常重要的課題，相信在多方的研究下碳/鋁複 材的發展應能達商業化。
圖 5.1 電子構裝材料的熱導係數及熱膨脹係數分佈
散熱材料理想的 熱物性區間
第六章 未來研究方向
本研究以液相滲透方式製造碳/鋁複材，並探討不同碳材形式對這些 碳/鋁複合材料之熱物性之影響。從本研究中得知未來尚可進行研究可有以 下幾點方向：
1. 本研究所製作之發泡碳(Carbon foam)/鋁基複合材料的熱傳導率=250 W/m٠K，由於本實驗所使用的發泡碳體積分率偏低，若未來研究可先將 發泡碳經mesophase pitch 緻密化，其密度將可達 1.0 g/cc 左右，如此一 來該複材後之熱傳導率應可達到400 W/m.K，與銅相當。
2. 雖然本研究製作的鑽石/鋁複材之熱傳導率極高，但因鑽石硬度極高，
加工不易，以致成形後複材表面無法加工達到可商用化的精度，例如：
當散熱用基板時，無法與IC 元件緊密貼合，以致造成過高的介面熱阻
。未來研究鑽石/鋁複材之加工技術，或是在鑽石/鋁複材表面施以金屬 塗佈層作業，並研究金屬塗佈層的加工性以及對鑽石/鋁複材之熱傳導性 能之影響。如此，將可克服鑽石/鋁複材不易加工造成的商品化問題。
3. 碳纖維在高溫下極易氧化，碳纖原本的形狀已被氧化改變，對後續的性 質測試有很大的影響，可在碳纖表面作鍍層以防氧化過度。在預形體鍍 上鍍層除了可有效降低氧化程度，也可增加碳纖在高溫充填時受金屬液 衝擊的能力。
4. 鑽石與鋁的界面潤濕性不佳，後續為提高鑽石/鋁複材的熱傳導係數，
可在鑽石表面做鍍層處理，以增加鋁與鑽石界面間的接合狀況。
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