類鑽碳薄膜散熱的應用與分析 application and analysis of dlc...

Journal of China University of Science and Technology Vol.53-2012.10

43

類鑽碳薄膜散熱的應用與分析類鑽碳薄膜散熱的應用與分析類鑽碳薄膜散熱的應用與分析類鑽碳薄膜散熱的應用與分析

Application and Analysis of DLC Membrane Heat Transfer �� 1 �� 2 �� 3*

Yu-Tang Chen Sheng-Hong Tsai Hung-Jung Shei

1�� 2 ��

3*!"�� 1De Lin Institute of Technology

2St. John’s University 3*#$%&' (&%)* +, %-. /0 12 %* &2* ' &3 4*2$&/ 5/6.

NSC Project No.: 101-2622-E-237-001-CC3

摘摘摘摘要要要要

本研究針對類鑽碳薄膜應用於電子產品散熱相關研究之設計與測試。係利用

電漿輔助化學氣相沈積鍍膜製程於顯示卡上之散熱鰭片鍍上類鑽碳薄膜，並針對

其熱傳性能效益分析。本研究以鋁質散熱鰭片在封裝前鍍上 0.9µm~3.7µm等不同

厚度的類鑽碳薄膜，並以實驗方式分析比較不同鍍膜厚度的類鑽碳鰭片在不同加

熱功率與空冷條件下之散熱效果。類鑽碳具有高傳熱的性質有助於顯示卡晶片上

的熱源可以快速傳導到散熱鰭片上，而達到迅速散熱的功能，並於短時間可有效

的將熱源分散，以維持顯示卡效能並提升其使用壽命。

實驗之類鑽碳薄膜厚度分別為 0.9µm、1.6µm、2.3µm、3µm、3.7µm與未鍍膜

之鳍片做一比較分析。實驗結果顯示，3.7µm鍍膜厚度具有最佳熱散效果，比未鍍

膜之散熱鰭片之表面溫度低 5℃左右，且熱阻值下降約 26%。 789789789789 :;? @�A��BCDEF @GH Abstract

In this study indicated the widespread application of Diamond-Like Carbon (DLC)

membrane as an outstanding protective coating in cooling electronic devices, from

design and testing perspectives. The Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition

(PECVD) will be used to coat DLC film on the cooling fins of the graphics card, and

aimed at thermal performance effective analysis. The aluminum heat sinks will be

IJK LMNOPQRSTU

44

plated with various thicknesses (0.9µm~3.7µm) range of DLC membrane before sealing

and experimental approach analyze its cooling effect at different heating power and

air-cooled conditions. Having the nature of high heat conduction, DLC could

significantly raising the heat transfer from GPU and video memory chips to the cooling

fins than expected, providing unbeatable cooling effect which further sustain the

efficiency & performance of graphic cards and extent service life of the graphic cards in

general.

Diamond-Like Carbon (DLC) membrane, from thickness, is categorized from

0.9µm, 1.6µm, 2.3µm, 3µm to 3.7µm respectively. Each specified measurements are

taken into cross-analysis in comparing with those DLC membrane which is not plated

on aluminum. The experimental results show that the coating thickness of 3.7µm has the

best heat performance, and the temperature is reduced by 5℃ on the cooling radiator

with aluminum-plated DLC membrane when comparing with non-plated DLC

membrane. Furthermore, the value of thermal resistance also reduces about 26% on

aluminum-plated DLC membrane.

Keyword: Diamond-Like Carbon membrane, Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, thermal

resistance

一一一一、、、、前言前言前言前言

目前科技發展電子產品微小化與精緻化的結果，使得體積日益縮小，效能卻

日益提升，但相對熱量也因此大幅增加，而散熱所需的有效空間卻相對比以前減

少，因此電子散熱的課題也更加重要。故如何於有限的空間下提升散熱速率與熱

散性能，即為重要的課題，而薄膜散熱即提供解決之思考方向。

在自然界中鑽石具有高硬度、高熱傳導係數、低膨脹係數、低摩擦系數與高

化學安定度等特性，但鑽石產量稀少、價格昂貴且加工困難，若要應用在半導體、

光電元件、熱電元件及微機電等相關產業，仍具有相當的不便性。近年類鑽碳

( Diamond-like Carbon, DLC )漸漸被發覺並應用於材料上，主要是DLC擁有與鑽石

相當之特性，但有價格上之優勢。類鑽碳擁有與鑽石相當之高導熱的特性，使用

鍍膜的方式將其濺鍍在散熱鰭片上，有助於電子元件所產生的熱能經由類鑽碳薄

膜迅速且有效傳導到散熱鰭片四周，若再以風扇實施強制對流，可促使散熱速率

更加提升。

類鑽碳薄膜是由SP2及SP3組成，如能將SP2晶格減少，且增加SP3晶格，類鑽碳


45

薄膜將會很接近鑽石薄膜。1996年S. Prawer與K.W. Nugent [1]使用離子束沉積系統

鍍類鑽碳薄膜，將10eV提升到20keV，使SP2晶格縮小與減少。1999年Weng-JinWu

[2]利用射頻電漿輔助化學氣相沈積(radio frequency plasma enhanced chemical vapor

deposition, r.f.PECVD)將矽元素導入DLC以增加其熱穩定性，並使用拉曼光譜

(Raman spectra)和X光光電子能譜儀(X-ray photoelectron spectrometry, XPS)分析完

成熱穩定性檢測與薄膜的表面分析，實驗結果顯示摻矽的類鑽碳薄膜之熱穩定值

提升了100℃。1999年Jun Fu Zhao [3]利用類鑽碳薄膜的高耐磨性，使用PECVD將

其鍍在Al2O3-TiC的基板上，使基板整體的磨損度減少了74%。

2000年Trakhtenberg [4] 在聚乙烯基板(Polyethylnen, PE)表面沉積類鑽碳薄膜

保護層，增加PE之強度與應用性。實驗顯示以兩階段濺鍍0.1µm的DLC薄膜厚度在

PE表面具有最佳附著性，且幾乎與基板溫度相同。同年 Z. Sun[5]使用射頻電漿輔

助化學氣相沉積(r.f.PECVD)鍍類鑽碳薄膜，薄膜的特性取決於甲烷壓力及基底偏

壓。在較低的壓力與基底偏壓下，薄膜有細微粒子形成，DLC較粗糙；若氣體壓

力與電壓增加時，薄膜變的平滑無顆粒。隨著電壓增加達250 V 時，硬度達最大

值，且粗糙度會大幅下降。若電壓高於250V，則對粗糙度較沒影響。隨著氣體壓

力增加達最大範圍10-100 mTorr時，薄膜硬度先增加然後減小，薄膜粗糙度則會大

幅下降。Q. Zhao[6]於 2004年提到，水中含有許多碳酸鈣和硫酸鈣等成分，若附

著在散熱器上會導致熱傳速率下降，散熱能力變弱，其實驗使用含氟DLC薄膜鍍

在散熱器上，可減少硫酸鈣的附著，也有助於熱傳遞速率與能力。

2005年C. M. Sung[7]發表與類鑽碳相關的專利，DLC 根據熱電轉換設備和製

造與使用方法，可改進其效率和增加其可靠性。其所研究發明之熱電轉換裝置無

須ㄧ個真空的空間並能使鍍膜附著性佳，且可降低大量生產的成本並提高轉換效

率和可靠性。另熱電轉換裝置作為一個發電器或冷卻設備。2005 年M. Noda[8]將

類鑽碳薄膜使用離子放電化學氣相沉積的方式鍍膜在Ti 的基板，鍍膜中混合了甲

烷和氫氣，並且使用電子顯微鏡觀察，發現DLC 確實有良好的附著力。同年C.

Meunier[9]提出類鑽碳薄膜使用電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)鍍膜，製程中氫是

一個很重要的參數，將影響到類鑽碳薄膜的硬度與密度。實驗上使用不同比例的

氫和碳，以探討氫對鍍膜之性能與結構的影響。另T. Bao[10]亦使用電漿輔助化學

氣相沉積製程鍍膜，並探討製程參數與類鑽碳鍍膜硬度的相關性。實驗結果顯示，

稀釋少量氬氣(Ar)、提高電壓並降低沉積壓力，可以使類鑽碳薄膜硬度提高。

2006年Daniel Franta [11]使用PECVD鍍DLC薄膜，薄膜彈性係數與硬度會隨著

溫度變化而改變，當溫度越高時，SP²與SP³的晶格產生變化使彈性係數與硬度下

降。在沉積製程時提高氫的流量，亦可減少DLC薄膜彈性係數與硬度。同年宋健

民[12]提出DLC薄膜的各種應用，利用類鑽碳的特性，將其運用在各類產品上，如：

IJK LMNOPQRSTU

46

鑽頭、剃刀片、光碟模、高爾夫球頭、人工關節等。另提出DLC的黑體輻射散熱，

黑色的DLC其輻射率超過90%，其所散發的熱能比同面積的銅或鋁大十倍以上，若

針對LED等相關照明設備以DLC為熱散介質，藉由其黑體輻射的效果將可達到散

熱的效果。

2008年呂明生[13]提出高導熱DLC薄膜的技術與相關應用，由於鑽石在地球是

屬於稀少的礦物，且適合許多工業發展的高特性，但價格昂貴，所以可以發展與

鑽石材質相似的類鑽碳。類鑽碳的製作分為離子束、濺鍍、電弧度模、PECVD 等。

其熱傳導係數可以達617W/mK，很適合應用於高附加價值的產品。同年黃振東[14]

於高導熱材料發展之應用中提出，目前應用於散熱的材料為鋁或銅，主要是其熱

傳導性佳，熱傳導係數分別為180W/mK與380 W/mK，但這些材質系統的膨脹係數

偏高(17~23K-1)。故可思考熱傳導性超越鋁、銅、銀等金屬的材質如：石墨強化複

合材料、纖維強化複合材質、鑽石強化複合材料等之取代性。

另有關薄膜於熱散的應用，近年亦陸續有相關之研究，2009年Chowdhury[15]

以奈米結構Bi2Te3薄膜晶格冷卻封裝材料進行冷卻，並於熱通量1300W/cm2下，有

效將溫度降低15°C。2010年Narayanan[16]於蒸發段內建構15µm多孔薄膜以減少熱

阻，其熱傳係數接近0.1MW/mK。2011年Liu[17]以數值分析於微加熱器上方增加高

傳熱薄膜，其結果顯示可提升最高溫度約17%，以改善熱傳性能並降低能源消耗。

同年Rogacs[18]提出均溫板使用10nm之多孔薄膜結構可提昇熱傳效率。2012年

Zhang[19]以多種樹酯製作完成具有熱物理性質的薄膜，厚度只有11nm，熔點為

304K，具吸收大量熱能地能力，可用於儲能、餘熱回收等。

現今薄膜材料是組成微機光電元件的基本結構，薄膜材料的熱物理性質會直

接影響到元件相關的絕熱、散熱、系統效能的穩定及壽命。由於類鑽碳薄膜有高

熱傳導特性，非常適合用於散熱產品表面薄膜，以提高散熱性能。且類鑽碳具有

與鑽石相當之高導熱的性質卻又較其經濟，故本研究利用電漿輔助化學氣相沈積

鍍膜製程於顯示卡上之散熱鰭片鍍上類鑽碳薄膜，並針對其熱傳性能效益進行實

驗分析，並期能於薄膜散熱上提出更有效的應用與推廣。

二二二二、、、、類鑽碳之特性類鑽碳之特性類鑽碳之特性類鑽碳之特性

類鑽碳是由石墨鍵結(SP²)及鑽石鍵結(SP³)所結合的非晶質結構。石墨的晶格

SP²是非常具有規則排列的HCP 結構，純度好的石墨在水平方向的熱傳導係數極

佳，熱傳係數在200~600W/mK 之間；但在垂直方向只能靠凡得瓦力做原子鍵結，

所以層與層之間的鍵結力差，影響了晶格的震動及聲子傳遞，因此熱傳導係數極

差，10W/mK 以下。鑽石的晶格雖也是由碳原子組成，但晶格組成大不相同，鑽


47

石晶格是屬於SP³晶格，晶格的特性是屬於等向性，不受方向影響，熱傳導係數達

2000 W/mK[14]。熱能是由晶格振動的聲子將熱能帶到溫度較低的地方。類鑽碳薄

膜同時擁有了SP²及SP³的晶格，也就是擁有石墨水平的高熱傳導率與鑽石無方向

性的高熱傳導。

傳遞熱能重要結構是由自由電子與晶格震動(或聲子)所組成的。價電子取得熱

能後傳遞到較低溫的區域，並將熱能傳遞給其他原子[20]，因此材料的種類、晶格

的排列將會影響到熱能的傳遞。熱能的傳遞越差，熱能越不容易散去。導致影響

產品的效能與壽命。類鑽碳除了晶格的高熱傳的散熱，另外散熱的形式是將表面

的熱能轉換成紅外線電磁波以黑體輻射（Black Body Radiation）直接將熱傳到空氣

中。黑色類鑽碳輻射率超過90％，因此所射出的熱能會比相同面積的銅或鋁大十

倍以上[12]。表1所示是不同材質的熱傳導係數的比較，類鑽碳薄膜具高熱傳導特

性及適合應用於散熱產品的表面之特性，故本研究利用電漿輔助化學氣相沈積鍍

膜製程於顯示卡上之散熱鰭片鍍上類鑽碳薄膜進行熱性能效益分析。

表 1 不同材質的熱傳導係數表

材料單位：W/mK 材料單位：W/mK 不鏽鋼 15 銀 419 鋁 209 石墨 600(垂直 10) 金 317 鑽石 1000~2000 銅 390 DLC 617

三三三三、、、、類鑽類鑽類鑽類鑽碳碳碳碳薄膜製作薄膜製作薄膜製作薄膜製作

電漿化學氣相沈積（PECVD）使用電漿輔助能量，在沈積反應時溫度得以降

低。PECVD 由於電漿的作用會有光線的放射出來，因此又稱為『輝光放射』(glow

discharge)系統。腔體裡的沈積室通常是由上下的兩片鋁板，以及鋁或玻璃的腔壁

所構成的。腔體內有上下兩塊鋁製電極，晶片則是放置於下面的電極基板之上。

電極基板則是由電阻絲或燈泡加熱至 100℃至 400℃之間的溫度範圍。當在二個電

極板間外加一個 13.56MHz 的『射頻』(radio frequency，縮寫 RF)電壓時，在二個

電極之間會有輝光放射的現象。工作氣體則是由沈積室外緣處導入，並且作徑向

流動通過輝光放射區域，而在沈積室中央處由真空幫浦加以排出，如圖 1所示。

IJK LMNOPQRSTU

48

圖 1 PECVD 系統結構示意圖[21]

PECVD 的沈積原理與一般的 CVD 之間並沒有太大的差異。電漿中的反應物

是化學活性較高的離子或自由基，而且基板表面受到離子的撞擊也會使得化學活

性提高。這兩項因素都可促進基板表面的化學反應速率，因此 PECVD 在較低的

溫度即可沈積薄膜。在積體電路製程中，PECVD 通常是用來沈積 SiO2與 Si3 N4等介電質薄膜。PECVD 製程的優勢可以在低溫下進行鍍製薄膜，擁有高沉積速

率，階梯覆蓋性和附著性也較佳。故本研究選用 PECVD 製程來鍍製 DLC 薄膜在

散熱鰭片上，其鍍膜厚度分別為 3.7µm、3µm、2.3µm、1.6µm、0.9µm 五種不同

的厚度，DLC鍍膜參數如表 2所示。

表 2 PECVD 鍍類鑽碳薄膜的設定參數

PECVD 參數

鍍膜厚度(µm) 3.7 3 2.3 1.6 0.9

鍍膜時間(min) 220 210 160 110 60

鍍膜壓力(torr) 1.4～1.7×10-2

鍍膜功率(W) 500~800

添加氣體甲烷和乙炔

溫度 150℃以內


49

四四四四、、、、熱阻分析熱阻分析熱阻分析熱阻分析

散熱模組應用時，首先需考慮欲用的模組是否符合目的。因此，要先檢討散

熱模組之熱傳性能，一般則以系統之熱阻 systemR （oK/W）來檢驗(或鰭片熱阻 Rb,

Rhs)，亦即加熱端平均溫度 Theater與散熱鰭片上方之平均溫度 Tc的溫差為 T∆ （oK）時，可得只熱輸送量Q（W），其公式表示如下：

Q

TTR cheatersystem

−= (1)

Q

nTTR nheaterb

∑−=/

(2)

Q

mTTR mheaterhs

∑−=/

(3)

Rsystem：系統熱阻值(℃/W) Rb：鰭片背面水平熱阻值(℃/W)

Rhs：鰭片熱阻值 (℃/W) Theater：加熱點的溫度(℃)

Tc：鰭片上方之溫度(℃) Tn：散熱鰭片背面四周溫度(℃)

Tm：散熱鰭片正面頂部四周溫度(℃) Q：加熱功率（簡稱熱通量W）

n, m：量測點的數目，

五五五五、、、、實驗架設與測試實驗架設與測試實驗架設與測試實驗架設與測試

實驗進行時，用熱電偶線黏貼在散熱鰭片溫度量測的位置，利用溫度擷取機

擷取數據並儲存資料，再將所得數據作成圖表，最後把所有實驗的數據與圖表整

合，並由圖表分析得知實驗結果，整個實驗流程如圖2 所示。

加熱裝置的設計主要分為加熱銅塊、治具以及加熱棒所組合而成的。實驗加

熱銅塊的設計是參照顯示卡發熱源位置與大小所設計的，顯示卡的熱源主要由

GPU 晶片所產生，所以加熱銅塊的設計上會有一塊四方形凸起的地方，凸起的區

塊做為模擬GPU 的熱源。實驗治具主要目的是在固定加熱銅塊所設計的，實驗進

行加熱時經由加熱銅塊傳遞到鰭片，為了避免加熱銅塊直接接觸到壓力負載台，

導致熱量的流失以及加熱溫度過高而燒壞壓力負載台，固設計此治具。有了加熱

裝置的整體架構，再利用PRO-E 3D 繪圖軟體將加熱裝置的各零件圖繪製出來。如

VWX YZ[\]^_`ab

50

圖3所示。最後把加熱裝置的零件圖3D 檔轉成三視圖並標示出尺寸利用中心加工

機加工。

圖 2 實驗流程圖

(a)分解圖 (b)組合圖

圖 3 實驗加熱裝置

實驗進行銅塊加熱時，必須利用電木來固定加熱塊，一方面避免熱量流失，

一方面保護實驗桌子。電木具有不吸水、不導電、耐高溫、強度高等特性，故以

電木為底座，實驗熱阻量測裝置如圖4所示，其規格如下：

（1）壓力負載設定台：提供散熱鰭片測試時施加13kgf 的均勻壓力。

（2）加熱裝置：使用加熱棒進行加熱，並GPU熱源面積設定為15.6mm*15.6mm。

（3）溫度擷取機：顯示溫度及溫度數據擷取。

（4）電源供應器：使用DC 直流電源供應器，提供加熱棒與12V風扇的電源。

（5）冷卻系統：風扇及散熱鰭片，規格如下:

a. 風扇規格：雙鴻科技生產，尺寸ψ60mm*12mm，最高轉速2420 rpm


51

b. 散熱鰭片規格：鋁製，尺寸 102mm*83.7mm*12mm

圖 4 熱阻量測裝置

本研究實驗之測試系統如圖5所示，溫度擷取器為日本M.SYSTEM生產之

73VR3100型號，擷取速度快，每20msec 可擷取1組數據。熱電偶線為T-typ 熱電

偶線(Thermocouple)，其材質為銅（+）/銅鎳合金（－）、內部單線線徑0.25 mm。

測試前先將散熱鰭片先用酒精擦拭，再將12V的風扇鎖在散熱鰭片上，並以具有高

熱傳導係數之導熱膏塗抹在散熱鰭片接觸熱源部份與加熱銅塊表面突起四方型的

區域，使導熱效果更好。再將散熱鰭片熱源接觸點對準加熱銅塊突起處，並利用

壓力負載台以13kgf 的力將散熱鰭片固定於加熱裝置上，控制風扇電壓(小於12V，

調整散熱風量)，由鰭片內部往外吹去，並控制輸入功率(10W~50W)，每次實驗進

行達穩態時，擷取熱穩態之溫度。散熱鰭片量測點數為22點，鰭片背面有13個量

測點，，鰭片正面頂部有9個量測位置，如圖6~7所示。圖8顯示加熱銅塊在突起的

四方型的周圍也各貼上熱電偶來量測銅塊溫度，並為加熱點的參考溫度,Theater 。

VWX YZ[\]^_`ab

52

圖 5 實驗之測試系統

圖 6 散熱鰭片背面熱電偶量測位置


53

圖 7 散熱鰭片正面熱電偶量測位置

圖 8 加熱銅塊量測位置

VWX YZ[\]^_`ab

54

六六六六、、、、結果與討論結果與討論結果與討論結果與討論

1. 散熱鰭片熱源溫度比較

圖 9 顯示散熱鰭片熱源溫度與實際加熱功率關係，於不同輸入功率下，不同

DLC薄膜厚度之散熱鰭片的溫度比較。實驗結果顯示，有鍍 DLC薄膜之散熱鰭具

有較低的熱源溫度，且當鍍模厚度越厚、加熱功率越大時，其散熱效果越顯著；

當加熱功率為 50W時，鋁鰭片之溫度由無鍍膜之 64.89℃下降到 3.7µm DLC膜厚

的 59.57℃，熱源溫度降低 5.32℃。

2. 散熱模組垂直熱阻

散熱鰭片垂直熱阻值由熱源接觸點到鰭片正面底部接觸點之間的溫差所呈

現。如圖 10 所示；鋁鰭片之垂直熱阻於 50W 功率、3.7µm 膜厚時，DLC 產生最

大助益，其垂直熱阻下降最多，降幅達 26%。而 DLC薄膜厚度於 1.6µm以下，且

加熱功率小於 30W時，類鑽碳薄膜的效果並不顯著，鋁鰭片垂直熱阻值下降大約

5%，此結果顯示，足夠厚度之類鑽碳薄膜的具有明顯的散熱效益。

3. 散熱鰭片水平方向熱阻值

散熱鰭片的水平方向熱阻值則相關於散熱鰭片熱源接觸點與鰭片背面周圍之

溫差。圖 11顯示，當 DLC鍍膜厚度為 3.7µm 時，熱阻值約在 0.14 至 0.16之間，

且相對於其它模厚有一明顯的熱阻降，若比較未鍍膜的鋁鰭片，於實驗的輸入功

率 10W~50W下，熱阻值大幅下降了 42%~53%，顯示類鑽碳薄膜發揮良好的散熱

效果。

4. 散熱鰭片熱阻值

散熱鰭片熱阻值是由熱源接觸點溫度到鰭片正面上方溫度所計算。實驗結果顯

示，當 DLC鍍膜厚度低於 1.6µm時，類鑽碳薄膜所呈現的效果並不明顯，若薄膜

厚度增加至 2.3µm時，DLC薄膜鳍片則呈現明顯的熱散效益，相較於鋁鰭片的熱

阻值則最大有 9%的降幅；於實驗加熱功率 10W~50W下，3.7µm之 DLC薄膜鳍片

展現更佳優異的散熱效果，散熱鰭片熱阻值大幅度下降可達 27%，如圖 12所示。


55

圖 9 散熱鰭片熱源溫度與實際加熱功率關係圖

圖 10散熱模組垂直熱阻與實際加熱功率關係圖

VWX YZ[\]^_`ab

56

圖 11散熱鰭片平方向熱阻與實際加熱功率關係圖

圖 12散熱鰭片熱阻值與實際加熱功率關係圖


57

七七七七、、、、結論結論結論結論

本研究利用電漿輔助化學氣相沈積於鋁質散熱鰭片上完成類鑽碳鍍膜，並經

實驗證實，具足夠厚度之類鑽碳薄膜鰭片擁有良好熱傳性質與散熱效果；且薄膜

厚度越厚效果越好。實驗研究結果呈現 3.7µm DLC膜鰭片於 10~50W的加熱功率

下，相較於無鍍膜的鋁熱鰭片，熱源接觸點溫度最多可降低 5.32℃，垂直方向的

熱阻值降幅可達 26%，水平方向的熱阻值最大則有 53%的降幅，另鰭片熱阻值更

下降 27%。另於較薄的 DLC鍍膜鰭片，所呈現的熱性能效益較不明顯，尤其在較

低加熱功率下；當 DLC薄膜厚度達 3µm以上時，則不論輸入功率高低，都具有很

顯著的熱散效益。再則，較薄的類鑽碳鍍膜，除因薄膜厚度的關係外且較不均勻，

使得熱性能的呈現較不穩定且不甚理想，而足夠的鍍膜厚度 3.7µm 則能發揮良好

的散熱效果。此研究結果期能於類鑽碳薄膜散熱上有好的應用與推廣。

八八八八、、、、致謝致謝致謝致謝

本論文為國科會編號 NSC-101-2622-E-237-001-CC3之計畫，由於國科會的支

持，使本計畫得以順利進行，特此致上感謝之意。

VWX YZ[\]^_`ab

58

九九九九、、、、參考文獻參考文獻參考文獻參考文獻

1. S. Prawer, K.W. Nugent, Y. Lifshitz, G.D. Lempert, E. Grossman, J. Kulik, I. Avigal,

R. Kalish, ”Systematic variation of the Raman spectra of DLC films as a function of

sp2 : sp3 composition”, Diamond and Related Materials, Vol. 5 (1996), pp.433-438.

2. W. J. Wu, M. H. Hon, “Thermal stability of diamond-like carbon films with added

silicon”, Surface and Coatings Technology, Vol. 111 (1999), pp.134-140.

3. J. F. Zhaoa, Z. H. Liub, J. McLaughlina, “The wear effect on microstructure of DLC

film PECVD-deposited on Al2O3: TiC substrates-a confocal micro-Raman study”,

Thin Solid Films, Vol. 357 (1999), pp.159-165.

4. I. Sh Trakhtenberg, O. M. Bakunin, I. N. Korneyev, S. A. Plotnikov, A. P. Rubshtein,

K. Uemura, “Substrate surface temperature as a decisive parameter for diamond-like

carbon film adhesion to polyethylene substrates”, Diamond and Related Materials,

Vol. 9, No. 3 (2000), pp.711-714.

5. Z. Sun, “Morphological features of diamond-like carbon films deposited by

plasma-enhanced CVD”, Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 261 (2000),

pp.211-217.

6. Q. Zhao, X. Wang, “Heat transfer surfaces coated with fluorinated diamond-like

carbon films to minimize scale formation”, Surface & Coatings Technology, Vol. 192

(2005), pp. 77-80.

7. C. M. Sung, “Diamond-like carbon thermoeletric conversion devices and methods for

the use and manufacture”, Pub. No: US2005/0275330

8. M. Noda, M. Umeno, “Coating of DLC film by pulsed discharge plasma CVD”,

Diamond & Related Materials, Vol. 14 (2005), pp. 1791-1794.

9. C. Meunier，F. Munnik, “Dual FCVA–PECVD deposition for DLC films”, Thin

Solid Films, Vol. 482 (2005), pp.197- 200.

10. T. Bao, P.W. Morrison Jr , W.A. Woyczynski, “Parametric optimization of micro

hardness of diamond-like carbon films prepared by plasma enhanced chemical vapor

deposition”, Thin Solid Films, Vol. 485 (2005), pp.27- 41.

11. D. Franta , V. Buršíková , I. Ohlídal ,P. Sťahel , M. Ohlídal , D. Nečas, “Correlation

of thermal stability of the mechanical and optical properties of diamond-like carbon

films”, Diamond & Related Materials, Vol. 16 (2007), pp. 1331-1335.

12. 宋健民, 甘明吉, 胡紹中, 溫世邦, “無晶鑽石的機電與光熱應用工業材料”, 精


59

密製造與新興能源機械技術專輯, 2006, 05.

13. 呂明生, ”高導熱類鑽碳薄膜技術與應用”, 工業材料雜誌, 259期, 2008年.

14. 黃振東, ”高導熱材料發展之應用”, 工業材料雜誌, 259期, 2008年.

15. I. Chowdhury, R. Prasher, K. Lofgreen, G. Chrysler, S. Narasimhan, R. Mahajan, D.

Koester, R. Alley, R. Venkatasubramanian, “On-chip cooling by superlattice-based

thin-film thermoelectrics”, Nature Nanotechnology, Vol. 4 (2009), pp. 235-238.

16. S. Narayanan, A. G. Fedorov, Y. K. Joshi, “Experimental characterization of a

micro-scale thin film evaporative cooling device”, 2010 12th IEEE Intersociety

Conference on Thermal and Thermomechanical Phenomena in Electronic Systems,

ITherm 2010, Article number 5501327, 2010.

17. Z.-W. Liu, H. Tian, C. Liu, “Experiment and thermal calculation of micro heater”,

Guangxue Jingmi Gongcheng/Optics and Precision Engineering, Vol. 19 (2011), pp.

612-619.

18. A. Rogacs, J. E. Steinbrenner, J. A. Rowlette, J. M. Weisse, X. L. Zheng, K. E.

Goodson, “Characterization of the wettability of thin nanostructured films in the

presence of evaporation”, Journal of Colloid and Interface Science, Vol. 349 (2010),

pp. 354-360.

19. Y. Zhang, “Physical property and thermal physical property of microencapsulated

phase change material slurry”, Applied Mechanics and Materials, Vol. 110-116

(2012), pp. 571-576.

20. Donaldr Askeland Pradeep Phule, “材料科學與工程”, 歐亞書局有限公司, 第21

章, 2005年, 1月.

21. 莊達人, “VLSI 製造技術”, 高立圖書館有限公司, 第六章, 2006年

類鑽碳薄膜散熱的應用與分析 application and analysis of dlc...

Documents