一种可产业化的石墨烯散热结构及相应器件制造技术

本发明专利技术提供了一种可产业化的石墨烯散热结构，所述散热结构包括第一薄层、石墨烯薄膜层和第二薄层；所述第一薄层为金属/非金属薄层，所述第二薄层为金属薄层；其中，石墨烯薄膜层位于第一薄层和第二薄层之间，第一薄层、石墨烯薄膜层和第二薄层通过压制成型；第一薄层与热源紧密接触，且为部分镂空结构，镂空部分在热源发热部分正下方，且第一薄层与热源发热部分有一定的相互重叠区域。本发明专利技术的散热结构具有十分优异的散热效果；本发明专利技术的散热结构适于工业化生产，所得产品良品率高、可长时稳定使用。

An industrial graphene heat dissipation structure and its corresponding devices

The invention provides a method for industrialization of graphene radiating structure, the radiating structure comprises a first thin film layer and the second layer, Shi Moxi; the first layer for metal / metal thin layer, the second layer is a metal layer; wherein, the graphene film layer is located between the first layer and second layer, the first thin graphene film layer and the second layer by pressing; the first layer and the heat source in close contact, and is part of the hollow structure, the hollow part is in the bottom part of the heat generation, and the first layer and the heat source heating part has a certain overlap region. The heat dissipation structure of the invention has excellent heat dissipation effect, and the heat dissipation structure of the invention is suitable for industrial production, and the product has good yield and stable use for long time.

【技术实现步骤摘要】
一种可产业化的石墨烯散热结构及相应器件
本专利技术属于散热材料设计制备领域，具体涉及一种可产业化的石墨烯散热结构及相应器件。
技术介绍
目前，常用的散热材料为金属，但随着相应仪器的精密化、小型化，传统的金属散热材料已很难满足相应仪器的散热要求。特别是对于精密化、小型化的仪器而言，金属散热材料的体积过大，导致了仪器的生产成本升高。随着新材料研发的不断深入，石墨烯由于其优异的散热性能，受到人们的普遍关注，并用其设计了多种散热结构。如今，已有的技术大致分为如下几种：(1)在发热元件上涂覆石墨烯浆料；(2)将石墨烯制成薄膜并与导热胶黏剂结合；(3)在石墨烯薄膜底部放置金属薄膜，并将金属薄膜与热源接触。不过，上述几种方案相应的具有如下缺点：(1)散热效果不明显；(2)和(3)、散热结构的使用寿命短，长时的散热稳定性差；所得散热结构的良品率低，难以工业化。因此，本领域亟需一种解决上述问题的散热结构，使其可以工业化的生产，并很好的用于包括电子产品、电器产品(尤其在灯具、空调和冰箱的应用上)、照明器材等设备上。
技术实现思路
针对现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种可产业化的石墨烯散热结构，所述散热结构包括第一薄层、石墨烯薄膜层、第二薄层；所述第一薄层为金属/非金属薄层，所述第二薄层为金属薄层；其中，石墨烯薄膜层位于第一薄层和第二薄层之间，第一薄层、石墨烯薄膜层和第二薄层通过压制成型；第一薄层与热源紧密接触，且为部分镂空结构，镂空部分在热源发热部分正下方，且第一薄层与热源发热部分有一定的相互重叠区域。本专利技术所述的“可工业化”意为制备时良品率好、可稳定的长时使用。上述“制备时良品率好”意为所得一批或者多批产品中，具有优秀散热功能的产品占生产产品总数的比例高。本专利技术的专利技术人发现，当在产业规模上制备现有技术设计的散热结构时，良品率很难保证。可能的原因在于现有的散热结构在制备时，往往较为复杂，难以保证大批量生产；而实际上各个产品的性能又都是优异的，那可能更为重要的原因在于，所设计的散热结构本身是不利于发挥石墨烯的优良性能。申请号为201320297826.X的中国专利公布了一种石墨烯金属散热片。其与本专利技术的区别在于其直接将金属片与热源接触，并在石墨烯薄膜上涂覆一层导热胶黏剂。该专利通过金属在各向同性上的导热均匀性和石墨烯的热辐射性能，获得了具有较好散热性能的散热结构。同时，导热胶黏剂用于与电子产品外壳相连。本专利技术的专利技术人发现，该专利实际上的散热效果并不令人满意，更为重要的是，在制备金属片-石墨烯薄膜-导热胶黏剂散热结构时，所得良品率很低，达不到产业化生产要求。经过反复摸索，专利技术人发现，该专利的散热结构没有充分利用石墨烯的散热特点。当采用本专利技术的方案，将第一薄层中与热源发热部分做成镂空，使得石墨烯薄膜直接与热源接触，同时利用另一层金属薄层(第二薄层)覆盖石墨烯薄膜，并对这三层结构进行压制后，可以获得十分优异的散热效果。本专利技术的散热机制可能在于，本专利技术的散热结构使得石墨烯直接与热源接触，然后利用石墨烯优异的横向散热性能将热量散发出去。第一薄层具有密封和辅助导热功能，第二薄层具有辅助导热和散热功能。通过研究发现，申请号为201320297826.X的中国专利难以工业化，如本专利技术的对比实施例所示，该专利的生产良品率和长时使用稳定性均不如人意。可能的原因在于其在长时间使用后，石墨烯薄膜容易掉粉，导致散热性能显著下降。另外，石墨烯粉是一种高导电粉末，掉粉后，不利于安全。优选的，所述散热结构还包括至少一层散热浆料层，所述散热浆料层位于第二薄层的外侧。更优选的，所述散热浆料为石墨烯浆料。作为优选方案，所述散热浆料层的厚度为0.010mm～0.050mm。优选的，第一薄层为非金属薄层时，其厚度为0.1mm～1.5mm；所述非金属包括PVC或ABS等；所述第一薄层为金属薄层时，金属薄层的厚度为0.005mm～0.05mm，所述第二薄层的厚度为0.005mm～0.05mm；优选的，所述第一薄层和/或第二薄层中的金属包括铜、铝、银、金、锡或铅等，性价比最好的为铜所述石墨烯薄膜层的厚度为0.012mm～1mm。优选的，石墨烯薄膜层的面积大于等于第一薄层，第二薄层面积大于等于石墨烯薄膜层。更优选的，面积大于第一薄层的石墨烯薄膜层部分和面积大于石墨烯薄膜层的第二薄层部分向外呈曲面弯折。在进行所述压制时，压制工艺为热挤压。具体为：将第一薄层、石墨烯薄膜层和第二薄层按所述结构放平，先将温度升至150℃，缓慢升温，当温度至180℃时，利用50吨油压力机进行压制。本专利技术的另外一个目的在于提供装载上述散热结构的发热或发光器件，所述器件包括灯具、空调或冰箱。本专利技术的有益效果：1、本专利技术的散热结构具有十分优异的散热效果；2、本专利技术的散热结构适于工业化生产，所得产品良品率高、可长时稳定使用。附图说明图1为LED现行散热方案的示意图；图2为本专利技术散热结构在应用在LED灯具时的示意图；图3为本专利技术实施例1的散热结构示意图；图4为本专利技术实施例2的散热结构示意图；图5为本专利技术实施例3的散热结构示意图；图6为本专利技术实施例4的散热结构示意图。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术进行具体描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本专利技术进行进一步的说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述
技术实现思路
所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本专利技术的保护范围。实施例1本实施例所得产品，如图3所示。将第一薄层(非金属薄层)、石墨烯薄膜层与第二薄层(金属薄层)三者通过热压制的方式将第一薄层和第二薄层粘结在一起，使石墨烯薄膜层紧密地与第一薄层和第二薄层接触，层与层之间不使用任何粘结剂，第一薄层与热源紧密接触，且为部分镂空结构，镂空部分在热源发热部分正下方，且第一薄层与热源发热部分有一定的相互重叠区域，重叠区域为热源发热部分面积的60％；石墨烯薄膜层的面积大于等于第一薄层，第二薄层面积大于等于石墨烯薄膜层。其中，第一薄层的厚度为0.1mm～1.5mm；第二薄层的厚度为0.005mm～0.05mm；石墨烯薄膜层的厚度为0.012mm～1mm；本实施例中，第一薄层中的非金属为PVC，第二薄层中的金属为铜。将第一薄层、石墨烯薄膜层和第二薄层按所述结构放平，先将温度升至150℃，缓慢升温，当温度至180℃时，利用50吨油压力机进行压制。实施例2本实施例所得产品，如图4所示。将第一薄层(金属薄层)、石墨烯薄膜层与第二薄层(金属薄层)三者通过热压制的方式将第一薄层和第二薄层粘结在一起，使石墨烯薄膜层紧密地与第一薄层和第二薄层接触，层与层之间不使用任何粘结剂，第一薄层与热源紧密接触，且为部分镂空结构，镂空部分在热源发热部分正下方，且第一薄层与热源发热部分有一定的相互重叠区域，重叠区域为热源发热部分面积的70％；其中，第一薄层的厚度为0.1mm～1.5mm；第二薄层的厚度为0.005mm～0.05mm；石墨烯薄膜层的厚度为0.012mm～1mm；本实施例中，第一薄层中的金属为铜，第二薄层中的金属为铜。将第一薄层、石墨烯薄膜层和第二薄层按所述结构放平，先将温度升至150℃，缓慢升温，当温度至180℃时，利用50吨油压力机进行压制。实施例3本实施例所得产品，如图5所示。将第一薄层(非金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可产业化的石墨烯散热结构，其特征在于，所述散热结构包括第一薄层、石墨烯薄膜层和第二薄层；所述第一薄层为金属/非金属薄层，所述第二薄层为金属薄层；其中，石墨烯薄膜层位于第一薄层和第二薄层之间，第一薄层、石墨烯薄膜层和第二薄层通过热压制成型；第一薄层与热源紧密接触，且为部分镂空结构，镂空部分在热源发热部分正下方，且第一薄层与热源发热部分有一定的相互重叠区域。

【技术特征摘要】
1.一种可产业化的石墨烯散热结构，其特征在于，所述散热结构包括第一薄层、石墨烯薄膜层和第二薄层；所述第一薄层为金属/非金属薄层，所述第二薄层为金属薄层；其中，石墨烯薄膜层位于第一薄层和第二薄层之间，第一薄层、石墨烯薄膜层和第二薄层通过热压制成型；第一薄层与热源紧密接触，且为部分镂空结构，镂空部分在热源发热部分正下方，且第一薄层与热源发热部分有一定的相互重叠区域。2.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述散热结构还包括至少一层散热浆料层，所述散热浆料层位于第二薄层的外侧。3.根据权利要求2所述的散热结构，其特征在于，所述散热浆料为石墨烯浆料。4.根据权利要求2或3所述的散热结构，其特征在于，所述散热浆料层的厚度为0.010mm～0.050mm。5.根据权利要求1所述的散热结构，其特征在于，所述第一薄层为非金属薄层时，其厚度为0.1mm～1.5mm；所述非金属包括PVC或...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜君，
申请(专利权)人：成都聪源光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51