使用合成石墨粉末生产导热薄膜的方法技术

本发明专利技术涉及一种生产导热薄膜的方法，该导热薄膜用于保护集成在诸如智能电话之类的电子装置内部的元件等免受热。可以提供一种使用合成石墨粉末来生产薄膜的方法，该薄膜与现有的天然石墨薄膜或金属薄膜相比具有优异的热导率，并且能够以比从聚酰亚胺等获得的现有合成石墨薄膜更低的成本生产。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用合成石墨粉末生产导热薄膜的方法
本专利技术涉及制备导热薄膜的方法，该导热薄膜用于保护集成到诸如智能电话之类的电子装置中的元件不受热。更具体地，本专利技术涉及由原料石墨粉末制备热导率以及薄膜形成优异的导热薄膜的方法。
技术介绍
近年来，由于电子装置已经迅速地高度集成并且越来越薄，因此安装在这种装置中的芯片的性能得到了增强。这种趋势不仅正扩展到电气/电子装置，而且还扩展到汽车、医疗装置等。由于电子装置中使用的芯片高度集成，所以更多地产生热量，从而引起许多问题，例如电子装置的性能劣化、其外围设备的故障、其基板的热降解等。特别地，采用LED、OLED等的照明装置或电子装置需要更薄的散热材料。在这方面，其上安装有IC芯片的基板由具有良好热导率的金属印刷电路板(PCB)制成，或者使用由铝制成的散热器，从而来控制热量。此外，采用诸如碳基材料的天然石墨薄膜和合成石墨薄膜、铜箔等导热薄膜主要用于控制电子装置中的热(参见韩国专利No.1509494)。其中，天然石墨薄膜通常通过酸和热处理以使由弱范德华力结合的分子间的间隔膨胀，然后对其加压而制备。其厚度相对较厚。如果以这种方法制备薄膜，则会存在拉伸强度低、从而致使其难以处置且热导率不太高的问题。另外，合成石墨薄膜的热导率优于天然石墨薄膜。然而，由于合成石墨薄膜是通过在2000至3000℃的高温下煅烧昂贵的聚合物膜(例如，聚酰亚胺膜)而制备的，因此涉及原材料和设备方面的高成本，导致最终产品的价格的增加，并且很难以具有宽宽度(例如1000mm)的卷的形式制备薄膜。另外，铜箔具有处于天然石墨薄膜和合成石墨薄膜之间的中等水平的热导率和拉伸强度。然而，铜箔的缺点在于，薄铜箔的制备涉及高成本，并且由于铜箔一旦起折皱就很难恢复，因此处置铜箔不便。
技术实现思路
技术问题因此，本专利技术的一目的是提供一种以比通过使用合成石墨粉末从聚酰亚胺或类似物制备的常规合成石墨薄膜更低的成本、制备与常规天然石墨薄膜或金属薄膜相比具有优异热导率的导热薄膜的方法。本专利技术的另一目的是提供一种通过上述方法制备的导热薄膜。本专利技术的又一目的是提供一种在其中设置有导热薄膜的制品。解决问题的方案根据该目的，本专利技术提供一种制备导热薄膜的方法，该方法包括：(1)在加压或减压条件下预处理合成石墨粉末；(2)将嵌入剂添加到经预处理的合成石墨粉末；(3)对添加了嵌入剂的合成石墨粉末进行热处理；以及(4)轧制经热处理的合成石墨粉末。根据另一目的，本专利技术提供一种通过上述方法制备的导热薄膜。根据又一目的，本专利技术提供一种在其中设置有导热薄膜的制品，该制品是电子装置、电子装置外壳、照明装置、电池、电池外壳或EMI衬垫。专利技术的有益效果根据本专利技术，能够提供一种以比通过使用合成石墨粉末从聚酰亚胺或类似物制备的常规合成石墨薄膜更低的成本、制备与常规的天然石墨薄膜或金属薄膜相比具有优异热导率的导热薄膜的方法。在本专利技术中制备的导热薄膜可以消散在高度集成了IC芯片的例如智能电话和平板PC以及照明装置的电子装置中产生的热量。附图说明图1示出根据本专利技术的制备导热薄膜的方法的示例。图2是膨胀前的合成石墨粉末的扫描电子显微镜(SEM)图像。图3示出用于筛选合成石墨粉末的网的各种示例。图4是根据实施例制备的导热薄膜的横截面的SEM图像。图5是未进行减压条件下的预处理而制备的薄膜的截面的SEM图像。图6示出石墨的晶体结构和c轴值的示例。图7a至图15e示出在各种制品中采用本专利技术的导热薄膜的示例。[附图标号]1：导热薄膜11：热源12：散热器13：壳体20：LED元件30：导光板40：光学膜50：基板60：电池单元110：蜂窝电话111：电池112：电池外壳113：显示单元114：支架115：芯片组基板120：开放式蜂窝电话外壳130：折叠式蜂窝电话外壳131：盖单元132：外罩单元200：平板PC300：膝上型PC301：显示单元302：键盘单元400：手持游戏机500：MP3播放器600：外部硬盘驱动器700：机顶盒800：光束投影仪900：汽车黑匣子950：EMI衬垫960：外壳F：前面B：后面U：上面L：底面S：侧面。具体实施方式在下文中，将详细描述本专利技术。制备导热薄膜的方法根据本专利技术的一实施例，提供一种制备导热薄膜的方法，该方法包括：(1)在加压或减压条件下预处理合成石墨粉末；(2)将嵌入剂添加到经预处理的合成石墨粉末；(3)对添加了嵌入剂的合成石墨粉末进行热处理；(4)轧制经热处理的合成石墨粉末。图1示出根据本专利技术的制备导热薄膜的方法的示例。参照图1，根据本专利技术的实施例，制备合成石墨粉末(S100)；基于粒度筛选粉末(S200)；它们经受高温、加压预处理或高温、减压预处理(S300)；添加嵌入剂以进行嵌入(S400)；在1500至2200℃的温度下对它们进行热处理，以使合成石墨粉末膨胀(S500)；通过轧制步骤将它们制成薄膜(S600)；以及获得最终的导热薄膜(S700)。在下文中，将详细描述每个步骤。(1)预处理步骤在上述步骤(1)中，在加压或减压条件下对合成石墨粉末进行预处理。合成石墨(或人造石墨)是通过人工处理可石墨化的碳材料而被石墨化的材料，该材料不同于通过收集以自然状态存在的石墨而获得的天然石墨。因此，用作本专利技术的导热薄膜的原料的合成石墨粉末与常规地用于制备石墨薄膜的天然石墨粉末不同。即，在本专利技术中不使用诸如结晶薄片状石墨粉末或无定形石墨粉末之类的天然石墨粉末。取决于原料和制备方法，存在各种合成石墨。通常，它是指通过在高温下热处理作为石油或煤副产物的焦炭而获得的石墨化焦炭。如上所述，通常根据需要通过在1000至2000℃以及另外在2000至3000℃的热处理来制备合成石墨。因此，就纯度、结晶度、电导率、热导率等而言，它优于天然石墨。另外，通过从熔融生铁或铸铁冷却时分离出的石墨和炉渣的混合物中单独精制石墨成分而获得的凝析(kish)石墨也包括在合成石墨的广泛范围中。合成石墨具有六方晶体结构，具有约12.0的分子量，并且可具有黑色粉末的外观。另外，合成石墨可具有约2.23至2.25的比重，约3500℃或更高的熔点，1至2的莫氏硬度和约0.46cal/g·℃的比热。此外，合成石墨可具有约0.4至1.0cal/cm·s·℃的热导率、约1.7×10-6的热膨胀系数、约3.5×105kg/cm2的弹性模量、约0.04至0.08Ω·cm电阻、以及约0.1至0.2的摩擦系数。作为根据本专利技术的合成石墨粉末，优选具有热导率的球形、薄片形或板形的合成石墨粉末。他们的制造商包括山东双瑜碳素(Sungraf)、青岛腾瑞炭素(TennryCarbon)和青岛本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备导热薄膜的方法，包括：/n(1)在加压或减压条件下预处理合成石墨粉末；/n(2)将嵌入剂添加至经预处理的合成石墨粉末；/n(3)对已添加所述嵌入剂的所述合成石墨粉末进行热处理；以及/n(4)轧制经热处理的合成石墨粉末。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 KR 10-2017-01272671.一种制备导热薄膜的方法，包括：
(1)在加压或减压条件下预处理合成石墨粉末；
(2)将嵌入剂添加至经预处理的合成石墨粉末；
(3)对已添加所述嵌入剂的所述合成石墨粉末进行热处理；以及
(4)轧制经热处理的合成石墨粉末。


2.根据权利要求1所述的制备导热薄膜的方法，其中，步骤(1)中的所述合成石墨粉末为石墨化焦炭粉末、凝析石墨粉末或它们的混合粉末。


3.根据权利要求1所述的制备导热薄膜的方法，其中，步骤(1)中的所述合成石墨粉末具有50至200μm的粒径。


4.根据权利要求1所述的制备导热薄膜的方法，其中，所述预处理作为500至3000℃、100至2000bar的加压条件下对所述合成石墨粉末的热处理来进行。


5.根据权利要求1所述的制备导热薄膜的方法，其中，所述预处理作为合成石墨粉末在500至3000℃、10-2至10-5Torr的减压条件下的热处理来进行。


6.根据权利要求1所述的制备导热薄膜的方法，其中，所述嵌入剂包括40％至60％的浓度的选自硫酸、硝酸、氯酸钾、硝酸钾及它们的混合物的第一氧化剂。


7.根据权利要求6所述的制备导热薄膜的方法，其中，所述嵌入剂还包括选自高氯酸、过氧化氢、铬酸、硼酸及它们的混合物的第二氧化剂，并且包括重量比1：100至50：100的所述第一氧化剂和所述第二氧化剂。


8.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：金东河，
申请(专利权)人：忍冬电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR