一种导热膜及其制作方法技术

技术编号:13790554 阅读:104 留言:0更新日期:2016-10-05 22:17
本发明专利技术公开了一种导热膜及其制作方法,该导热膜从下到上依次为柔性基材的底层、结构层和柔性基材的表层,所述结构层由有突出分布在底层表面的几何块构成,相邻几何块之间形成贯通的沟槽,所述结构层的厚度为30‑50微米,所述沟槽的宽度为0.5‑3微米,所述沟槽内灌装有充满沟槽的压力工质,所述导热膜四周的沟槽口被封堵,所述压力工质在沟槽的压力为0.5‑2MPa。本发明专利技术的该导热膜具有导热性、绝缘性、适用领域广、制作成本低等一系列优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于导电新材料
,涉及一种导热膜的制备方法。
技术介绍
不论是机构组建或电气装置,过高的使用温度常常会造成功能变差甚至失效,此外还会缩短使用年限,因此需要不同的散热装置或机制,以避免工作温度高于临界值。随着电子器件以及产品向高集成度、高运算领域的发展,它的发热量随之增加,另一方面体积越来越小,发热更加集中。传统散热器的材质一般为铝或铜,目前无论是芯片封装还是产品系统散热,无外乎都是这两种材料直接散热或配合硅胶、风扇形成散热系统,无法满足高端电子元件的散热需求,而且对于一些有导电线路的电子元器件因金属类导热膜无法避免导电性事故而不可使用,并且容易有折伤和压痕。而有些大功率高效散热技术,比如致冷器、水循环等需要动用额外的电力才能发挥散热效果,不符合今日逐渐讲究的节能理念,也不适用于对于现下越来越注重节电与轻便的移动终端。目前在电子器件领域,常见的热导管散热方式和导热膜方式。热导管基本上是一内含工质流体的封闭腔体,利用相变进行换热。一般来说温差(或者说温度梯度)越大,交换的热量越多,热管的一个很大的优点就是在于其有很好的恒温性,即不需要在温差很大的条件下而达到很好的换热效果。这其中的原因就在于利用热管中工质的气-液相变来交换大量的热量,在物质发生相变的时候,温度是基本不变的而工质汽化(液化)的时候会需要吸收(释放)大量的潜热。于是热管的工作过程简单描述就是这样:热管里面的工质在一端从外界吸收大量的热量,由液态变化成气态,在气压的驱使下,流动到另外一端,冷凝成液体,释放出大量的汽化潜热,液体又在某种驱动力的驱使下(重力,多孔材料吸液芯的毛细作用等等)又回到另外一端吸热,如此循环。在这个过程中,热阻是非常小的。理论上热导管的制造工程包括从机械加工到检验的十二道工序,然而实际制造的时候往往能达到二十甚至上百道工序,且对工艺要求极高,相应的成本也极其高昂。基于热导管的散热器是由底座、热管、鳍片、以及风扇组成,体积较大,而且不同的热源器件需要定制不同的散热器结构,应用上有一定的局限性。目前市面上的导热膜材料有天然石墨导热膜,人工石墨导热膜,纳米碳导热膜,高导热的材料碳纳米管和石墨烯也可做成导热膜,但原材料价格高,且技术不成熟。以上所述的各种散热片和导热膜,都具有导电性能,这对于一些有导电线路的电子元器件使用中会导电,易造成短路现象,而价格动辄几千元一平方米,少则几百元一平米,无法惠及一般大众产品,只有少数高单价的产品用得起此类导热膜。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种导热膜,以克服现有技术存在的不足。为解决上述技术问题,本专利技术采用如下的技术方案:一种导热膜,从下到上依次为柔性基材的底层、结构层和柔性基材的表层,其特征在于:所述结构层由有突出分布在底层表面的几何块构成,相邻几何块之间形成贯通的沟槽,所述结构层的厚度为30-50微米,所述沟槽的宽度为0.5-3微米,所述沟槽内灌装有充满沟槽的压力工质,所述导热膜四周的沟槽口被封堵,所述压力工质在沟槽的压力为0.5-2MPa。所述结构层和表层之间通过胶粘层连接。所述几何块优选正六边形形状从而形成蜂窝状的沟槽。所述柔性基材为PI或者PET。所述底层的厚度为50-200微米,表层的厚度为100μm,所述压力工质为水或二氧化碳。在专利技术的一实施例中,所述结构层为与底层呈一体结构的柔性基材。在本专利技术的还有一实施方式中,所述结构层为结构胶。在本专利技术的还有一实施方式中,所述结构层为PET或金属薄膜。另外,专利技术还提供一种导热膜的制作方法,其特征在于,包含如下步骤:A、在柔性膜的底层上制作出突出底层表面分布的几何块的结构层,相邻几何块相互间隔形成贯通的沟槽,结构层的厚度为30-50微米,槽的宽度为0.5-3微米;B、将柔性膜与结构层表面相粘连,封闭沟槽形成管道;C、向沟槽内灌装压力工质,压力工质充满沟槽,压力工质充满后的压力为0.5-2MPa;D、封堵导热膜四周的沟槽口。所述表层通过胶粘层与结构层进行连接。在本专利技术的一实施例中,所述步骤A是利用具有连续分布的凸起结构的模版在柔性薄膜材料表面压印,形成底层、结构层以及沟槽。在本专利技术的另一实施例中,所述步骤A是在在底层表面印刷几何块图案的结构胶。在本专利技术的再一实施例中,所述步骤A中,先将结构层与底层进行复合,并在结构层上涂抹光刻胶,再利用带有几何网状结构的掩膜对结构层进行蚀刻,直至蚀刻到底层表面停止。采用上述技术方案,本专利技术的导热膜中就形成网状结构的细微管道,每一条形成的管道都有至少两条以上的相邻管道,一侧薄膜通过热传导方式从热源吸收的热量可以迅速扩散进而均匀分布在薄膜各管道中的压力工质中,压力工质再通过热传导的方式将热量传导至与之贴合的另一侧柔性材料薄膜中。柔性材料薄膜可以通过贴合金属外壳或者对流散热等方式进行散热。如此形成一个动态平衡,将热源的温度保持在一定的范围之内,而所使用的柔性材料薄膜具备电气绝缘性,适用于具有导电线路的电子元件。因此,本专利技术的导热膜具有导热性、绝缘性、适用领域广、制作成本低等一系列优点。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明:图1为本专利技术的结构剖面图;图2为结构层的平面示意图。具体实施方式如图1所示,本专利技术的导热膜,从下到上依次为柔性基材的底层100、结构层200、胶粘层300和柔性基材的表层400。结合图2所示,其中,结构层200由有突出分布在底层表面的几何块201构成,相邻几何块201之间形成贯通的沟槽202。沟槽202内灌装有压力工质,导热膜四周的沟槽口被封堵。底层100的厚度为100微米,结构层的厚度为30-50微米,胶粘层的厚度为20微米,表层400的厚度为100微米,沟槽的宽度为0.5-3微米。压力工质充满整个沟槽。底层100和表层400的柔性基材选用PET或PI,胶粘层300采用环氧胶。在最佳的实施例中,优选正六边形的几何块形成结构层,这样的结构层中就形成了蜂窝状结构的细微管路,每一条的管路都可以和相邻的四条管路连通,由于压力工质在内部填充时候,具有很大的压力,达到0.5-2MPa,该压力使得热源处的热量能通过压力波的形式迅速向末端传递,散热效率高。上述结构的导热膜在底层100上形成具有贯通沟槽202的结构层200可以分别通过以下三种工艺制作:1、利用具有连续分布的几何形通孔的模版在柔性薄膜材料表面压印,形成底层、结构层以及沟槽。在该工艺中,底层和结构层为一体结构。2、在底层表面印刷几何块图案的结构胶。该几何块图案之间形成贯通的沟槽。该结构胶采用高分子材质,例如环氧树脂,聚丙烯酸酯或聚氨酯。3、先将结构层与底层进行复合,并在结构层上涂抹光刻胶,在利用带有几何网状结构的掩膜对结构层进行蚀刻,直至蚀刻到底层表面停止。结构层可以为PET层或者金属层,金属层可以是铜,铝等具有高热传导性的材料。导热试验:本导热试验采用的导热膜底层和表层的柔性基材均是采用PET,采用上述第2种工艺制作而成,结构胶为环氧树脂,胶粘层采用环氧胶。导热膜的底层100的厚度为100微米,结构层的几何块为正六边形,厚度为40微米,胶粘层的厚度为20微米,表层400的厚度为100微米,沟槽的宽度为2微米。沟槽内填充的压力工质为水,压力为1MPa。进行导热试验时,分别对热源和远离热源3.5c本文档来自技高网
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一种<a href="http://www.xjishu.com/zhuanli/59/CN105990274.html" title="一种导热膜及其制作方法原文来自X技术">导热膜及其制作方法</a>

【技术保护点】
一种导热膜,从下到上依次为柔性基材的底层、结构层和柔性基材的表层,其特征在于:所述结构层由有突出分布在底层表面的几何块构成,相邻几何块之间形成贯通的沟槽,所述结构层的厚度为30‑50微米,所述沟槽的宽度为0.5‑3微米,所述沟槽内灌装有充满沟槽的压力工质,所述导热膜四周的沟槽口被封堵,所述压力工质在沟槽的压力为0.5‑2MPa。

【技术特征摘要】
1.一种导热膜,从下到上依次为柔性基材的底层、结构层和柔性基材的表层,其特征在于:所述结构层由有突出分布在底层表面的几何块构成,相邻几何块之间形成贯通的沟槽,所述结构层的厚度为30-50微米,所述沟槽的宽度为0.5-3微米,所述沟槽内灌装有充满沟槽的压力工质,所述导热膜四周的沟槽口被封堵,所述压力工质在沟槽的压力为0.5-2MPa。2.根据权利要求1所述的导热膜,其特征在于:所述结构层和表层之间通过胶粘层连接。3.根据权利要求1所述的导热膜,其特征在于:所述几何块优选正六边形形状从而形成蜂窝状的沟槽。4.根据权利要求1所述的导热膜,其特征在于:所述柔性基材为PI或者PET;所述底层的厚度为50-200微米,表层的厚度为100μm,所述压力工质为水或二氧化碳。5.根据权利要求1所述的导热膜,其特征在于:所述结构层为与底层呈一体结构的柔性基材;或者所述结构层为结构胶;或者所述结构层为PET或金属薄膜。6.一种导热膜的制作方法,其特征在于,包含如下步骤:A、在柔性膜的底层上制作出突出底...

【专利技术属性】
技术研发人员:平财明徐厚嘉刘升升
申请(专利权)人:上海量子绘景电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:上海;31

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