【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于导热材料，特别涉及一种定向传热的散热基板复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着信息产业的快速发展与芯片制程工艺的不断进步，电子器件逐渐向小型化、多功能化与集成化方向发展，导致电子器件的功率密度不断增大，工作发热严重，热流密度增大。聚集的热量会导致电子元器件的工作温度急剧升高，电子元器件的失效率随着工作温度的升高而提高，导致器件的运转出现故障，降低器件的使用寿命。因此，散热问题已经成为制约电子元器件进一步发展的瓶颈。传统的散热基板材料(例如：cu-w合金、sic/al等)由于较低的热导率，已经难以满足高功率密度电子器件的散热需求。此外，电子器件产生的热量主要通过散热基板传导至外部环境，由于传统的散热材料通常为各向同性，热流传导路径长，使得热量不能及时高效地传导至外部环境。
2、因此，亟需提供一种散热基板复合材料，其具有良好的热导率、可实现定向传热并及时高效的将热源产生的热量沿最短的路径快速地传导至外部环境，且制备方法简单、成本低廉。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决现有技术中存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。本专利技术提供一种定向传热的散热基板复合材料，其具有良好的热导率、力学性能，可实现定向传热并及时高效的将热源产生的热量沿最短的路径快速地传导至外部环境，且制备方法简单、成本低廉。
2、本专利技术的专利技术构思：本专利技术通过高热导率层与低热导率层交替层叠，得到层状结构，这种层状结构至少含有两层低热导率层
3、因此，本专利技术的第一方面提供一种定向传热的散热基板复合材料。
4、具体的，所述定向传热的散热基板复合材料至少包括一个重复单元，所述重复单元包括一层高热导率层、两层低热导率层，所述高热导率层位于所述低热导率层之间；
5、所述高热导率层和低热导率层的热导率差为405-3300w/(m·k)。
6、优选地，所述高热导率层和低热导率层的热导率差为460-3000w/(m·k)。
7、优选地，所述高热导率层的热导率为450-3300w/(m·k)；所述低热导率层的热导率为0-45w/(m·k)。
8、进一步优选地，所述高热导率层的热导率为500-3000w/(m·k)；所述低热导率层的热导率为0-40w/(m·k)。
9、优选地，所述高热导率层的材料组成包括高导热颗粒和结合剂。
10、优先地，所述高热导率层中，所述高导热颗粒单层分布。
11、优先地，所述高热导率层中，所述结合剂填充所述高导热颗粒之间的空隙。
12、优选地，所述高导热颗粒包括金刚石、立方氮化硼中的至少一种；和/或，所述结合剂包括fe基合金、cu基合金、ni基合金、al基合金、co基合金、钎焊合金、al2o3、si3n4、aln、玻璃、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂中的至少一种。
13、优选地，所述高导热颗粒的粒径为90-1200μm。
14、进一步优选地，所述高导热颗粒的粒径为100-1200μm。
15、优选地，所述结合剂的粒径为9nm-550μm。
16、进一步优选地，所述结合剂的粒径为10nm-500μm。
17、具体的，所述结合剂填充所述高导热颗粒之间的空隙并固结高导热颗粒，且连接低热导率层。
18、优选地，所述低热导率层的材料组成包括低导热粉末、低导热片中的任意一种；所述低导热粉末和所述低导热片分别独立的选自fe、ni、fe基合金、ni基合金、co基合金、钎焊合金、al2o3、si3n4、aln、玻璃、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂中的至少一种。
19、优选地，所述低导热粉末的粒径为9nm-550μm。
20、进一步优选地，所述低导热粉末的粒径为10nm-500μm。
21、优选地，所述低导热片的厚度为0.9μm-2.2mm。
22、进一步优选地，所述低导热片的厚度为1μm-2mm。
23、本专利技术的第二方面提供一种本专利技术第一方面所述的定向传热的散热基板复合材料的制备方法。
24、具体的，所述定向传热的散热基板复合材料的制备方法，包括以下步骤：
25、将所述高热导率层和低热导率层层叠交替分布，且所述高热导率层位于所述低热导率层之间，烧结，制得所述定向传热的散热基板复合材料。
26、优选地，所述高热导率层的制备过程为：将所述高导热颗粒单层分布，将结合剂置于所述高导热颗粒之间的空隙中，成型，制得所述高热导率层。
27、优选地，所述成型选自单轴冷压成型、冷等静压成型中的任意一种。
28、优选地，所述成型的压力为4.5-450mpa；所述成型的保压时间为1.8-65min。
29、进一步优选地，所述成型的压力为5-400mpa；所述成型的保压时间为2-60min。
30、优选地，所述低热导率层的制备过程为：低导热粉末经成型，制得所述低热导率层；或，使用低导热片作为低热导率层。
31、优选地，所述低导热粉末的成型选自单轴冷压成型、冷等静压成型中的任意一种。
32、优选地，所述成型的压力为4.5-450mpa；所述成型的保压时间为1.8-65min。
33、进一步优选地，所述成型的压力为5-400mpa；所述成型的保压时间为2-60min。
34、优选地，所述烧结在热压烧结炉、管式炉或箱式电阻炉中进行。
35、优选地，所述烧结的压力为0-110mpa，所述烧结的保压时间为4.5-200min，所述烧结的温度为90-2000℃。
36、进一步优选地，所述烧结的压力为0-100mpa，所述烧结的保压时间为5-180min，所述烧结的温度为100-1800℃。
37、优选地，所述烧结后还包括切割的过程。
38、具体的，沿垂直于低导热率层和高导热率层的方向进行切割，通过切割加工得到所需的形状尺寸，以满足实际的应用需求。
39、优选地，所述切割包括激光加工、磨料水射流切割加工中的任意一种。
40、优选地，所述激光加工时的激光类型选自连续激光、脉冲激光中的任意一种。
41、优选地，所述激光加工时的激光器的功率为4.5-110w；进一步优选地，所述激光加工时的激光器的功率为5-100w。
42、优选地，所述激光加工时的切割速度为0.01-5.5m/min；进一步优选地，所述激光加工时的切割速度为0.01-5m/min。
【技术保护点】
1.一种散热基板复合材料，其特征在于，所述散热基板复合材料至少包括一个重复单元，所述重复单元包括一层高热导率层、两层低热导率层，所述高热导率层位于所述低热导率层之间；
2.根据权利要求1所述的散热基板复合材料，其特征在于，所述高热导率层的热导率为450-3300W/(m·K)；所述低热导率层的热导率为0-45W/(m·K)。
3.根据权利要求2所述的散热基板复合材料，其特征在于，所述高热导率层的材料组成包括高导热颗粒和结合剂。
4.根据权利要求3所述的散热基板复合材料，其特征在于，所述高导热颗粒包括金刚石、立方氮化硼中的至少一种；和/或，所述结合剂包括Fe基合金、Cu基合金、Ni基合金、Al基合金、Co基合金、钎焊合金、Al2O3、Si3N4、AlN、玻璃、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的散热基板复合材料，其特征在于，所述高导热颗粒的粒径为90-1500μm；和/或，所述结合剂的粒径为9nm-550μm。
6.根据权利要求1所述的散热基板复合材料，其特征在于，所述低热导率层的材料组
7.权利要求1-6任一项所述的散热基板复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述高热导率层的制备过程为：将高导热颗粒单层分布，将结合剂置于所述高导热颗粒之间的空隙中，成型，制得所述高热导率层；
9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述烧结后还包括切割、抛光的过程。
10.一种电子器件，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的散热基板复合材料。
...【技术特征摘要】
1.一种散热基板复合材料，其特征在于，所述散热基板复合材料至少包括一个重复单元，所述重复单元包括一层高热导率层、两层低热导率层，所述高热导率层位于所述低热导率层之间；
2.根据权利要求1所述的散热基板复合材料，其特征在于，所述高热导率层的热导率为450-3300w/(m·k)；所述低热导率层的热导率为0-45w/(m·k)。
3.根据权利要求2所述的散热基板复合材料，其特征在于，所述高热导率层的材料组成包括高导热颗粒和结合剂。
4.根据权利要求3所述的散热基板复合材料，其特征在于，所述高导热颗粒包括金刚石、立方氮化硼中的至少一种；和/或，所述结合剂包括fe基合金、cu基合金、ni基合金、al基合金、co基合金、钎焊合金、al2o3、si3n4、aln、玻璃、酚醛树脂、聚酰亚胺树脂、环氧树脂中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的散热基板复合材料，其特征在于，所述高导热颗粒的粒径为9...
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