导热膜及其制备方法和应用技术

本申请提供一种导热膜及其制备方法和应用，导热膜包括层叠设置的至少两层碳质导热层，相邻碳质导热层之间设置有钛金属层；导热膜还包括碳化钛层，碳化钛层位于相邻所述碳质导热层和所述钛金属层之间。本申请采用钛金属层连接多层碳质导热层，钛金属层与多层碳质导热层之间形成稳定的碳化钛层，实现导热膜的高导热性和高厚度。导热性和高厚度。导热性和高厚度。

【技术实现步骤摘要】
导热膜及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及导热
，特别是涉及一种导热膜及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着手机朝向高性能和小型化的方向发展，芯片的发热量越来越大，受限于手机内的狭小空间，热量易聚集形成热点，进而导致芯片不能正常工作，因此需要采用具有较高横向热导率的材料进行分散热量。对于4G手机，通常采用人工石墨导热膜，其以聚酰亚胺薄膜为原料，通过碳化、石墨化、压延工艺制备得到，导热系数能够在1500W/m
·
K左右。然而，随着5G手机的推出，芯片热功耗超过4G手机的2.5倍，受限于聚酰亚胺薄膜原料，人工石墨导热膜的厚度(厚度≤60μm)无法满足散热要求。
[0003]因此，如何提供一种具有高导热系数且高厚度的导热膜，成为目前迫切需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种导热膜及其制备方法和应用，采用钛金属层连接多层碳质导热层，钛金属层与多层碳质导热层之间形成碳化钛层，使导热膜具有高导热性和高厚度。
[0005]第一方面，本申请提供一种导热膜，所述导热膜包括层叠设置的至少两层碳质导热层，相邻所述碳质导热层之间设置有钛金属层；
[0006]所述导热膜还包括碳化钛层，所述碳化钛层位于相邻所述碳质导热层和所述钛金属层之间，所述碳化钛层用于连接所述碳质导热层和所述钛金属层。
[0007]在一些实施方式中，所述碳化钛层和所述碳质导热层呈一体结构，所述碳化钛层渗入所述碳质导热层的表面。
[0008]在一些实施方式中，所述碳质导热层的材料包括人工石墨、天然石墨、石墨烯和碳纳米管中的至少一种。
[0009]在一些实施方式中，所述碳质导热层的厚度为12μm～60μm。
[0010]在一些实施方式中，所述钛金属层的厚度为50nm～200nm。
[0011]在一些实施方式中，所述碳化钛层的厚度为5nm～20nm。
[0012]在一些实施方式中，所述导热膜的厚度为100μm～500μm。
[0013]在一些实施方式中，所述导热膜的导热系数为1100W/m
·
K～1500W/m
·
K。
[0014]第二方面，本申请提供一种如第一方面所述导热膜的制备方法，所述制备方法包括：
[0015]在碳质导热层的表面形成一层钛金属层，得到碳质导热层和钛金属层层叠的第一层叠体；
[0016]在所述第一层叠体的钛金属层上再设置一层碳质导热层，得到第二层叠体；或，将至少两个第一层叠体层叠，层叠过程中所述第一层叠体中钛金属层的均朝向同一方向，在
暴露于最外侧的钛金属层上再设置一层碳质导热层，得到第二层叠体；
[0017]对第二层叠体进行热压后，在相邻碳质导热层和钛金属层之间形成碳化钛层，得到所述的导热膜。
[0018]在一些实施方式中，所述钛金属层的制备方式包括磁控溅射。
[0019]在一些实施方式中，采用磁控溅射制备钛金属层的过程中，所述磁控溅射的直流电源功率为50W～100W。可选地，所述磁控溅射的时间为30s～120s。进一步可选地，所述磁控溅射过程中钛靶的偏压为
‑
60V～
‑
40V。
[0020]在一些实施方式中，对所述第二层叠体进行热压的过程包括：
[0021]在加热的情况下对所述第二层叠体施加压力。
[0022]在一些实施方式中，所述压力为50MPa～100MPa。
[0023]在一些实施方式中，所述压力的施加时间为10min～30min。
[0024]在一些实施方式中，所述加热的温度为800℃～1000℃。
[0025]在一些实施方式中，所述热压的环境为真空环境。
[0026]第三方面，本申请提供一种如第一方面所述导热膜的应用，所述导热膜用于电子装置的散热。
[0027]本申请具有以下有益效果：
[0028]本申请采用钛金属层连接多层碳质导热层，钛金属层和碳质导热层之间能够形成碳化钛层，实现了多层碳质导热层的稳定连接，进而实现了导热膜的高厚度，而且钛和碳化钛均具有良好的导热性，有效保证导热膜的导热效果。
附图说明
[0029]图1为本申请一个实施方式中提供的导热膜的结构示意图。
[0030]1‑
第一碳质导热层；2
‑
第二碳质导热层；3
‑
第三碳质导热层；4
‑
第一钛金属层；5
‑
第二钛金属层；6
‑
第一碳化钛层；7
‑
第二碳化钛层。
具体实施方式
[0031]为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请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对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
[0032]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申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请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，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0033]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0034]传统技术中采用胶粘剂连接多层石墨烯导热膜，但是胶粘剂的导热系数低，会造成导热膜的导热效果大幅降低。此外，传统技术中还有利用钎焊层连接多层石墨烯导热膜的结构，虽然相比于利用胶粘剂的方法，导热膜的导热系数有所提高，但是钎焊层的厚度较厚，依然影响导热膜的导热系数。而本申请中采用钛金属层连接多层碳质导热层形成导热膜，钛金属层与碳质导热层之间能够形成碳化钛层保证连接稳定性的同时，有效保证导热膜的导热效果。
[0035]本申请第一方面提供一种导热膜，所述导热膜包括层叠设置的至少两层碳质导热层，相邻所述碳质导热层之间设置有钛金属层；
[0036]所述导热膜还包括碳化钛层，所述碳化钛层位于相邻所述碳质导热层和所述钛金属层之间，所述碳化钛层用于连接所述碳质导热层和所述钛金属层。
[0037]本申请采用钛金属层作为多层碳质导热层的连接结构，钛金属层与碳质导热层的连接处能够形成稳定的碳化钛层，从而实现多层碳质导热层的稳定连接，能够将多层碳质导热层的连接，根据层数以及单层厚度实现厚度可调，实现了导热膜的高厚度要求，而且钛金属层和碳化钛层均具有良好的导热性。因此，本申请中导热膜兼具良好的导热效果、高厚度和连接稳定等特点。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种导热膜，其特征在于，所述导热膜包括层叠设置的至少两层碳质导热层，相邻所述碳质导热层之间设置有钛金属层；所述导热膜还包括碳化钛层，所述碳化钛层位于相邻所述碳质导热层和所述钛金属层之间，所述碳化钛层用于连接所述碳质导热层和所述钛金属层。2.如权利要求1所述的导热膜，其特征在于，所述碳化钛层和所述碳质导热层呈一体结构，所述碳化钛层渗入所述碳质导热层的表面。3.如权利要求1所述的导热膜，其特征在于，所述碳质导热层的材料包括人工石墨、天然石墨、石墨烯和碳纳米管中的至少一种。4.如权利要求1所述的导热膜，其特征在于，所述导热膜满足如下条件中的至少一个：(1)所述碳质导热层的厚度为12μm～60μm；(2)所述钛金属层的厚度为50nm～200nm；(3)所述碳化钛层的厚度为5nm～20nm。5.如权利要求1
‑
4任一项所述的导热膜，其特征在于，所述导热膜还满足如下条件中的至少一个：(1)所述导热膜的厚度为100μm～500μm；(2)所述导热膜的导热系数为1100W/m
·
K～1500W/m
·
K。6.一种权利要求1
‑
5任一项所述导热膜的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：在碳质导热层的表面形成一层钛金属层，得到碳质导热层和钛...

【专利技术属性】
技术研发人员：周明，潘卓成，潘智军，
申请(专利权)人：安徽宇航派蒙健康科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：