一种具有石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的铝基覆铜箔层压板及其涂覆方法技术

本发明专利技术属于电子线路板材料技术领域，具体涉及一种具有石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的铝基覆铜箔层压板及其涂覆方法。利用铝基覆铜箔层压板组合技术，把表面喷涂有石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的散热器与绝缘导热层(介质)粘接剂、铜箔印制电路板黏合为一体，形成具有石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的铝基覆铜箔层压板。

Aluminum base copper clad laminate with graphene / carbon nanotube composite heat radiation coating and coating method thereof

The invention belongs to the technical field of electronic circuit board material, in particular to an aluminum base copper clad laminate with graphene / carbon nanotube composite heat radiation coating and coating method thereof. The use of aluminum base copper clad laminate composite technology, the surface coated with graphene / carbon nanotube composite heat radiator coating and thermal insulation layer (medium), printed circuit board copper foil adhesive bonded together, forming a graphene / carbon nanotube composite radiating coating of aluminum base copper clad laminate.

【技术实现步骤摘要】
一种具有石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的铝基覆铜箔层压板及其涂覆方法
本专利技术属于电子线路板材料
，具体涉及一种具有石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的铝基覆铜箔层压板及其涂覆方法。
技术介绍
覆铜板是印制电路板极其重要的基础材料，各种不同形式、不同功能的印制电路板，都是在覆铜板上有选择地进行加工、蚀刻、钻孔及镀铜等工序，制成不同的印制电路(单面、双面、多层)。这种线路板必须具备良好的散热性能，为了能让线路板处于正常的工作状态，已有技术采取在铝箔板表面加装具有翅肋的铝质散热板等技术措施。随着电子产品技术不断发达，产品体积越来越小、功率需求越来越强，强大的功率致使产品产生更多的热量，纤巧的体积又限制了电子器件的散热空间，很多时候电子产品因为过热出现死机或卡壳的现象，严重影响了产品质量。如何在有限的空间内进一步提高其散热效果，最大程度地提高散热效率，是当前散热领域急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种具有石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的铝基覆铜箔层压板，依次包括铜箔印制电路板、绝缘导热层(介质层)、散热器、石墨烯/碳纳米管复合散热涂层，其中，散热器的基板为铝质型材，石墨烯/碳纳米管复合散热涂层附着于该铝质型材基板表面。本专利技术还提供了一种上述具有石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的铝基覆铜箔层压板的涂覆方法：(1)将石墨烯/碳纳米管、溶剂混合并超声分散充分，得到石墨烯/碳纳米管复合散热涂层分散液，其中，石墨烯/碳纳米管中，石墨烯和碳纳米管的质量比为1:0.8～1.2，溶剂为去离子水、乙醇、丙酮的混合溶剂，三者的体积比依次为1：1～3：1～3，石墨烯/碳纳米管与溶剂的质量比为10～15：85～90，超声分散时，超声频率为30KHZ，超声功率为2000W，超声时间为30min，当然步骤(1)的分散液中也可以进一步加入一定量的粘结剂(如环氧树脂)；(2)将还原型谷胱甘肽用去离子水分散后涂覆于散热器的铝质型材基板表面，再喷涂上步骤(1)中得到的石墨烯/碳纳米管复合散热涂层分散液，然后经过固化处理得到石墨烯/碳纳米管复合散热涂层，控制固化后的石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的厚度为50～120μm，其中，还原型谷胱甘肽用去离子水分散后的浓度为40～45g/L，还原型谷胱甘肽分散于去离子水中后要求尽快涂覆至基板表面，并且要求尽快在其上喷涂石墨烯/碳纳米管复合散热涂层分散液，这是因为还原型谷胱甘肽在水中自身也会发生一定的分解，如果各操作环节间隔太久的话，容易导致还原型谷胱甘肽失效，喷涂效果欠佳，固化处理为150～180℃下处理1～1.5h，本方案中直接利用石墨烯/碳纳米管复合材料高比表面积的特点，即表面吸附力强，表面能大，涂层干燥时能形成网状结构，从而增强涂层与铝质型材基板表面的附着力，避免了使用粘合剂对导热性产生影响；同时本方案采用直接喷涂的方式即实现了散热层与铝质型材基板之间的稳定结合，代替了传统的板材层压操作；同时申请人还发现，在固化过程中，石墨烯/碳纳米管复合材料、还原型谷胱甘肽及铝质型材三者间会发生某种化学反应从而实现对散热涂层的牢固结合，并且在本方案的固化过程中，多余的还原型谷胱甘肽也逐渐分解殆尽，不会残留在铝质型材基板表面或散热涂层中。再于上述涂覆工艺的基础上，本专利技术利用现有的铝基覆铜箔层压板组合技术，把表面喷涂有石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的散热器与绝缘导热层(介质)粘接剂、铜箔印制电路板黏合为一体，形成具有石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的铝基覆铜箔层压板，大致结构如附图1所示。本专利技术的有益效果还包括：本专利技术采用石墨烯/碳纳米管复合散热涂层作为铝基覆铜箔层压板散热器涂层，由于石墨烯/碳纳米管构成的三维空间分级结构，具有高比表面积、优异的导热性，能增大涂层散热面积，降低物体表面和内部温度；石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的空间结构和高比表面积可以激发被涂金属散热器表面的共振效应，显著提高红外发射率，加快热量从散热器表面快速散发。以上特点均能大大提高铝基覆铜箔层压板散热器的散热效率，且降低维护成本和人力，具有很强的实用性。附图说明图1为本专利技术中具有石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的铝基覆铜箔层压板结构示意图，其中，1—散热器、2—铜箔印制电路板、3—绝缘导热层(介质层)、4—石墨烯/碳纳米管复合散热涂层。具体实施方式实施例1(1)将石墨烯/碳纳米管(质量比1：1)和去离子水、乙醇、丙酮三者的混合溶剂(去离子水、乙醇、丙酮的质量比为1：2：3)按照15：85的质量比混合并于频率为30KHz、功率为2000W的条件下超声分散30min，得到石墨烯/碳纳米管复合散热涂层分散液；(2)于散热器铝质型材基板表面喷涂上步骤(1)中得到的石墨烯/碳纳米管复合散热涂层分散液，然后经过160℃固化处理1.2小时，得到石墨烯/碳纳米管复合散热涂层，控制固化后的散热涂层厚度为100μm。经检测：本实施例中所制备的石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的导热系数为780w/m·k；然后采用划痕实验确定石墨烯/碳纳米管复合散热涂层在散热器铝质型材基板表面上的附着强度，在石墨烯/碳纳米管复合散热涂层表面用刀划刻边长为2mm的正方形格子25个，用胶带充分粘贴在这些正方形的格子上，快速撕下胶带，正方形格子的石墨烯/碳纳米管复合散热涂层中有13个脱落。实施例2相比于实施例1，在喷涂石墨烯/碳纳米管复合散热涂层分散液之前，先于散热器铝质型材基板表面涂覆还原型谷胱甘肽分散液，其余操作均同实施例1：(1)将石墨烯/碳纳米管(质量比1：1)和去离子水、乙醇、丙酮三者的混合溶剂(去离子水、乙醇、丙酮的质量比为1：2：3)按照15：85的质量比混合并于频率为30KHz、功率为2000W的条件下超声分散30min，得到石墨烯/碳纳米管复合散热涂层分散液；(2)将还原型谷胱甘肽用去离子水分散至浓度为42g/L后迅速涂覆于散热器的铝质型材基板表面，再迅速喷涂上步骤(1)中得到的石墨烯/碳纳米管复合散热涂层分散液，然后经过160℃固化处理1.2小时，得到石墨烯/碳纳米管复合散热涂层，控制固化后的散热涂层厚度为100μm。经检测：本实施例中所制备的石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的导热系数为800w/m·k；然后采用划痕实验确定石墨烯/碳纳米管复合散热涂层在散热器铝质型材基板表面上的附着强度，具体测试方法同实施例1：测得25个正方形格子的石墨烯/碳纳米管复合散热涂层无一脱落，证明采用本专利技术的涂覆方法，散热层附着强度优异，满足使用需要。实施例3相比于实施例1，仅在步骤(1)的分散液中加入一定量的粘结剂，其余操作均同实施例1：(1)将石墨烯/碳纳米管(质量比1：1)、环氧树脂粘结剂和去离子水、乙醇、丙酮三者的混合溶剂(去离子水、乙醇、丙酮的质量比为1：2：3)按照15：8：77的质量比混合并于频率为30KHz、功率为2000W的条件下超声分散30min，得到石墨烯/碳纳米管复合散热涂层分散液；(2)于散热器铝质型材基板表面喷涂上步骤(1)中得到的石墨烯/碳纳米管复合散热涂层分散液，然后经过160℃固化处理1.2小时，得到石墨烯/碳纳米管复合散热涂层，控制固化后的散热涂层厚度为100μm。经检测：本实施例中所制备的石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的导热系数为710w/m·k；然后采用划痕实验确本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的铝基覆铜箔层压板，其特征在于：所述的铝基覆铜箔层压板在结构上依次包括铜箔印制电路板、绝缘导热层、散热器、石墨烯/碳纳米管复合散热涂层。

【技术特征摘要】
1.一种具有石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的铝基覆铜箔层压板，其特征在于：所述的铝基覆铜箔层压板在结构上依次包括铜箔印制电路板、绝缘导热层、散热器、石墨烯/碳纳米管复合散热涂层。2.如权利要求1所述的具有石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的铝基覆铜箔层压板，其特征在于：所述的散热器的基板为铝质型材，所述石墨烯/碳纳米管复合散热涂层附着于所述的铝质型材基板表面。3.一种具有石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的铝基覆铜箔层压板的涂覆方法，其特征在于：所述的涂覆方法为，(1)将石墨烯/碳纳米管、溶剂混合并超声分散充分，得到石墨烯/碳纳米管复合散热涂层分散液；(2)于散热器铝质型材基板表面喷涂上步骤(1)中得到的石墨烯/碳纳米管复合散热涂层分散液，然后经过固化处理得到石墨烯/碳纳米管复合散热涂层。4.如权利要求3所述的具有石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的铝基覆铜箔层压板的涂覆方法，其特征在于：步骤(2)中在喷涂石墨烯/碳纳米管复合散热涂层分散液之前，先于所述的散热器铝质型材基板表面涂覆还原型谷胱甘肽分散于去离子水所形成的分散液。5.如权利要求3或4所述的具有石墨烯/碳纳米管复合散热涂层的铝基覆铜...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁锋，薛茂权，
申请(专利权)人：常州轻工职业技术学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32