导热复合材料片及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种导热复合材料片，包括第一铝合金层、至少一个石墨片、铝合金框及第二铝合金层，所述铝合金框具有至少一个开口，所述石墨片定位于所述铝合金框的开口内，所述铝合金框及石墨片夹设于所述第一铝合金层和第二铝合金层之间，所述第一铝合金层与石墨片及铝合金框之间扩散连接，所述第二铝合金层与石墨片及铝合金框之间扩散连接，所述石墨片被所述第一铝合层、第二铝合金层及铝合金框包覆，成为一个整体。本发明专利技术还提供所述导热复合材料片的制作方法。本发明专利技术提供的导热复合材料片及其制作方法，能够将高导热性铝合金与石墨进行连接，并具有较低的生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热控制
，特别涉及一种高导热特性的。
技术介绍
在电子元器件散热结构中，强度较高、热导率较高的锻造铝合金材料，如美国牌号6XXX系列(6061、6063),国内牌号LD系列招合金,常被用于散热翅片、热沉框架等结构。6XXX系列铝合金是一类可热处理强化的中高强度铝合金，具有一系列优良的综合性能:良好的工艺性和耐蚀性、足够的韧性，可进行阳极氧化着色、无应力腐蚀破裂倾向，加之其比强度高、导热性好等特点，能够制备出多种具有特殊用途的结构或功能铝合金构件，在航空航天、交通运输、电子行业、建筑装饰和体育器材等领域有着广泛的应用。高导热石墨片是一种全新的高导热散热材料。上世纪末本世纪初，美国、日本发展了闻导热浙青基石墨材料，并开发了冷压闻导热石墨片、闻导热浙青基石墨纤维、闻导热中间相浙青石墨泡沫等产品，热导率从1000W/m.K发展到1500W/m.K。特别是冷压高导热石墨片已应用于电子元件封装盖板。高导热石墨片由于具有沿垂直于石墨片平面法线方向上的均匀导热性能，可在提高散热效率的同时改进电子元件(组件)的性能。且高导热石墨片不老化，不脆化，适用于大多数化学品介质，现已大量应用于大规模集成电路、高功率密度电子器件、电脑、3G智能手机、尖端电子仪器等导热、散热元件；在航太、航空、电脑、医疗、通讯行业和电子工业领域也有良好的市场前景。铝和石墨的相容性很差，这包含两个方面的问题，首先是液体铝与石墨的润湿性差，金属铝液不能在石墨基板上铺展。其次，当合成温度超过500°C时，铝和碳之间会发生化学反应，生成脆性的碳化物反应层，随合成温度的进一步提高，化学反应加重，严重削弱石墨自身的导热性能，同时也引起复合材料性能的退化。传统热压可以制造高性能材料，但对如纯氮化物、碳化物、氧化物或接近100%的理论密度硼化物等材料，特别是当需用高体积分数的高导热陶瓷或金刚石、石墨等与金属基体混合复合时，很难通过粉末烧结致密或液相处理技术进行制备。并且，用这项技术的生产力相当有限的，热处理温度高达至2200°C，周期时间通常为6小时或12小时，生产的工艺复杂，生产周期长。
技术实现思路
本专利技术实施例所要解决的技术问题在于提供一种，能够将高导热性铝合金与石墨进行连接，并具有较低的生产成本。为了实现上述目的，本专利技术实施方式提供如下技术方案:第一方面，提供了一种导热复合材料片。导热复合材料片，包括第一铝合金层、至少一个石墨片、铝合金框及第二铝合金层，所述铝合金框具有至少一个开口，所述石墨片定位于所述铝合金框的开口内，所述铝合金框及石墨片夹设于所述第一铝合金层和第二铝合金层之间，所述第一铝合金层与石墨片及铝合金框之间扩散连接，所述第二铝合金层与石墨片及铝合金框之间扩散连接，所述石墨片被所述第一铝合层、第二铝合金层及铝合金框包覆，成为一个整体。在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述第一铝合金层、第二铝合金层及铝合金框的材料相同，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第一铝合金层的厚度为0.26毫米至1.0毫米。在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述第二铝合金层的厚度为0.26毫米至1.0毫米。在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述铝合金框内具有一个所述开口，所述石墨片的数量也为一个，所述石墨片收容于所述开口内。在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述铝合金框内具有多个所述开口。所述石墨片的数量也为多个，每个所述石墨片对应收容于一个开口内。第二方面，提供一种导热复合材料片。导热复合材料片，包括第一招合金层、至少一个石墨片、第一过渡层、第二过渡层、铝合金框及第二铝合金层，所述铝合金框具有至少一个开口，所述石墨片定位于所述铝合金框的开口内，所述铝合金框及石墨片夹设于所述第一铝合金层和第二铝合金层之间，所述第一过渡层设置于所述石墨片与第一铝合金层之间，所述第二过渡层设置于所述第二铝合金层与石墨片之间，所述第一铝合金层与第一过渡层之间扩散连接，所述第一过渡层与石墨片之间扩散连接，所述石墨片与第二过渡层之间扩散连接，所述第二过渡层与第二铝合金层之间扩散连接，所述铝合金框的相对两侧分别与所述第一铝合金层和第二铝合金层扩散连接，从而使得第一过渡层、第二过渡层及石墨片被所述第一铝合层、第二铝合金层及铝合金框包覆，成为一个整体。在第二方面的第一种可能实现方式中，所述所述第一铝合金层、第二铝合金层及铝合金框的材料相同，在第二方面的第二种可能实现方式中，所述第一铝合金层的厚度为0.26毫米至1.0毫米。在第二方面的第三种可能实现方式中，第二铝合金层的厚度为0.26毫米至1.0毫米。在第二方面的第四种可能实现方式中，所述铝合金框内具有一个所述开口，所述石墨片的数量也为一个，所述石墨片收容于所述开口内。在第二方面的第五种可能实现方式中，所述铝合金框内具有多个所述开口。所述石墨片的数量也为多个，每个所述石墨片对应收容于一个开口内。在第二方面的第六种可能实现方式中，所述第一过渡层采用钛或含钛的合金制成。在第二方面的第七种可能实现方式中，所述第二过渡层采用钛或含钛的合金制成。在第二方面的第八种可能实现方式中，所述第一过渡层的厚度为20微米至40微米。在第二方面的第九种可能实现方式中，所述第二过渡层的厚度为20微米至40微米。第三方面，提供一种导热复合材料片的制作方法。导热复合材料片的制作方法，包括步骤:提供两个铝合金片及一个铝合金框，所述铝合金框具有至少一个开口，并对铝合金片及铝合金框进行机械处理及化学处理，以降低所述铝合金片表面及铝合金框表面的粗糙度并得到活性的铝合金表面；提供至少一个石墨片；将石墨片放置于所述铝合金框的开口内，并在铝合金框及石墨片的相对两侧分别放置铝合金片形成叠层结构，并将所述叠层结构放置于炉腔内，并将炉腔内抽真空；以及对所述叠层结构进行加热加压，将所述放置有石墨片的铝合金框及两个铝合金片之间进行扩散连接，从而得到导热复合材料片。在第三方面的第一种可能实现方式中，所述机械处理包括打磨及抛光，以降低所述铝合金片表面及铝合金表面的粗糙度。在第三方面的第二种可能实现方式中，所述化学处理包括酸洗及碱洗，以得到活性的招合金表面。在第三方面的第三种可能实现方式中，将所述炉腔内抽真空至压强为5X KT3Pa至 7Xl(T3Pa。 在第三方面的第四种可能实现方式中，将所述放置有石墨片的铝合金框及两个铝合金片之间进行扩散连接时，将炉腔内的温度升至530摄氏度至590摄氏度，并对所述叠层结构施加1MPa至15MPa的压力，使得所述石墨片与铝合金接触的表面之间进行扩散连接。在第三方面的第五种可能实现方式中，所述铝合金框内的所述开口的个数为多个，所述石墨片的个数也为多个，每个石墨片对应收容于一个所述开口内。第四方面，提供一种导热复合材料片的制作方法。导热复合材料片的制作方法，包括步骤:提供两个铝合金片及铝合金框，并对铝合金片及铝合金框进行机械处理及化学处理，以降低所述铝合金片表面及铝合金表面的粗糙度，并得到活性的铝合金表面；提供石墨片及两个过渡片；将两个过渡片分别放置于石墨片相对两侧，使得所述石墨片与所述过渡片进行扩散连接，得到复合层；将所述复合层放置于所述铝合金框的开口中，并在铝合金框及石墨片的相对两侧分别放置铝合金片形成叠层结构，放置于炉腔内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种导热复合材料片，包括第一铝合金层、至少一个石墨片、铝合金框及第二铝合金层，所述铝合金框具有至少一个开口，所述石墨片定位于所述铝合金框的开口内，所述铝合金框及石墨片夹设于所述第一铝合金层和第二铝合金层之间，所述第一铝合金层与石墨片及铝合金框之间扩散连接，所述第二铝合金层与石墨片及铝合金框之间扩散连接，所述石墨片被所述第一铝合层、第二铝合金层及铝合金框包覆，成为一个整体。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡锐，翟立谦，王东，池善久，李金山，孙智刚，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44