包含高密度压缩和膨胀石墨颗粒的复合石墨绝热材料及其制造方法技术

公开了在厚度方向上具有改善热导率的复合石墨绝热材料及其制造方法。根据本发明专利技术的复合石墨绝热材料包含：在厚度方向上被压缩的膨胀石墨基体；以及填充到压缩膨胀石墨基体内的孔隙中并且密度为0.1g/cm3或更高的高密度的经压缩的膨胀石墨颗粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容涉及用于制备石墨基散热材料的技术，更具体地涉及包含具有高密度 的经压缩的膨胀石墨颗粒的复合石墨散热材料以及制备所述散热材料的方法。 本申请要求于2013年5月29日在大韩民国提交的韩国专利申请 No. 10-2013-0061217的优先权，其通过引用并入本文。
技术介绍
集成电路或发光显示器已被用于包括计算机、笔记本、平板PC、手机和显示面板的 各种电子产品，并且在其工作期间产生大量的热。 这样的热应通过合适的散发方式散发至外部。否则，电子产品可能因温度过度升 高而经历可靠性和耐久性劣化。 作为散热材料，已使用具有良好热导率的金属或石墨。其中，石墨作为用于多种产 品的散热材料在轻量化和成本节约方面是有利的。 通常，包含石墨的散热材料通过使膨胀的天然石墨自身压制成型以片材或垫 (gasket)的形式获得。 然而，由于压缩的天然石墨具有各向异性，所以其在其平面方向上具有非常高的 热导率，但在其厚度方向上表现出不足的热导率。 韩国专利No. 10-0755014(2007年8月28日登记）公开了涂覆有导热粘合剂的散 热石墨片材及其制备。
技术实现思路
抟术问题 本公开内容是为了解决相关技术的问题而设计的，因此本公开内容涉及提供这样 的石墨基散热材料：所述石墨基散热材料在厚度方向上具有提高的热导率并且在平面方向 上同样具有高热导率，从而表现出热导率特征的整体提升。 抟术方案 在本公开的一个方面中，提供了用于制备散热材料的复合石墨，其中将膨胀石墨 与具有0. lg/cm3或更高的高密度的经压缩的膨胀石墨颗粒混合。 在复合石墨中，经压缩的膨胀石墨颗粒的密度为0. lg/cm3至2. 2g/cm3。 另外，在复合石墨中，高密度的经压缩的膨胀石墨颗粒以基于膨胀石墨和高密度 的经压缩的膨胀石墨颗粒的总重量5重量％至50重量％的量存在。 此外，在复合石墨中，高密度的经压缩的膨胀石墨颗粒直径为0. 01 ym至0. 2 μπι。 在本公开内容的另一个方面中，还提供了用于制备复合石墨散热材料的方法，其 包括：(a)压缩膨胀石墨以获得密度为0. lg/cm3或更高的高密度的经压缩的膨胀石墨颗 粒；(b)将另外的膨胀石墨与高密度的经压缩的膨胀石墨颗粒混合以获得复合石墨；以及 (C)使所述复合石墨压制成型。所述压制成型可通过滚压进行。 在本公开内容的又一个方面中，还提供了复合石墨散热材料，其包含：在厚度方 向上被压缩的膨胀石墨的基体；以及填充到基体的孔隙中并且具有高密度（0. lg/cm3或更 高）的经压缩的膨胀石墨颗粒。 在本公开内容的再一个方面中，还提供了复合石墨散热材料，其包含：在厚度方向 上被压缩的膨胀石墨的基体；以及填充到基体的孔隙中并且密度为〇. lg/cm3至2. 2g/cm3的 高密度的经压缩的膨胀石墨颗粒，其中所述高密度的经压缩的膨胀石墨颗粒以基于膨胀石 墨基体和高密度的经压缩的膨胀石墨颗粒的总重量5重量％至50重量％的量存在。 此外，高密度的经压缩的膨胀石墨颗粒的直径为0. 01 ym至0. 2 μπι。 有益效果 根据本公开的复合石墨散热材料（其中经压缩的膨胀石墨基体中的孔隙填充有 经压缩至高密度的相同的膨胀石墨材料组分）可以出乎意料地提高厚度方向上的热导率 并最终获得高水平的散热特性。 因此，本专利技术的石墨散热材料可以将通过电子产品放热平面传递的热快速地传导 进入其平面和厚度两个方向上，从而提供良好的散热效果。【附图说明】 参照附图，根据下面描述的实施方案，本公开的其他目的和方面将变得明显，其 中： 图1示出了根据本公开内容一个实施方案的复合石墨散热材料附接至放热平面 的情况。 图2示意性地示出了根据本公开一个实施方案的复合石墨散热材料。 图3示出了用于测量实施例1至实施例3和比较例1中制备的复合石墨的散热材 料的散热性能的装置。 图4是设置在测试平台中的热源的放大视图。【具体实施方式】 除附图之外，本公开的优点和特征根据下面描述的实施方案也将变得明显。然而， 所述实施方案并不旨在限制本专利技术，而是仅以举例说明的方式给出以使本领域普通技术人 员更好地理解本专利技术，并且也可对所述实施方案做出其他的等效方案和修改。因此，应理 解，本专利技术由权利要求的范围所限定。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的组件。 下文中，将参照附图详细地描述根据本公开内容优选实施方案的包含高密度的经 压缩加工的膨胀石墨的复合石墨散热材料及其制备。 图1示出了根据本公开内容一个实施方案的复合石墨散热材料连接至放热平面 的情况。 参照图1，根据本公开内容的复合石墨散热材料110是片、垫或三维体的形式，并 且附接至电子产品的放热平面101。在图1中，A表示复合石墨散热材料的平面方向，并且 B表示其厚度方向。 图2示意性地示出了根据本公开的一个实施方案的复合石墨散热材料。 参照图2,根据本公开内容的复合石墨散热材料110包含膨胀石墨基体210以及填 充到膨胀石墨基体210的颗粒之间的孔隙215中的高密度的经压缩的膨胀石墨颗粒220。 通过使密度为约0. 0025g/cm3至0. 0125g/cm3的常规膨胀石墨以预定间距排列以 形成基体阵列来获得膨胀石墨基体210,并且最终在复合石墨散热材料110的压制成型工 艺期间在每个颗粒的厚度方向对其进行压缩，如图2所示。 将高密度的经压缩的膨胀石墨颗粒220填充到膨胀石墨基体210中存在的孔隙 215 中。 当在厚度上压缩膨胀石墨基体210时，在构成膨胀石墨基体210的膨胀石墨颗粒 之间形成孔隙215,并且所述孔隙变成使厚度方向上的热导率变差的因素。因此，已知通过 使膨胀石墨压制成型所形成的常规散热材料在平面方向（A)上表现出约230W/mK或更高的 热导率，但在厚度方向（B)上表现出约5W/mK或更低的热导率。在本专利技术中，膨胀石墨颗粒 220填充膨胀石墨基体210中的孔隙，从而形成复合结构，所述膨胀石墨颗粒220表现出与 膨胀石墨基体的石墨完全相同的物理和化学特性并且也经历了高密度压缩。 将高密度的经压缩的膨胀石墨颗粒220填充到膨胀石墨基体210的孔隙215中以 提高厚度方向上的热导率。特别地，由于高密度的经压缩的膨胀石墨颗粒220与基体210 的材料是相同的石墨组分，所以其可以提供比填充聚合物或其他碳基颗粒的情况更高的热 导率。 高密度的经压缩的膨胀石墨颗粒220通过将膨胀石墨压缩约8至400当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合石墨散热材料，包含：在厚度方向上被压缩的膨胀石墨基体；以及填充到所述基体中的孔隙中的并且密度为1.0g/cm3至2.2g/cm3的高密度的经压缩的膨胀石墨颗粒，其中所述高密度的经压缩的膨胀石墨颗粒以基于所述膨胀石墨基体和所述高密度的经压缩的膨胀石墨颗粒的总重量的5重量％至50重量％的量存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：李秀韩，程得俊，
申请(专利权)人：GTS有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR