一种垂直方向高导热的石墨膜及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种垂直方向高导热的石墨膜及其制备方法，包括步骤：(1)提供离型膜，然后在离型膜表面涂覆胶料形成胶层，胶料包含粘合剂和金属粒子，(2)磁力取向，使得金属粒子的磁极方向沿胶层的厚度方向设置，然后干燥挥发粘合剂中溶剂，制得第一产品；(3)提供PI膜，然后进行加热碳化、石墨化，再进行第一次压延处理得到半成品，(4)取步骤(2)制得的两第一产品，将半成品置于两第一产品的胶层之间，并进行第二次压延处理，对两第一产品施压以使得半成品两侧的第一产品均朝半成品的方向进行运动，使得两第一产品中的金属粒子嵌入半成品中，制得石墨膜。该石墨膜在垂直方向具有较高的热传导率，同时不会影响水平方向的热传导率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
一种垂直方向高导热的石墨膜及其制备方法


[0001]本专利技术涉及导热材料
，更具体地涉及一种垂直方向高导热的石墨膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，一般现有的石墨散热片的制造方法，其先将PI(Polyimide)膜(聚酰亚胺膜)送入一碳化炉中，以1100℃
‑
1300℃的加热温度，对该PI膜进行加热碳化，令该PI膜碳化后形成PI碳化片；接着，再将该PI碳化片冷却，冷却至室温后，再将该PI碳化片送入石墨化炉中，以2800℃
‑
3000℃的加热温度，对该PI碳化片进行加热石墨化，使该PI碳化片石墨化后形成PI石墨散热片；之后，再将该PI石墨散热片冷却，冷却至室温后，以一压延装置压延其厚度，使该PI石墨散热片经压延后，形成厚度15
‑
200μm得石墨散热片成品，也称人造石墨膜。
[0003]该石墨散热片的制造方法制造的人造石墨散热片，在水平方向(即X轴和Y轴方向)的热传导率可高达1600W/(m
·
k)，但厚度方向(即Z轴方向)的热传导率低于5W/(m
·
k)，严重偏低。
[0004]随着通讯和新能源行业的发展，尤其是5G技术、自动驾驶及电动车的日益盛行，随着电子产品功率不断增加，产品越做越薄，电子仪器及设备朝轻、薄、短、小、复合式等发面发展。在高频工作频率下，电子元件产生的热量迅速积累、增加，日益显现出热量无法及时发散的技术问题。在该情形下，提高人造石墨散热片厚度方向(即Z轴方向)的热传导率势在必行。
[0005]因此，有必要提供一种垂直方向高导热的石墨膜以解决上述现有技术的不足。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种能够提高垂直方向(即Z轴方向)热传导率的石墨膜，同时不会降低或影响水平方向(即X轴和Y轴方向)的热传导率。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术公开了一种垂直方向高导热的石墨膜的制备方法，包括步骤：
[0008](1)提供离型膜，然后在所述离型膜表面涂覆胶料形成胶层，所述胶料包含粘合剂和金属粒子，
[0009](2)磁力取向，使得所述金属粒子的磁极方向沿所述胶层的厚度方向设置，然后干燥挥发所述粘合剂中溶剂，制得第一产品；
[0010](3)提供PI膜，然后进行加热碳化、石墨化，再进行第一次压延处理得到半成品，
[0011](4)取步骤(2)制得的两所述第一产品，将所述半成品置于两所述第一产品的所述胶层之间，并进行第二次压延处理，对两所述第一产品施压以使得所述半成品两侧的所述第一产品均朝所述半成品的方向进行运动，使得两所述第一产品中的所述金属粒子嵌入半成品中，制得本申请的石墨膜。
[0012]与现有技术相比，本专利技术的垂直方向高导热的石墨膜的制备方法，在胶层中加入金属粒子，并通过磁力取向，使得金属粒子的磁极方向沿胶层的厚度方向设置，再将该胶层与石墨膜配合压延，促使胶层中的金属粒子嵌入至石墨膜中，由于石墨膜上下两侧均被金属粒子嵌入，甚至出现上、下金属粒子抵接，因而可快速地将热量经垂直方向(即Z轴方向)传导出去，使得该石墨膜在垂直方向(即Z轴方向)具有良好的传热性能，同时不会降低水平方向(即X轴和Y轴方向)的热传导率，且制备方法简单、成本较低。此外，胶层可防止石墨膜掉粉，且可提供与被贴物的粘结。
[0013]相应地，本专利技术还提供一种垂直方向高导热的石墨膜，通过上述制备方法制得。
附图说明
[0014]图1为本专利技术垂直方向高导热的石墨膜的结构示意图。
[0015]图2为本专利技术石墨膜的制备方法中磁力取向的状态示意图。
[0016]图3为本专利技术石墨膜的制备方法中第二次压延处理的状态示意图。
[0017]符号说明：
[0018]石墨膜10，磁性装置20，胶层30，压延装置40，离型膜50，第一产品60，金属粒子70，半成品80。
具体实施方式
[0019]为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
[0020]请参考图1，本专利技术提供的垂直方向高导热的石墨膜，包括石墨膜10、位于石墨膜10两侧的胶层30、位于胶层30外侧的离型膜50，其中，石墨膜10与胶层30之间互相嵌入有金属粒子70。具体而言，位于石墨膜10上侧的胶层30中的金属粒子70(可称为上层金属粒子70)的一部分位于胶层30中，金属粒子70的另一部分位于石墨膜10中；同样，位于石墨膜10下侧的胶层30中的金属粒子70(可称为下层金属粒子70)的一部分位于胶层30中，金属粒子70的另一部分位于石墨膜10中。可以理解的是，在石墨膜10中嵌入上层金属粒子70和下层金属粒子70，部分上层金属粒子70和部分下层金属粒子70还抵接，因而可快速地将热量经垂直方向(即Z轴方向)传导出去。
[0021]对于上述垂直方向高导热的石墨膜，本专利技术提供其制备方法，包括步骤：
[0022](1)提供离型膜50，然后在离型膜50表面涂覆胶料形成胶层30，胶料包含粘合剂和金属粒子70，
[0023](2)磁力取向，使得金属粒子70的磁极方向沿胶层30的厚度方向设置，然后进行干燥以挥发粘合剂中溶剂，制得第一产品60；
[0024](3)提供PI膜，然后进行加热碳化、石墨化，再进行第一次压延处理得到半成品80，
[0025](4)取步骤(2)制得的两第一产品60，将半成品80置于两第一产品60的胶层30之间，并进行第二次压延处理，对两第一产品60施压以使得半成品80两侧的第一产品60均朝半成品80的方向进行运动，使得两第一产品60中的金属粒子70嵌入半成品80中，半成品80经第二次压延后变得更薄以形成石墨膜10，从而制得本申请的垂直方向高导热的石墨膜。
[0026]具体地，对于步骤(1)
‑
(2)而言，请参考图2，在离型膜50表面涂覆胶料形成胶层
30，胶料包含粘合剂和金属粒子70，然后通过磁性装置20对金属粒子70进行磁力取向，使得金属粒子70的磁极方向沿胶层30的厚度方向设置，然后加热干燥挥发粘合剂中溶剂，制得第一产品60。
[0027]优选地，离型膜50选用PET膜，但不限于此。离型膜50的厚度为50
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100μm，比如离型膜50的厚度为50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm。
[0028]优选地，粘合剂选自固含量在10
‑
50％的压敏胶树脂，比如丙烯酸酯类压敏胶树脂，但不以此为限。
[0029]可以理解的是，金属粒子70为可磁性的金属粒子70，也就是说通过磁性装置20能够实现对金属粒子70进行磁力取向。优选地，金属粒子70选自铁粉、钴粉、镍粉和镀铁、钴、镍的铜粉中的至少一种。需要指出的是，镀铁、钴、镍的铜粉是指在铜粉表面电镀一铁层、钴层或镍层。比如，金属粒子70选自铁粉粒子、钴粉粒子、镍粉粒子中的任一种；还比如，金属粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种垂直方向高导热的石墨膜的制备方法，其特征在于，包括步骤：(1)提供离型膜，然后在所述离型膜表面涂覆胶料形成胶层，所述胶料包含粘合剂和金属粒子，(2)磁力取向，使得所述金属粒子的磁极方向沿所述胶层的厚度方向设置，然后干燥挥发所述粘合剂中溶剂，制得第一产品；(3)提供PI膜，然后进行加热碳化、石墨化，再进行第一次压延处理得到半成品，(4)取步骤(2)制得的两所述第一产品，将所述半成品置于两所述第一产品的所述胶层之间，并进行第二次压延处理，对两所述第一产品施压以使得所述半成品两侧的所述第一产品均朝所述半成品的方向进行运动，使得两所述第一产品中的所述金属粒子嵌入半成品中，制得石墨膜。2.如权利要求1所述的垂直方向高导热的石墨膜的制备方法，其特征在于，所述粘合剂选自固含量在10
‑
50％的压敏胶树脂。3.如权利要求1所述的垂直方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伯丽，李金明，
申请(专利权)人：江西柔顺科技有限公司，
类型：发明
国别省市：