[發明專利]一種石墨膜/金屬復合散熱片及其制備方法

無效

• 申請號: 201410260880.6
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN104057653A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 成文俊;蔡銅祥;孫龍飛
• 申請（專利權）人: 江蘇悅達新材料科技有限公司
• 主分類號: B32B9/04
• 分類號: B32B9/04;B32B37/12
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 高玉珠

技術領域

本發明涉及散熱材料領域，涉及一種石墨膜/銅箔復合散熱片及其制備方法。

背景技術

隨著微電子集成技術和高密度印制板組裝技術的迅速發展，組裝密度迅速提高，電子元件、邏輯電路體積成千上萬倍地縮小，電子儀器及設備日益朝輕、薄、短、小的方向發展。在高頻工作頻率下，半導體工作熱環境向高溫方向迅速移動，此時，電子元器件產生的熱量迅速積累、增加，在使用環境溫度下，要使電子元器件仍能高可靠性地正常工作，及時散熱能力成為影響其使用壽命的關鍵限制因素。為保障元器件運行可靠性，需使用高可靠性、高導熱性能等綜合性能優異的材料，迅速、及時地將發熱元件積聚的熱量傳遞給散熱設備，保障電子設備正常運行，現有技術中大都采用金屬散熱片和石墨散熱片，金屬散熱片雖然本身導熱系數高，但是界面性質很差，與熱源接觸時有很大的接觸熱阻，不能很好的將熱量從熱源傳遞到金屬，從而影響散熱。而石墨散熱片在縱向的導熱系數很低，并且其界面性質也比較差，也不能很好地將熱量從熱源傳遞出來，因此金屬/石墨復合散熱片是目前亟待研究的方向。

發明內容

本發明的目的是，為了克服現技術的不足，提供一種石墨膜/金屬復合散熱片及其制備方法，具有高導熱性和熱輻射效率以及優異的拉伸強度。

本發明的技術解決方案是，由石墨膜層、導熱膠黏劑層和金屬片層復合而成。首先采用高分子薄膜材料為原料，先放入碳化爐進行碳化，再放入石墨化爐中進行石墨化，制得高導熱石墨膜；再將高導熱石墨膜進行壓延，并在其一側涂覆一層導熱膠黏層；最后將金屬片層貼附于導熱膠黏層的另一面，通過復卷機進行復合成型。

具體工藝步驟如下：

1）選擇高分子薄膜材料做為原料，交叉堆疊，放置于碳化爐中升溫至碳化溫度，進行碳化，然后將碳化完的材料移至石墨化爐中進行石墨化，取出壓延制得石墨膜；

2）按重量比，在反應釜中加入40～80份丙烯酸乙酯、5～15份丙烯酸、1～5份引發劑，攪拌速率100～150轉/分鐘，反應時間3～6小時，制備得到導熱膠黏劑；

3）將導熱膠黏劑均勻的涂覆在已壓延好的石墨膜的一側，再將金屬片貼附于這一側，最后通過復卷機進行復合制備得到石墨膜/金屬復合散熱片。

所述的高分子薄膜材料為聚酰亞胺、聚酰胺、聚苯并噁唑、聚苯并雙噁唑、聚噻唑等中的其中一種，進而優選聚酰亞胺，其厚度為15μm～120μm。

所述導熱膠黏劑，包括如下重量比的組分配方：40～80份丙烯酸乙酯，5～15份丙烯酸，1～5份引發劑。

碳化溫度為900～1450℃，碳化時間為5～16h。

石墨化溫度為2500～3000℃，優選為2900℃；石墨化時間為5～16h，優選為14h。

丙烯酸乙酯的粘度為0.63～2 mPa·s；丙烯酸的粘度在1.2～5mPa·s之間。

引發劑為偶氮二異丁氰或DCP中的一種。

金屬片為銅箔或者鋁箔中的一種，厚度在0.01～0.05mm之間。

本發明與現有技術相比所具備的優點是，綜合了碳素材料和金屬材料的優勢，水平和垂直方向均具有優異的導熱性能，并且具有較高的抗拉強度，工藝簡單易行。

具體實施方式

下面對本發明的優選實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

實施例1

先選擇聚酰亞胺做為原料，聚酰亞胺厚度為15μm，交叉堆疊并放置于石墨舟皿中。將碳化爐先抽真空，將盛有原料的石墨舟皿放入碳化爐中進行碳化，升溫至1400℃需7h。然后將碳化完的材料移至石墨化爐中，并對材料施加壓力，在氬氣氣氛下進行石墨化，升溫至2900℃需14h。取出產品，得到人工導熱石墨膜成品，放置于壓延機中進行壓延，取出備用。然后在反應釜中加入40份丙烯酸乙酯、5份丙烯酸、1份引發劑，攪拌速率100轉/分鐘，反應時間3小時，制備得到導熱膠黏劑，均勻的涂覆在已壓延好的石墨膜的單側，再將銅箔貼附于這一側，最后通過復卷機進行復合制備得到復合散熱片，拉伸強度：4.2MPa，導熱系數（水平方向）：1860W/m·k，導熱系數（垂直方向）：260W/m·k。

實施例2