[發(fā)明專利]片狀石墨膜的制造模具及制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210210422.2
• 申請日: 2012-06-25
• 公開（公告）號: CN102745674A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫偉峰
• 申請（專利權(quán)）人: 孫偉峰
• 主分類號: C01B31/04
• 分類號: C01B31/04
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32214
• 代理人: 翁堅剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種作為散熱材料的石墨膜的制造模具及制造方法，特別地涉及一種片狀的石墨膜的制造模具及制造方法。

背景技術(shù)

隨著電子產(chǎn)品的不斷更新?lián)Q代，日益向更薄、更輕的方向發(fā)展，其電子元器件的發(fā)熱問題也越來越突出。傳統(tǒng)的利用金屬散熱片、金屬箔進(jìn)行導(dǎo)熱散熱的方法，以及利用風(fēng)扇強(qiáng)制散熱的方法已越來越無法滿足電子產(chǎn)品日新月異的變更需求。

利用金屬散熱片給電子產(chǎn)品散熱，存在著占用電子產(chǎn)品內(nèi)部空間大、增加電子產(chǎn)品質(zhì)量等缺點(diǎn)。單獨(dú)使用金屬箔（如銅箔、鋁箔或其它金屬材料等）散熱，則電子元器件的使用壽命或反應(yīng)速度會降低；因?yàn)榻饘俨牧媳旧淼膶?dǎo)熱系數(shù)不高（用于電子原器件散熱的銅，是金屬中散熱效果最好的，其導(dǎo)熱系數(shù)在400W/m·K?左右，導(dǎo)熱系數(shù)是指在穩(wěn)定傳熱條件下，1米厚的材料的兩側(cè)表面的溫差為1度，在1秒內(nèi)通過1平方米面積傳遞的熱量），能夠散去的熱量較少，相對發(fā)熱量高的電子元器件簡單利用金屬箔散熱是不夠的，其最后達(dá)到的熱平衡溫度會超過電子元器件的正常使用溫度，造成電子元器件使用壽命較短。針對于發(fā)熱量大的電子元器件，比如電腦的cpu等，其散熱方式往往采用金屬散熱片搭配風(fēng)扇來散熱。但是風(fēng)扇散熱存在以下缺點(diǎn)：一是風(fēng)扇容易吸塵，隨著風(fēng)扇的工作時間的增加，在風(fēng)扇和電子元器件上會殘留一定量的灰塵，積壓的灰塵會對電子元器件的散熱速度造成較大影響；二是噪音較大，即使現(xiàn)在所謂的靜音風(fēng)扇也無法完全避免一定量的噪音存在；三是占用空間較大，隨著電子產(chǎn)品更輕型更薄化的市場需求，風(fēng)扇的使用體積對其存在著一定的阻礙。

碳元素是一種很神奇的元素。自然界中導(dǎo)熱系數(shù)最高的物質(zhì)就是碳單質(zhì)——鉆石，其導(dǎo)熱系數(shù)為2300W/m·K。碳的同素異形體——石墨，具有與鉆石相媲美的高導(dǎo)熱屬性。通常用作導(dǎo)熱、散熱的石墨結(jié)構(gòu)材料有石墨塊、石墨片（通常的石墨塊、石墨片厚度在0.3mm至3mm之間）、膨脹石墨膜（又稱天然石墨膜）和人造石墨膜。

石墨塊和石墨片主要用來制作各類耐高溫容器，或者作為發(fā)熱管道，以及熱流管道的墊片等，近年來也逐漸作為散熱材料應(yīng)用。比如，大功率LED燈具就有用石墨片導(dǎo)熱的方法，取代以往的導(dǎo)熱硅膠、高熱硅脂充當(dāng)導(dǎo)熱墊片使用。另外，含石墨成分的陶瓷石墨、塑料石墨等復(fù)合材料，替代金屬型材作為散熱器材使用，但是其柔韌性比較差，存在著著不能彎折，易碎等多方面的缺陷。

天然石墨膜（膨脹石墨膜）是利用天然石墨粉或者石墨鱗片經(jīng)過酸性溶液處理，添加粘合劑等在一定溫度條件下壓制成型。目前天然石墨膜的導(dǎo)熱系數(shù)最高只能達(dá)到500W/m·K，一般只有300至400?W/m·K。天然石墨膜的導(dǎo)熱系數(shù)和現(xiàn)階段的銅相當(dāng)，一般只能局限于散熱要求不高的電子產(chǎn)品使用。

人造石墨膜是指利用含碳的高分子膜經(jīng)過碳化、石墨化工藝制得的石墨膜。人造石墨膜的基本特點(diǎn)是：薄，最薄可以做到10微米，一般都在100微米以下；導(dǎo)熱系數(shù)高（或者說熱擴(kuò)散性能好、熱擴(kuò)散系數(shù)高），導(dǎo)熱性能好，其平面方向的導(dǎo)熱系數(shù)一般在800?W/m·K以上，制作工藝優(yōu)良，石墨化程度90%以上的人造石墨膜的平面導(dǎo)熱系數(shù)可以達(dá)到1500至1800?W/m·K，理論上完美的人造石墨膜的平面方向的導(dǎo)熱系數(shù)能達(dá)到2400W/m·K；柔韌性好，耐彎折性能極佳；導(dǎo)電性能強(qiáng)。人造石墨膜的用途十分廣泛，可以應(yīng)用于電子、航天、軍工等多種領(lǐng)域。特別適用于解決小型電子產(chǎn)品發(fā)熱元器件的發(fā)熱問題，比如針對智能手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、導(dǎo)航儀等電子產(chǎn)品的cpu、電池等，能夠達(dá)到理想的散熱效果，而且適用十分方便。經(jīng)過熔敷處理，可以直接貼附于電子產(chǎn)品的發(fā)熱元器件上，解決其發(fā)熱問題。人造石墨膜將為上述電子產(chǎn)品向著更薄、更輕、集成化的方向發(fā)展作出十分重要的貢獻(xiàn)。