复合导热片、散热件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种复合导热片、散热件。所述复合导热片包括至少两层层叠设置的石墨片，相邻的两层石墨片之间设置有金属层；其中，石墨片设有至少一个贯穿孔，金属层延伸至贯穿孔中而形成填充的金属柱，金属柱与金属层为一体结构。该复合导热片热膨胀系数小、热扩散系数高、质量轻、结合强度高，在使用过程中不容易出现剥离、翘曲的现象，且石墨片不易褶皱和破损，使用效果好、时间长，可以用于制作散热件。

Composite heat sink, heat sink

The utility model relates to a composite heat conducting sheet and a heat dissipating part. The composite heat conducting sheet comprises at least two layers of graphite sheets arranged in layers, and a metal layer is arranged between the adjacent two layers of graphite sheets; wherein, the graphite sheet is provided with at least one through-hole, the metal layer extends into the through-hole to form a filled metal column, and the metal column and the metal layer are an integral structure. The composite heat conduction sheet has the advantages of small thermal expansion coefficient, high thermal diffusion coefficient, light weight, high bonding strength, and is not easy to peel and warp in the use process, and the graphite sheet is not easy to fold and damage, with good use effect and long time, so it can be used to make heat dissipation parts.

【技术实现步骤摘要】
复合导热片、散热件
本技术涉及散热
，特别是涉及复合导热片、散热件。
技术介绍
随着科学技术地进步与发展，电子产品不断向高集成、高功率、高智能化的方向发展。由此也带来了热量集聚的问题，影响电子器件的正常运行和使用，甚至可能烧毁整个器件。为了避免长时间运作带来的高温问题，实现高效稳定散热，目前主要将热量通过铜制均热片、铝制散热材料、石墨高导热片或复合材料壳体进行有效传导。其中，金属散热材料因其具有良好的焊接性，有效地导热率和优良的结合强度而被广泛使用。但金属散热材料已不能完全满足日益高集成化带来的高热量聚集问题，其金属的热导性能有限，如铜的导热率仅为397W/mK，铝的导热率仅为220W/mK。因此，石墨导热片因其高的导热率而被广泛应用，但石墨导热片本身耐折性差，材料强度低，容易褶皱或者产生破损，因此对要求一定强度的散热材料还是无法满足要求。
技术实现思路
基于此，有必要针对现有散热材料的问题，提供一种复合导热片、散热件；该制备方法得到的复合导热片的导热率、材料强度等综合性能优异，可以用于制作散热件。一种复合导热片，所述复合导热片包括至少两层层叠设置的石墨片，相邻的两层石墨片之间设置有金属层；其中，所述石墨片设有至少一个贯穿孔，所述金属层延伸至所述贯穿孔中而形成填充的金属柱，所述金属柱与所述金属层为一体结构。在其中一个实施例中，所述石墨片的材料包括石墨纸、石墨块体中的一种。在其中一个实施例中，所述石墨片的厚度为5μm～500μm。在其中一个实施例中，所述金属层的厚度为5μm～1000μm。在其中一个实施例中，所述贯穿孔的直径为1mm～20mm。在其中一个实施例中，所述石墨片的表面包覆有碳化物层。在其中一个实施例中，所述金属层通过冶金结合于所述碳化物层。在其中一个实施例中，所述金属柱通过冶金结合于所述碳化物层。在其中一个实施例中，所述金属柱垂直于所述石墨片。上述复合导热片沿其平面方向的导热率为500W/mK～1200W/mK，垂直方向的导热率为20W/mK～150W/mK，各向均具有良好的导热性能。而且，复合导热片的热膨胀系数小、热扩散系数高、质量轻、结合强度高，在使用过程中不容易出现剥离、翘曲的现象，以及，在使用过程中，石墨片不易褶皱和破损。因此，该复合导热片使用效果好、时间长。一种散热件，包括上述的复合导热片。将本技术复合导热片应用于散热件中，可有效解决传统散热件不能有效传导热量、结合强度低、密度大、散热片容易翘曲的问题。应用于电子等器件中，可实现高效、快速地散热，从而保障器件的稳定运行。附图说明图1为本技术复合导热片的一实施方式的结构示意图；图2为本技术复合导热片中石墨片的结构示意图；图3为本技术复合导热片的另一实施方式的结构示意图；图4为本技术实施例1的石墨纸的表面的扫描电子显微图和EDS能谱图；图5是本技术实施例2的复合导热片的XRD图谱。图中：1、石墨片；2、碳化物层；3、贯穿孔；4、金属层；5、金属柱。具体实施方式以下将结合附图说明对本技术提供的复合导热片、散热件作进一步说明。如图1所示，为本技术实施方式的一种复合导热片，所述复合导热片用于传导散热。所述复合导热片包括至少两层层叠设置的石墨片1，相邻的两层石墨片1之间设置有金属层4。具体的，本实施方式的复合导热片包括两层层叠设置的石墨片1，两层石墨片1之间设置有金属层4。结合图2所示，所述石墨片1设有至少一个贯穿孔3，所述金属层4延伸至所述贯穿孔3中而形成填充的金属柱5，所述金属柱5与所述金属层4为一体结构。石墨片1通过与一体结构的金属层4和金属柱5复合后，改善了石墨片1的耐折性，提高了石墨片1的强度，使石墨片1不易褶皱和破损，使用效果好、时间长。而且，在实际使用过程中，石墨片不容易脱离或者剥离。石墨片中金属柱的形成也增强了石墨沿垂直方向的导热率，使其更高效地进行散热。考虑到传统的石墨材料在使用过程中容易出现掉粉的现象，通过化学、物理气相沉积、离子溅射的方式对石墨材料进行表面处理虽然可以改善这一现象，但工艺复杂，价格高。该实施方式得到的导热片不掉粉，使用的方法工艺简单，成本低。其中，所述石墨片1的材料优选包括石墨纸、石墨块体中的一种，在使用过程中都不会出现掉粉等现象。具体的，所述石墨片1的材料为导热异向性材料，沿其平面方向的导热率为500W/mK～2000W/mK，垂直方向的导热率为5W/mK～50W/mK。所述金属层4与金属柱5为一体材料，其为将金属片置于两层石墨片之间，经压力溶渗，部分的金属片会延伸至贯穿孔内而形成金属柱5，另一部分的金属片为金属层4。所述金属层4和所述金属柱5的材料可以是铝、铜、镍、银、铁等常见材料中的至少一种，均为导热同向性材料，导热率为50W/mK～600W/mK。因此，石墨片1复合一体结构的金属层4和金属柱5后，得到的复合导热片沿其平面方向的导热率为500W/mK～1200W/mK，垂直方向的导热率为20W/mK～150W/mK，提高了垂直方向的导热率，使复合导热片的各向均具有良好的导热效率。具体的，所述石墨片1的厚度为5μm～500μm。具体的，所述金属层4的厚度为5μm～1000μm。从而，通过上述厚度的石墨片1和金属层4复合得到的复合导热片具有柔性，复合导热片在使用过程中可弯曲。考虑到复合导热片能够具有高导热性能，可弯曲，且保持有良好的力学和导热性能，优选的，所述石墨片1与所述金属层2的厚度差为1μm～100μm，且石墨片1的厚度大于金属层2的厚度。具体的，所述贯穿孔3的直径为1mm～20mm。而贯穿孔3的密度不限，可根据实际使用需求而作合适的增加或减少。可以理解，各层石墨片1上的贯穿孔3的直径和密度可不同，以及层叠设置后贯穿孔3的位置可不对应。考虑到复合导热片在垂直方向的导热率、传热连贯性，以及复合导热片的结合强度，优选各层石墨片1的贯穿孔3直径和密度相同，且位置相对应。具体的，所述石墨片1的表面通过化学键包覆有碳化物层2。可以理解，所述石墨片1的表面包括相对设置的两个表面，位于所述石墨片1周侧的侧面，以及贯穿孔3的孔壁。从而，碳化物层12将石墨片11完全夹在中间并套牢，且碳化物层12与石墨片11以化学键的方式相结合，不仅保护了石墨片1，而且大幅度提高了碳化物层12与石墨片11的结合强度。石墨片1包覆有碳化物层2后，所述金属层4和金属柱5均可通过冶金结合于所述碳化物层2。因此，通过碳化物层2的承上启下的作用，可大幅度提高复合导热片的结合强度。而且，还能使石墨片1与金属层4、金属柱5紧密贴合，使复合导热片的导热效率高，可长期受热。其中，所述碳化物层的厚度为0.1μm～1000μm，较佳地为0.1μm～500μm，更佳地为0.1μm～100μm。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合导热片，其特征在于，所述复合导热片包括至少两层层叠设置的石墨片，相邻的两层石墨片之间设置有金属层；/n其中，所述石墨片设有至少一个贯穿孔，所述金属层延伸至所述贯穿孔中而形成填充的金属柱，所述金属柱与所述金属层为一体结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种复合导热片，其特征在于，所述复合导热片包括至少两层层叠设置的石墨片，相邻的两层石墨片之间设置有金属层；
其中，所述石墨片设有至少一个贯穿孔，所述金属层延伸至所述贯穿孔中而形成填充的金属柱，所述金属柱与所述金属层为一体结构。


2.根据权利要求1所述的复合导热片，其特征在于，所述石墨片的材料包括石墨纸、石墨块体中的一种。


3.根据权利要求1所述的复合导热片，其特征在于，所述石墨片的厚度为5μm～500μm。


4.根据权利要求1所述的复合导热片，其特征在于，所述金属层的厚度为5μm～1000μm。


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【专利技术属性】
技术研发人员：马洪兵，江南，薛晨，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：新型
国别省市：浙江;33