一种石墨膜/金属复合散热片及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨膜/金属复合散热片及其制备方法，该复合散热片由高导热石墨膜涂、导热胶黏层以及金属层通过复卷机进行复合成型，具有高导热性和高抗拉强度；该复合散热片在三维方向上均有极高的导热系数，能快速把集中于一点上的热传导到复合导热片上，使电子装置中的热源温度降低，同时具有良好的柔韧性、可加工性、EMI屏蔽和吸收特性；并且制备工艺简易、成本低，适于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及散热材料领域，涉及一种石墨膜/铜箔复合散热片及其制备方法。
技术介绍
随着微电子集成技术和高密度印制板组装技术的迅速发展，组装密度迅速提高， 电子元件、逻辑电路体积成千上万倍地缩小，电子仪器及设备日益朝轻、薄、短、小的方向发 展。在高频工作频率下，半导体工作热环境向高温方向迅速移动，此时，电子元器件产生的 热量迅速积累、增加，在使用环境温度下，要使电子元器件仍能高可靠性地正常工作，及时 散热能力成为影响其使用寿命的关键限制因素。为保障元器件运行可靠性，需使用高可靠 性、高导热性能等综合性能优异的材料，迅速、及时地将发热元件积聚的热量传递给散热设 备，保障电子设备正常运行，现有技术中大都采用金属散热片和石墨散热片，金属散热片虽 然本身导热系数高，但是界面性质很差，与热源接触时有很大的接触热阻，不能很好的将热 量从热源传递到金属，从而影响散热。而石墨散热片在纵向的导热系数很低，并且其界面性 质也比较差，也不能很好地将热量从热源传递出来，因此金属/石墨复合散热片是目前亟 待研究的方向。
技术实现思路
本专利技术的目的是，为了克服现技术的不足，提供一种石墨膜/金属复合散热片及 其制备方法，具有高导热性和热辐射效率以及优异的拉伸强度。 本专利技术的技术解决方案是，由石墨膜层、导热胶黏剂层和金属片层复合而成。首先 采用高分子薄膜材料为原料，先放入碳化炉进行碳化，再放入石墨化炉中进行石墨化，制得 高导热石墨膜；再将高导热石墨膜进行压延，并在其一侧涂覆一层导热胶黏层；最后将金 属片层贴附于导热胶黏层的另一面，通过复卷机进行复合成型。 具体工艺步骤如下： 1) 选择高分子薄膜材料做为原料，交叉堆叠，放置于碳化炉中升温至碳化温度，进行碳 化，然后将碳化完的材料移至石墨化炉中进行石墨化，取出压延制得石墨膜； 2) 按重量比，在反应釜中加入40?80份丙烯酸乙酯、5?15份丙烯酸、1?5份引发 齐U，搅拌速率1〇〇?150转/分钟，反应时间3?6小时，制备得到导热胶黏剂； 3) 将导热胶黏剂均匀的涂覆在已压延好的石墨膜的一侧，再将金属片贴附于这一侧， 最后通过复卷机进行复合制备得到石墨膜/金属复合散热片。 所述的高分子薄膜材料为聚酰亚胺、聚酰胺、聚苯并噁唑、聚苯并双噁唑、聚噻唑 等中的其中一种，进而优选聚酰亚胺，其厚度为15μηι?120μηι。 所述导热胶黏剂，包括如下重量比的组分配方：40?80份丙烯酸乙酯，5?15份 丙烯酸，1?5份引发剂。 碳化温度为900?1450°C，碳化时间为5?16h。 石墨化温度为2500?3000°C，优选为2900°C;石墨化时间为5?16h，优选为14h。 丙烯酸乙酯的粘度为〇. 63?2 mPa · s ;丙烯酸的粘度在1. 2?5mPa · s之间。 引发剂为偶氮二异丁氰或DCP中的一种。 金属片为铜箔或者铝箔中的一种，厚度在0. 01?0. 05mm之间。 本专利技术与现有技术相比所具备的优点是，综合了碳素材料和金属材料的优势，水 平和垂直方向均具有优异的导热性能，并且具有较高的抗拉强度，工艺简单易行。 【具体实施方式】 下面对本专利技术的优选实施例进行详细阐述，以使本专利技术的优点和特征能更易于被 本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。 实施例1 先选择聚酰亚胺做为原料，聚酰亚胺厚度为15 μ m，交叉堆叠并放置于石墨舟皿中。将 碳化炉先抽真空，将盛有原料的石墨舟皿放入碳化炉中进行碳化，升温至1400°C需7h。然 后将碳化完的材料移至石墨化炉中，并对材料施加压力，在氩气气氛下进行石墨化，升温至 2900°C需14h。取出产品，得到人工导热石墨膜成品，放置于压延机中进行压延，取出备用。 然后在反应釜中加入40份丙烯酸乙酯、5份丙烯酸、1份引发剂，搅拌速率100转/分钟，反 应时间3小时，制备得到导热胶黏剂，均匀的涂覆在已压延好的石墨膜的单侧，再将铜箔贴 附于这一侧，最后通过复卷机进行复合制备得到复合散热片，拉伸强度：4. 2MPa，导热系数 (水平方向）：1860W/m · k，导热系数(垂直方向）：260W/m · k。 实施例2 先选择聚酰亚胺做为原料，聚酰亚胺厚度为30 μ m，交叉堆叠并放置于石墨舟皿中。将 碳化炉先抽真空，将盛有原料的石墨舟皿放入碳化炉中进行碳化，升温至1400°C需7h。然 后将碳化完的材料移至石墨化炉中，并对材料施加压力，在氩气气氛下进行石墨化，升温至 2900°C需14h。取出产品，得到人工导热石墨膜成品，放置于压延机中进行压延，取出备用。 然后在反应釜中加入50份丙烯酸乙酯、6份丙烯酸、1. 5份引发剂，搅拌速率120转/分钟， 反应时间4小时，制备得到导热胶黏剂，均匀的涂覆在已压延好的石墨膜的单侧，再将铜箔 贴附于这一侧，最后通过复卷机进行复合制备得到复合散热片，拉伸强度：4. 4MPa，导热系 数(水平方向）：1760W/m · k，导热系数(垂直方向）：240W/m · k。 实施例3 先选择聚酰亚胺做为原料，聚酰亚胺厚度为50 μ m，交叉堆叠并放置于石墨舟皿中。将 碳化炉先抽真空，将盛有原料的石墨舟皿放入碳化炉中进行碳化，升温至1400°C需7h。然 后将碳化完的材料移至石墨化炉中，并对材料施加压力，在氩气气氛下进行石墨化，升温至 2900°C需14h。取出产品，得到人工导热石墨膜成品，放置于压延机中进行压延，取出备用。 然后在反应釜中加入70份丙烯酸乙酯、10份丙烯酸、2份引发剂，搅拌速率130转/分钟， 反应时间5小时，制备得到导热胶黏剂，均匀的涂覆在已压延好的石墨膜的单侧，再将铜箔 贴附于这一侧，最后通过复卷机进行复合制备得到复合散热片，拉伸强度：4. 8MPa，导热系 数(水平方向）：1890W/m · k，导热系数(垂直方向）：270W/m · k。 实施例4 先选择聚酰亚胺做为原料，聚酰亚胺厚度为80 μ m，交叉堆叠并放置于石墨舟皿中。将 碳化炉先抽真空，将盛有原料的石墨舟皿放入碳化炉中进行碳化，升温至1400°C需7h。然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨膜/金属复合散热片，其特征在于：由石墨膜层、导热胶黏剂层和金属片层复合而成；首先采用高分子薄膜材料为原料，先放入碳化炉进行碳化，再放入石墨化炉中进行石墨化，制得高导热石墨膜；再将高导热石墨膜进行压延，并在其一侧涂覆一层导热胶黏层；最后将金属片层贴附于导热胶黏层的另一面，通过复卷机进行复合成型。

【技术特征摘要】
1. 一种石墨膜/金属复合散热片，其特征在于：由石墨膜层、导热胶黏剂层和金属片层 复合而成；首先采用高分子薄膜材料为原料，先放入碳化炉进行碳化，再放入石墨化炉中进 行石墨化，制得高导热石墨膜；再将高导热石墨膜进行压延，并在其一侧涂覆一层导热胶黏 层；最后将金属片层贴附于导热胶黏层的另一面，通过复卷机进行复合成型。2. 如权利要求1所述的一种石墨膜/金属复合散热片，其特征在于，所述导热胶黏剂， 包括如下重量比的组分配方：40?80份丙烯酸乙酯，5?15份丙烯酸，1?5份引发剂。3. -种石墨膜/金属复合散热片的制备方法，其特征在于：具体工艺步骤如下： 1) 选择高分子薄膜材料做为原料，交叉堆叠，放置于碳化炉中升温至碳化温度，进行碳 化，然后将碳化完的材料移至石墨化炉中进行石墨化，取出压延制得石墨膜； 2) 按重量比，在反应釜中加入40?80份丙烯酸乙酯、5?15份丙烯酸、1?5份引发 齐U，搅拌速率1〇〇?150转/分钟，反应时间3?6小时，制备得到导热胶黏剂； 3) 将导热胶黏剂均匀的涂覆在已压延好的石墨膜的一侧，再将金属片贴附于这一侧， 最后通过复卷机进行复合制备得到石墨膜/金属复合散热片。...

【专利技术属性】
技术研发人员：成文俊，蔡铜祥，孙龙飞，
申请(专利权)人：江苏悦达新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32