一种高导热石墨膜及其制备方法和应用技术

发明专利技术属于石墨膜技术领域，公开了一种高导热石墨膜及其制备方法和应用。所述石墨膜是在保护气氛和在干燥环境下，将二胺单体和二酐单体溶于非质子极性溶液中，在冰水浴条件下反应，制得前驱体聚酰胺酸溶液；聚酰胺酸溶液经酰亚胺化反应后，制得聚酰亚胺薄膜，然后对聚酰亚胺薄膜在600～900℃进行炭化，将炭化聚酰亚胺薄膜夹在两块抛光的石墨板中间，在保护气氛下，升温至2000～2800℃进行石墨化处理制得。本发明专利技术的石墨膜的表面略微有褶皱，平整性较好，在面内方向的导热系数为1400～1500W/m·K。所述的高导热石墨膜可应用在微电子封装和集成领域中。

A high thermal conductivity graphite film and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种高导热石墨膜及其制备方法和应用
本专利技术属于石墨膜
，更具体地，涉及一种高导热石墨膜及其制备方法和应用。
技术介绍
随着先进电子及光电产品向着高速、高频率、小型化、轻量化发展，对微电子元器件和功率器件集成度要求越来越高，同时元器件性能的提高使电流密度和热流密度大幅提高，电子器件的发热问题也日渐严重，微电子、光电系统载体材料面临严峻挑战，传统金属(银、铜、铝等)散热材料密度大、热导率较低(特别在微米尺度时下降严重)、热膨胀系数高，已很难满足散热要求，因此对于具有高性能高导热率载体材料的需求也愈来愈大。与金属材料相比，石墨和石墨烯材料具有低密度、低热膨胀系数和较高的热导率等优点，是近年来最具发展前景的导热材料。石墨(002)层面理论热导率2500W/(m·K)，甚至大于世界上最好的热沉材料--金刚石(2000W/(m·K))，但实际石墨材料因片层取向混杂、晶体缺陷、晶界/界面等因素，热导率大大下降，一般石墨材料的常温热导率仅70～150W/(m·K)左右，如何获得石墨片层定向排列、结晶好、缺陷少的微观组织结构，是人工石墨材料高热导率的关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高导热石墨膜，其特征在于，所述石墨膜是在保护气氛和在干燥环境下，将二胺单体和二酐单体溶于非质子极性溶液中，在冰水浴条件下反应，制得前驱体聚酰胺酸溶液；聚酰胺酸溶液经酰亚胺化反应后，制得聚酰亚胺薄膜，然后对聚酰亚胺薄膜在600～900℃进行炭化，将炭化聚酰亚胺薄膜夹在两块抛光的石墨板中间，在保护气氛下，升温至2000～2800℃进行石墨化处理制得。/n

【技术特征摘要】
1.一种高导热石墨膜，其特征在于，所述石墨膜是在保护气氛和在干燥环境下，将二胺单体和二酐单体溶于非质子极性溶液中，在冰水浴条件下反应，制得前驱体聚酰胺酸溶液；聚酰胺酸溶液经酰亚胺化反应后，制得聚酰亚胺薄膜，然后对聚酰亚胺薄膜在600～900℃进行炭化，将炭化聚酰亚胺薄膜夹在两块抛光的石墨板中间，在保护气氛下，升温至2000～2800℃进行石墨化处理制得。


2.根据权利要求1所述的高导热石墨膜，其特征在于，所述石墨膜的厚度为16～18μm，所述石墨膜的尺寸为(9～11)mm×(19～21)mm；所述石墨膜在面内方向的导热系数为1400～1500W/m·K。


3.根据权利要求1所述的高导热石墨膜，其特征在于，所述聚酰胺酸薄膜的厚度为150～200μm，所述聚酰亚胺薄膜的厚度为40～50μm。


4.根据权利要求1所述的高导热石墨膜，其特征在于，所述二胺单体和二酐单体的摩尔比为1：(1～1.02)；所述二胺单体、二酐单体和非质子极性溶液的质量比为1：(1.08～1.1)：(18～19)。


5.根据权利要求1所述的高导热石墨膜，其特征在于，所述二胺单体为4,4'-二氨基二苯醚或对苯二胺；所述二酐单体为均苯四甲酸酐或联苯四甲酸二酐，所述非质子极性溶液为二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮。


6.根据权利要求1-5任一项所述的高导热石墨膜的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
S1.在保护气氛和在干燥环境下，将二胺单体加入非质子极性溶液中，高速搅拌时加入二酐单体和非质子极性溶液，将上述混合物置于-5～-15℃冰水中搅拌，缩合聚合反应得到前驱体聚酰胺酸溶液；
S2.将前驱体聚酰胺酸溶液旋涂在干燥的单晶硅片上，在干燥氮气流下70～80℃干燥，在单晶硅片上制得聚酰胺酸薄...

【专利技术属性】
技术研发人员：王启民，陈子豪，张腾飞，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44