碳纳米管导热片的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种碳纳米管导热片的制备方法，该制备方法包括以下步骤：在基底上形成取向定向的碳纳米管阵列，其中，基底上设置有多个以规定间隔设置的用于灌入热固性高分子材料的原料的微孔，碳纳米管阵列中的碳纳米管；在灌胶面上注胶，以使热固性高分子材料经微孔向靠近碳纳米管的自由端的方向流动，填充碳纳米管间的间隙；当沿碳纳米管流动的热固性高分子材料与自由端的距离为0.02mm～0.2mm时，停止灌胶并翻转基底；固化位于碳纳米管间的热固性高分子材料及将固化后的碳纳米管阵列与基底分离，得到碳纳米管导热片。上述制备方法简捷且制得的碳纳米管导热片的导热性能高。

【技术实现步骤摘要】
碳纳米管导热片的制备方法
本专利技术涉及碳纳米管
，特别是涉及一种碳纳米管导热片的制备方法。
技术介绍
随着微电子器件的特征尺寸不断缩小以及性能的大幅提升，微电子系统内部由于短时间内集聚的大量热量而容易导致器件性能的下降甚至失效，制约了微电子技术发展。碳纳米管具有高导热率、耐高温以及柔性等优势，有望成为解决散热问题的材料之选。早期的碳纳米管导热片是由碳纳米管混合到树脂或橡胶等高分子材料中形成薄片而制成。然而，由于这些高分子材料热导率较低且碳纳米管导热的各向异性，使碳纳米管混合材料很难达到足够高的热导率。随着科技的进步，人们发现取向定向生长的碳纳米管阵列具有良好的径向导热性，其中，单根碳纳米管热导率理论上可达6000W/(m·K)，因此，碳纳米管导热片上的碳纳米管逐步以取向定向排列的碳纳米管阵列的形式呈现。然而，在实际应用中发现，碳纳米管以取向定向排列的碳纳米管阵列形式呈现的碳纳米管导热片的导热性能还不理想，导热性能仍然较低。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种碳纳米管导热片的制备方法，该制备方法简捷且能提高制得的碳纳米管导热片的导热性能。一种碳纳米管导热片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在基底上形成取向定向的碳纳米管阵列，其中，所述基底具有背对设置的生长面和灌胶面，所述碳纳米管阵列位于所述生长面上，所述基底上设置有多个以规定间隔设置的微孔，所述微孔为通孔，所述微孔用于灌入热固性高分子材料的原料，所述碳纳米管阵列中的各碳纳米管具有靠近所述生长面的近端和远离所述生长面的自由端；在所述灌胶面上注胶，以使热固性高分子材料的原料经所述微孔向靠近所述碳纳米管的自由端的方向流动，以填充所述碳纳米管阵列的多个碳纳米管之间的间隙；当沿所述碳纳米管流动的热固性高分子材料的原料与所述碳纳米管的自由端的距离为0.02mm～0.2mm时，停止注胶并翻转所述基底，以终止所述热固性高分子材料的原料向靠近所述碳纳米管的自由端方向的进一步的流动；固化位于所述碳纳米管之间的热固性高分子材料的原料，得到固化后的碳纳米管阵列；及将固化后的碳纳米管阵列与所述基底分离，得到碳纳米管导热片。为了增加碳管阵列力学强度，帮助维持碳纳米管的结构，防止使用过程中碳纳米管结构被破坏而影响导热片的导热性能，传统的方法通常是将整个碳纳米管阵列浸渍到热固性高分子材料的原料中或从碳纳米管的自由端向碳纳米管阵列浇注热固性高分子材料的原料，以填充碳纳米管间的间隙，然后固化，从而形成碳纳米管导热片。然而，在传统方法的浸渍或浇注过程中，碳纳米管的自由端容易变得杂乱，从而容易导致碳纳米管阵列的取向结构被破坏，并且碳纳米管的自由端的中空结构也往往容易被热固性高分子材料的原料填充，从而使得碳纳米管形成的导热通路与热接触面之间被一层热阻相对较大的热固性高分子材料间隔，降低了导热片的导热性。上述碳纳米管导热片的制备方法通过采用具有微孔的基底，使得液态的热固性高分子材料的原料可以定向流动，进而使得制得的碳纳米管导热片中的碳纳米管的取向稳定；并且通过在热固性高分子材料的原料将要到达碳纳米管的自由端时终止其向自由端的流动，避免了碳纳米管的自由端的开口被热固性高分子材料填充而导热性降低，也增大碳纳米管导热片与热源的接触面积，使得碳纳米管导热片与热源的接触更好，提高碳纳米管导热片的导热性能。此外，上述碳纳米管导热片的制备方法简捷方便，节省原料。在其中一个实施例中，所述微孔的直径为0.1mm～0.3mm；及/或，相邻的所述微孔之间的孔间距为0.5mm～1mm。在其中一个实施例中，所述在基底上形成取向定向的碳纳米管阵列的步骤中，所述碳纳米管阵列中的碳纳米管与所述生长面的夹角75°～90°。在其中一个实施例中，所述碳纳米管垂直于所述生长面。在其中一个实施例中，所述在基底上形成碳纳米管阵列的步骤中，所述碳纳米管的自由端到所述生长面的距离为100μm～1000μm；及/或，所述碳纳米管的直径为8nm～12nm；及/或，所述碳纳米管阵列中的碳纳米管的面密度为10g/m2～30g/m2。在其中一个实施例中，所述基底的材料为金属箔；及/或，所述基底的厚度为10μm～20μm。在其中一个实施例中，所述热固性高分子材料选自液态硅胶、氟化橡胶、环氧树脂及丙烯酸树脂中的至少一种；及/或，所述热固性高分子材料的原料的粘度为100cps～1000cps。8.根据权利要求1～4及6～7中任一项所述的碳纳米管导热片的制备方法，所述在基底上形成碳纳米管阵列的步骤包括：在所述基底的生长面上形成催化剂层；及采用化学气相沉积法在所述催化剂层上形成碳纳米管阵列。在其中一个实施例中，所述采用化学气相沉积法在所述催化剂层上形成碳纳米管阵列的步骤包括：在保护气氛、温度为500℃～900℃的条件下，将具有催化剂层的基底与气态的碳源反应。在其中一个实施例中，在所述将固化后的碳纳米管阵列与所述基底分离的步骤之后，还包括对所述碳纳米管的近端进行表面处理，以使所述碳纳米管的近端从热固性高分子材料中露出的步骤。附图说明图1为一实施方式的碳纳米管导热片的制备方法的流程图；图2为图1所示的碳纳米管导热片的制备方法中的基底的局部图。附图标记：10、碳纳米管导热片；110、基底；111、生长面；112、灌胶面；113、微孔；120、碳纳米管阵列；130、热固性高分子材料。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本专利技术公开内容更加透彻全面。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当使用术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示方位或位置关系时，是为基于附图所示的方位或位置关系，仅为了便于描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。请参阅图1，本专利技术一实施方式提供了一种碳纳米管导热片10的制备方法，该制备方法包括步骤a～步骤e，具体地：步骤a：提供基底110。具体地，请参阅图2，基底110具有背对设置的生长面111和灌胶面112；生长面111用于形成碳纳米管阵列120；灌胶面112供浇注热固性高分子材料130的原料。基底110上设有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳纳米管导热片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n在基底上形成取向定向的碳纳米管阵列，其中，所述基底具有背对设置的生长面和灌胶面，所述碳纳米管阵列位于所述生长面上，所述基底上设置有多个以规定间隔设置的微孔，所述微孔为通孔，所述微孔用于灌入热固性高分子材料的原料，所述碳纳米管阵列中的各碳纳米管具有靠近所述生长面的近端和远离所述生长面的自由端；/n在所述灌胶面上进行注胶，以使热固性高分子材料的原料经所述微孔向靠近所述碳纳米管的自由端的方向流动，以填充所述碳纳米管阵列的多个碳纳米管之间的间隙；/n当沿所述碳纳米管流动的热固性高分子材料的原料与所述碳纳米管的自由端的距离为0.02mm～0.2mm时，停止注胶并翻转所述基底，以终止所述热固性高分子材料的原料向靠近所述碳纳米管的自由端方向的进一步的流动；/n固化位于所述碳纳米管之间的热固性高分子材料的原料，得到固化后的碳纳米管阵列；及/n将固化后的碳纳米管阵列与所述基底分离，得到碳纳米管导热片。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管导热片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
在基底上形成取向定向的碳纳米管阵列，其中，所述基底具有背对设置的生长面和灌胶面，所述碳纳米管阵列位于所述生长面上，所述基底上设置有多个以规定间隔设置的微孔，所述微孔为通孔，所述微孔用于灌入热固性高分子材料的原料，所述碳纳米管阵列中的各碳纳米管具有靠近所述生长面的近端和远离所述生长面的自由端；
在所述灌胶面上进行注胶，以使热固性高分子材料的原料经所述微孔向靠近所述碳纳米管的自由端的方向流动，以填充所述碳纳米管阵列的多个碳纳米管之间的间隙；
当沿所述碳纳米管流动的热固性高分子材料的原料与所述碳纳米管的自由端的距离为0.02mm～0.2mm时，停止注胶并翻转所述基底，以终止所述热固性高分子材料的原料向靠近所述碳纳米管的自由端方向的进一步的流动；
固化位于所述碳纳米管之间的热固性高分子材料的原料，得到固化后的碳纳米管阵列；及
将固化后的碳纳米管阵列与所述基底分离，得到碳纳米管导热片。


2.根据权利要求1所述的碳纳米管导热片的制备方法，其特征在于，所述微孔的直径为0.1mm～0.3mm；及/或，
相邻的所述微孔之间的孔间距为0.5mm～1mm。


3.根据权利要求1所述的碳纳米管导热片的制备方法，其特征在于，所述在基底上形成取向定向的碳纳米管阵列的步骤中，所述碳纳米管阵列中的碳纳米管与所述生长面的夹角75°～90°。


4.根据权利要求3所述的碳纳米管导热片的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管垂直于所述生长面。


5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李承献，邓飞，
申请(专利权)人：深圳烯湾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44