【技术实现步骤摘要】
本专利技术设计一种石墨烯/胶黏剂改性的铜箔导热垫及其制备方法，属于热界面材料领域。
技术介绍
0、技术背景
1、随着科学技术的进步与科技水平的发展，电子器件逐渐向小型化，密集化程度发展，这也导致电子设备的功耗和发热量急剧上升，而大部分微电子器件对于温度的要求比较高，如对于硅器件，其工作温度最好小于100℃才能保证其高性能工作。而热界面材料(thermal interface materials,tims)就是用于填充电子器件与散热器之间空隙，使得电子器件产生的热量能够更快地通过热界面材料传递到散热器，起到降低期间工作温度，延长其使用寿命的重要作用。
2、仅仅依靠电子器件与散热器的直接接触，并不能有效地进行热量传导，因为从微观上来看，器件与散热器的接触面并不是完全贴合的，存在许多空隙，而空隙中充满了空气，空气的热导率极低(0.02w·m-1·k-1)，严重阻碍了热的快速传递，因此热界面材料的重要特点就是需要代替空气并于电子器件与散热器紧密连接，增大接触面积，提供快速传热的通道。
3、传统的热界面材料一般是向聚合物基体中添加高导热填料形成复合材料。而碳纳米管、氮化硼、石墨等具有极高热导率的材料得到了很多研究人员的青睐，但这类复合材料目前并没有得到明显的改善，这主要是因为填料的分散性较差，不能较好利用其高导热性能，无法形成连续的导热通道。
4、此外，聚合物基体与填料高度交联形成弹性物，通常需要一定的压力才能与散热器和期间之间形成良好接触，热界面材料的热导率也随之填充分数的变化而变化，填充
5、进一步，热界面材料中，聚合物与高导热填料之间的界面结合也十分重要，目前常用的聚合物材料包括硅橡胶、环氧树脂等聚合材料，而高导热填料除了碳材料之外还包括了金属材料，陶瓷类材料，因此，构造聚合物基底与填充料之间的紧密结合也是一个十分重要的因素，否则也会阻碍热界面材料对热量的快速传递。
6、针对上述问题，目前主要的研究方向是构建一种定向导热的热界面材料来充分利用导热填料的高本征热导率，同时改善导热填料与聚合物之间的结合程度，进一步增强热界面材料的导热性能与力学性能。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于避免现有技术中的不足之处，提供了一种在接触面上具有较低接触热阻的热界面复合材料，具有一定的柔韧性，可作为电子器件与散热器之间的界面散热垫片。
2、为了实现上述目的，设计一种石墨烯/胶黏剂改性的铜箔导热垫，通过以下技术方案实现：
3、一种石墨烯/胶黏剂改性的铜箔导热垫，包括铜箔，垂直石墨烯，胶黏剂，铜箔呈平面片状，铜箔上下表面存在一层垂直石墨烯结构，垂直石墨烯结构之间存在胶黏剂。
4、上述技术方案中，其中所述铜箔的厚度为10～200μm，优选为20～100μm，所述的垂直石墨烯厚度为3～20μm，优选为5～10μm。
5、上述技术方案中，所述胶黏剂的组分包括主剂与稀释剂，其中主剂包括环氧树脂、酚醛树脂、糠醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、有机硅橡胶中的至少一种，优选为有机硅橡胶，所述的有机硅橡胶包括乙烯基硅油，铂催化剂，含氢硅油。稀释剂包括正己烷，苯，甲苯中的至少一种，优选为正己烷。
6、优选的，所述的乙烯基硅油为双端乙烯基硅油和侧链乙烯基硅油中的至少一种，所述的含氢硅油为双端氢基硅油和单端氢基硅油中的至少一种，所述乙烯基硅油和含氢硅油的粘度为3500～6000mpa s。所述的铂催化剂含量为1000～5000ppm。
7、其中，所述胶黏剂的制备步骤如下：
8、s1:将乙烯基硅油、催化剂和、含氢硅油和稀释剂混合搅拌3～5min。
9、s2:混合后将其进行真空处理，真空度为-1.0～-0.01mpa的条件下静置1h。
10、其中，导热垫的制备步骤如下：
11、s1通过等离子体化学气相沉积法在铜箔上下表面生长一层垂直石墨烯，所述等离子体化学气相沉积法的功率为400～600w，碳源为甲烷、甲醇、乙烯、乙炔、乙醇其中至少一种，电场为射频电场。
12、s2：将生长完垂直石墨烯的铜箔放置于旋涂机上，通过真空吸附，将胶黏剂通过注射器滴加在铜箔表面，在3000～6000rpm的转速下旋转1～2min。
13、s3：将旋涂完成后的铜箔进行固化处理，所述固化温度为60～150℃，固化时间为0.5～4h，待胶黏剂固化后，重复s2的步骤，将铜箔另一面进行旋涂处理，并再次固化。
14、s4：将固化后的铜箔切割成片材，得到所述的导热垫，所述切割采用线切割、超声切割、刀片切割、或者冷冻切割。所述导热材料厚度为50～250μm。
15、所述铜箔的厚度为10～200μm。
16、本专利技术同现有技术相比，提供了一种石墨烯/胶黏剂改性的铜箔导热垫结构，使用铜箔作为基体材料，无需高温处理，制备工艺相对简单，制备成本较低，通过在铜箔上下表面生长一层垂直石墨烯，可以加强铜箔与胶黏剂之间的结合强度，降低铜箔表面刚性，增加了铜箔米表面微观柔软度，能够更加贴合热源与散热器表面，因此能够大幅度降低界面热阻，同时也能够提高材料的整体力学性能，在一定压力下可填充发热器件与散热器之间的空隙，散热能力大幅度提升。
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1.一种石墨烯/胶黏剂改性的铜箔导热垫结构，包括铜箔，垂直石墨烯，胶黏剂，其特征在于：铜箔(1)呈平面状，铜箔上下表面存在一层垂直石墨烯结构(2)垂直石墨烯结构之间存在胶黏剂(3)，。
2.根据权利要求1所述的导热垫，其中所述铜箔的厚度为10～200μm，优选为20～100μm，所述的垂直石墨烯厚度为3～20μm，优选为5～10μm，所述胶黏剂选自环氧树脂、酚醛树脂、糠醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、有机硅橡胶中的至少一种。
3.一种石墨烯/胶黏剂改性的铜箔导热垫的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
4.根据权利要求3所述的一种石墨烯/胶黏剂改性的铜箔导热垫的制备方法，其特征在于：在步骤S1中，所述的等离子体化学气相沉积法包括：通过电场发生组件向反应体系施加电场；在所述反应体系中产生等离子体；以及向所述反应体系中通入碳源，在基底上进行所述垂直石墨烯的生长。
5.根据权利要求4所述的一种石墨烯/胶黏剂改性的铜箔导热垫的制备方法，其特征在于：所述电场为射频电场；等离子体源功率为400～600W；碳源可以为甲烷、甲醇、乙烯、乙炔、乙醇其
6.根据权利要求3所述的一种石墨烯/胶黏剂改性的铜箔导热垫的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，所述胶黏剂的组分包括环氧树脂、酚醛树脂、糠醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、有机硅橡胶中的至少一种，优选为有机硅橡胶，该有机硅橡胶选自聚二甲基硅氧烷、聚二甲基环硅氧烷、聚二苯基硅氧烷、氰基硅氧基硅烷中的至少一种。
7.根据权利要求书3所述的一种石墨烯/胶黏剂改性的铜箔导热垫的制备方法，其特征在于：在步骤S2中，旋涂处理是指将生长完垂直石墨烯的铜箔放置于旋涂机上，通过真空吸附，在表面滴加0.1～0.5ml的胶黏剂，在3000～6000rpm的转速下旋转1～2min。
8.根据权利要求书3所述的一种石墨烯/胶黏剂改性的铜箔导热垫的制备方法，其特征在于：在步骤S3中，所述的铜箔在真空度-1.0～0.01Mpa的条件下固化，固化温度为60～150℃，固化时间为0.5～4h，固化后切割成片材，得到所述导热垫，优选地，所述切割采用线切割、激光切割、超声波切割、刀片切割；优选地，所述导热垫的厚度为20～250μm，优选为60～100μm。
9.一种石墨烯/胶黏剂改性的铜箔导热垫的制备方法，其特征在于，所述的石墨烯/胶黏剂改性的铜箔导热垫采用权利要求3-8所述的工艺制得。
...【技术特征摘要】
1.一种石墨烯/胶黏剂改性的铜箔导热垫结构，包括铜箔，垂直石墨烯，胶黏剂，其特征在于：铜箔(1)呈平面状，铜箔上下表面存在一层垂直石墨烯结构(2)垂直石墨烯结构之间存在胶黏剂(3)，。
2.根据权利要求1所述的导热垫，其中所述铜箔的厚度为10～200μm，优选为20～100μm，所述的垂直石墨烯厚度为3～20μm，优选为5～10μm，所述胶黏剂选自环氧树脂、酚醛树脂、糠醛树脂、聚氨酯、丙烯酸树脂、有机硅橡胶中的至少一种。
3.一种石墨烯/胶黏剂改性的铜箔导热垫的制备方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
4.根据权利要求3所述的一种石墨烯/胶黏剂改性的铜箔导热垫的制备方法，其特征在于：在步骤s1中，所述的等离子体化学气相沉积法包括：通过电场发生组件向反应体系施加电场；在所述反应体系中产生等离子体；以及向所述反应体系中通入碳源，在基底上进行所述垂直石墨烯的生长。
5.根据权利要求4所述的一种石墨烯/胶黏剂改性的铜箔导热垫的制备方法，其特征在于：所述电场为射频电场；等离子体源功率为400～600w；碳源可以为甲烷、甲醇、乙烯、乙炔、乙醇其中至少一种；所述基底为铜箔。
6.根据权利要求3所述的一种石...
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