[發明專利]一種散熱材料及其制作的散熱器

有效

• 申請號: 201310450195.5
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103533809A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 何千舟
• 申請（專利權）人: 天津安品有機硅材料有限公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;F28F21/02
• 代理公司: 天津濱海科緯知識產權代理有限公司 12211
• 代理人: 韓敏

技術領域

本發明創造涉及一種電子散熱器，特別涉及一種石墨烯散熱材料及其制作的散熱器。?

背景技術

隨著高科技的蓬勃發展，電子元件的體積趨于微小化，而且單位面積上的密集度也愈來愈高，其效能不能增強，在這些因素之下，電子元件的總發熱量則幾乎逐年升高，倘若沒有良好的散熱方式來排除電子所產生的熱，這些過高的溫度將導致電子元件產生電子游離與熱應力等現象，造成整體的穩定性降低，以及縮短電子元件本身的壽命，因此如何排除這些熱量以避免電子元件的過熱，一直都是不容忽視的問題。?

然而，隨著半導體及電子封裝向更高功率及更高密度的趨勢發展，熱的排散是開發者需要持續面對的問題。目前電子元件在工作中所發出的高密度能量帶來大量熱量，當前常用的散熱方式是以銅作為熱擴散的基礎材料，進一步將熱管埋入基礎材料內，以加快熱擴散的速度，但此種方式也增加了成本，隨著電子元件的進步與改良，單位面積上的密集度也愈來愈高，使得必須讓熱擴散的速度也隨之加快，而因銅、鋁的導熱系數約為400W/mk以及200W/mk，在發熱量不斷升高的電子元件上，已漸漸的不能滿足要求，而且銅與鋁的密度相當高，所以當電子元件與銅、鋁所制成的散熱裝置組合后，散熱裝置的重量往往會破壞電子元件的結構，進而造成電子元件的壽命尖端或損壞。?

因此，采用熱傳導效率更高且易于加工的材料作為散熱材料是現階段亟待解決的問題。?

發明內容

本發明創造要解決的問題是提供一種散熱材料及其制作的散熱器，克服了金屬材料表面粗糙與散熱表面接觸不良的缺點，充分利用了石墨烯的平面導熱率高的特點，而且重量輕、熱阻小、表面進行平整加工較容易，硬度強。?

為解決上述技術問題，本發明創造采用的技術方案是：該組合物由包括如下原料經混合制備得到：石墨烯：70-99份；石墨纖維：5-25份；粘合劑：2-3份；上述份數為重量份數，以上各原料重量份數之和是100份。?

進一步，包括如下原料經混合制備得到：石墨烯：73-90份，優選是80份；石墨纖維：7-17.5份；粘合劑：2.5份；上述份數為重量份數，以上各原料重量份數之和是100份。?

進一步，所述石墨烯的粒徑在1μm-15μm之間。?

進一步，所述粘合劑是環氧基粘合劑或丙烯酸基粘合劑。優選是環氧基樹脂或丙烯酸基樹脂。?

本發明利用散熱材料制作散熱器的方法，包括如下步驟：?

1）熱壓燒結：混合的石墨烯、石墨纖維和粘合劑在溫度是800-2000℃、壓力是300-700㎏/㎝²的條件下熱壓燒結形成石墨烯纖維磚，所述石墨烯纖維磚的密度是1.65-2.25g/cm³；?

2）車削：在石墨烯纖維磚表面車削出多道凹槽；?

3）封裝：使用氣象懸浮法在溫度是500-1200℃的條件下，使用封裝材料封裝帶有凹槽的石墨烯纖維磚，其中封裝材料使用不影響石墨烯纖維磚熱傳導、熱擴散的材料，優選是石墨烯、碳纖維、碳化硅、銅粉、銀粉中的一種或幾種；并且封裝膜的厚度是1μm-10μm。?

進一步，步驟3）中的封裝材料是石墨烯、碳纖維和碳化硅中的一種或幾種。?

本發明采用散熱材料維制作的散熱器，在石墨烯纖維磚的表面設有多個凹槽形成散熱器通風道，與凹槽對應的立柱是鰭片。?

進一步，所述鰭片的縱向截面可以是長方形、梯形、三角形。?

本發明的散熱材料制作的散熱器可以應用在任何手提、便攜、電子設備、云計算服務器及高功率發熱電子設備中。?

散熱器功能是將聚集電子器件中的熱量傳導到更大的熱導體并通過巨大的散熱面積與空氣進行熱交換。散熱器件一般分為兩個部分，即散熱器的底座和鰭片，散熱器的底座是與電子器件接觸并聚集熱量的地方，而鰭片則是熱量傳導的終點，最終將熱量散失到空氣中。散熱器底座需要在短時間內能盡可能多的吸收電子器件釋放的熱量，即瞬間吸熱能力，只有具備高熱傳導系數的材料才能勝任。其次是散熱器本體應當具備足夠的儲熱能力，即較大的熱容量，通常承擔這個任務的是鰭片。因此，散熱器的性能不僅與散熱器的結構相關，更決定于散熱器的材質選擇，散熱器材質是指散熱器本體所使用的具體材料。?