一種具有褶皺結(jié)構(gòu)的石墨膜導(dǎo)熱散熱片的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種具有褶皺結(jié)構(gòu)的石墨膜導(dǎo)熱散熱片，屬于導(dǎo)熱散熱材料【技術(shù)領(lǐng)域】。該產(chǎn)品由中間層、離型層和金屬箔層組成。中間層為褶皺排列的石墨膜，以提高產(chǎn)品的縱向?qū)崮芰?；金屬箔層以增加產(chǎn)品的散熱性能；離型層可改善石墨膜的機(jī)械性能及加工性能。該結(jié)構(gòu)導(dǎo)熱與散熱效率、高體積小、質(zhì)量輕，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)熱與散熱一體化設(shè)計，有利于熱量快速傳導(dǎo)與散失。
【專利說明】一種具有褶皺結(jié)構(gòu)的石墨膜導(dǎo)熱散熱片
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于導(dǎo)熱散熱材料【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著3G網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，智能電話、平板電腦等電子產(chǎn)品逐漸成為人們生活的重要組成部分?！案?、更輕、更快”，諸多電子產(chǎn)品的體積越來越小，發(fā)熱量卻越來越大，電子產(chǎn)品工作過程中產(chǎn)生的熱量能否快速、安全的導(dǎo)出，直接影響電子產(chǎn)品的穩(wěn)定性、壽命及安全性能。
[0003]傳統(tǒng)的金屬銅、鋁導(dǎo)熱散熱材料難已滿足電子器件輕薄化的要求，迫切要求新型導(dǎo)熱散熱材料。
[0004]近年來，石墨膜由于其低密度(與金屬相比)、高導(dǎo)熱系數(shù)成為現(xiàn)代電子產(chǎn)品理想的導(dǎo)熱散熱材料。目前人造石墨薄膜導(dǎo)熱率可達(dá)1800W/m*K (橫向)，是金屬銅(401W/m.K)、鋁(237W/m.K)的4飛倍，是最具有應(yīng)用潛力的新一代導(dǎo)熱散熱材料。
[0005]通常情況下將石墨膜粘在發(fā)熱器件的表面，依靠石墨膜平面方向快速熱傳導(dǎo)將熱量平均傳遞至整個石墨膜表面。在石墨膜表面涂覆PET防靜電層，可增強(qiáng)石墨膜的機(jī)械強(qiáng)度、韌性和彎曲加工性能。
[0006]目前用于導(dǎo)熱的石墨膜有兩種制備方法，一種是膨脹石墨碾壓成膜。此種石墨膜在導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性和機(jī)械性能方面均不是很理想，而且膜中容易存在酸存留，但成本極低；另一種方法是高分子膜直接在惰性氣氛中石墨化形成的高定向結(jié)晶的石墨膜。此種方法制備的石墨膜的導(dǎo)熱、導(dǎo)電性能優(yōu)異，制作成本較高。
[0007]無論哪種方法生產(chǎn)的石墨膜，由于石墨固有的結(jié)構(gòu)特征，導(dǎo)致石墨膜在平面方向
[0008](橫向)的導(dǎo)熱率極高O1500W/m*K)，而垂直于膜平面方向(縱向)的導(dǎo)熱率僅為(l?5W/m*K)。正因?yàn)槿绱?，專利[200820224451.3]中采用石墨膜與鋁或銅箔垂直膠連時，石墨膜的縱向熱傳導(dǎo)的速率有限，因爾能夠縱向穿透石墨膜而被鋁或銅箔快速散失的熱量也十分有限。
[0009]因此，設(shè)計一種導(dǎo)熱與散熱一體化器件，兼有超薄、越輕、高效的特點(diǎn)，在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)熱量的快速傳遞與高效散失，及時降低高性能的薄型大屏幕觸控電子設(shè)備(智能手機(jī)和平板電腦)的芯片工作溫度，是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本實(shí)用新型的所要解決的問題是普通石墨膜散熱器件縱向熱傳導(dǎo)性能差、散熱效
率
[0011]較低的缺點(diǎn)，提供重量輕、散熱效果好、安裝方便的一種石墨膜導(dǎo)熱散熱片，其具有縱向聞
[0012]導(dǎo)熱率和高效散熱的特點(diǎn)，應(yīng)用于電子產(chǎn)品的導(dǎo)熱散熱領(lǐng)域。
[0013]本實(shí)用新型提供一種具有褶皺結(jié)構(gòu)的石墨膜導(dǎo)熱散熱片，其包括金屬箔層、中間層
[0014]和離型層。
[0015]中間層為具有褶皺結(jié)構(gòu)的石墨膜層，其厚度在0.02、.05mm，橫向和縱向均具有高的
[0016]熱傳導(dǎo)速率。
[0017]金屬箔層為銅箔或鋁箔，厚度=0.05mm，金屬箔層與石墨膜層之間填充有導(dǎo)熱硅
[0018]脂。
[0019]離型層為PET背膠層，由PET膜和丙烯酸類膠組成。其中PET膜層中分布有蘭
[0020]IOwt.% 的碳黑。
[0021]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:通過改變石墨膜的排列方式，實(shí)現(xiàn)了垂直方向與平面方向
[0022]快速熱傳導(dǎo)及導(dǎo)熱散熱一體化的設(shè)計，是一種新型的高效、超薄、超輕的導(dǎo)熱散熱器件，適
[0023]用于電子產(chǎn)品的散熱領(lǐng)域。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]附圖1是本實(shí)用新型一種具有褶皺結(jié)構(gòu)的石墨膜導(dǎo)熱散熱片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]附圖2是本實(shí)用新型用于芯片散熱時的應(yīng)用示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]具體實(shí)施例1:一種具有褶皺結(jié)構(gòu)的石墨膜導(dǎo)熱散熱片，包括紫銅銅箔散熱層、石
m
聖
[0027]導(dǎo)熱層和PET背膠層。石墨膜采用高溫?zé)峤馐ぃず穸仍?.025mm為宜經(jīng)模具碾
[0028]壓成褶皺重疊結(jié)構(gòu)，表面涂覆硅脂材料后與紫銅箔復(fù)合。紫銅箔的厚度為
0.025mm。石墨膜
[0029]另一側(cè)涂覆丙烯酸類膠與PET膜碾壓復(fù)合。PET膜厚度0.02mm，耐溫溫區(qū)-2(Tl50°C。最
[0030]終復(fù)合后所制得石墨導(dǎo)熱散熱片，整體厚度在0.085 ±0.005mm，縱向熱導(dǎo)率35W/m.K,
[0031]橫向熱導(dǎo)率1150W/m.K。
[0032]具體實(shí)施例2:—種具有褶皺結(jié)構(gòu)的石墨膜導(dǎo)熱散熱片，包括多孔鋁箔散熱層，石墨
[0033]導(dǎo)熱膜層和離型層。鋁箔采用多孔泡沫鋁箔，孔徑在20nnT800nm，鋁箔厚度在80微米；
[0034]石墨膜采用膨脹石墨碾壓膜，經(jīng)蜂窩狀模具壓制后實(shí)現(xiàn)石墨膜的彎曲褶皺結(jié)構(gòu)；離型層為
[0035]PET膜，其中分布有5wt.%的導(dǎo)電碳黑。采用與實(shí)施例1相同的工藝與步驟，制得復(fù)合結(jié)構(gòu)石墨導(dǎo)熱散熱片，整體厚度在0.115mm左右，縱向?qū)崧?2W/m.K，橫向熱導(dǎo)率
[0036]780ff/m.K。
【權(quán)利要求】
1.一種具有褶皺結(jié)構(gòu)的石墨膜導(dǎo)熱散熱片，其特征為三層結(jié)構(gòu)，中間層為石墨膜層，兩側(cè)分別為金屬箔層和離型層，金屬箔層與石墨膜之間采用導(dǎo)熱硅脂粘接，離型層與石墨膜層采用丙烯酸類膠粘接。
2.權(quán)利要求1所述一種具有褶皺結(jié)構(gòu)的石墨膜導(dǎo)熱散熱片，其中間層為人造石墨膜經(jīng)重疊排列而成褶皺結(jié)構(gòu)，人造石墨膜包括特定類高分子薄膜高溫?zé)峤庑纬傻母叨ㄏ蚴ず团蛎浭?jīng)碾壓而成的膨脹石墨膜。
3.權(quán)利要求1所述一種具有褶皺結(jié)構(gòu)的石墨膜導(dǎo)熱散熱片，其離型層為PET膜，膠層為丙烯酸類膠，其中PET層中分布有f IOwt.%的導(dǎo)電碳黑，PET膜的厚度=0.05mm。
4.權(quán)利要求1所述一種具有褶皺結(jié)構(gòu)的石墨膜導(dǎo)熱散熱片，其金屬箔層特征在于:銅箔或鋁箔，厚度=0.05mm，金屬箔層表面為光滑或粗糙表面，也可以是多孔的金屬層。
【文檔編號】B32B7/12GK203675528SQ201420026193
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】崔光磊, 張波, 韓鵬獻(xiàn), 逄淑平, 劉志宏, 黃長水, 姚建華, 徐紅霞 申請人:中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所