[發(fā)明專利]一種導(dǎo)熱纖維增強(qiáng)的高導(dǎo)熱石墨散熱片及制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410383261.6
• 申請(qǐng)日: 2012-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN104144597A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮以娟;朱焰焰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天諾光電材料股份有限公司
• 主分類號(hào): H05K7/20
• 分類號(hào): H05K7/20
• 代理公司: 濟(jì)南日新專利代理事務(wù)所 37224
• 代理人: 劉亞寧

技術(shù)領(lǐng)域

?本發(fā)明涉及石墨散熱片的制備方法，特別是涉及到一種導(dǎo)熱纖維增強(qiáng)的高導(dǎo)熱石墨散熱片的制備方法。

背景技術(shù)

?隨著微電子集成技術(shù)和高密度印制板組裝技術(shù)的迅速發(fā)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(shè)備日益朝輕、薄、短、小方向發(fā)展。在高頻工作頻率下，半導(dǎo)體工作熱環(huán)境向高溫方向迅速移動(dòng)，此時(shí)，電子元器件產(chǎn)生的熱量迅速積累、增加，在使用環(huán)境溫度下，要使電子元器件仍能高可靠性地正常工作，及時(shí)散熱能力成為影響其使用壽命的關(guān)鍵限制因素。為保障元器件運(yùn)行可靠性，需使用高可靠性、高導(dǎo)熱性能等綜合性能優(yōu)異的材料，迅速、及時(shí)地將發(fā)熱元件積聚的熱量傳遞給散熱設(shè)備，保障電子設(shè)備正常運(yùn)行。

目前所用的散熱材料基本都是鋁合金，但鋁的導(dǎo)熱系數(shù)并不是很高（237W/mK），金和銀的導(dǎo)熱性能較好，但是價(jià)格太高，銅的導(dǎo)熱系數(shù)次之（398W/mK），但銅重量大，易氧化。而石墨材料具有耐高溫、重量輕（僅為傳統(tǒng)金屬導(dǎo)熱材料的1/2-1/5）、熱導(dǎo)率高、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)、熱膨脹系數(shù)小，取代傳統(tǒng)的金屬導(dǎo)熱材料，不僅有利于電子器件的小型化微型化和高功率化，而且可以有效減輕器件的重量，增加有效載荷。傳統(tǒng)石墨散熱片加工方法僅僅采用單一的石墨粉，或者采用炭黑、氮化硼、銅粉等與石墨粒子復(fù)配填充，這樣生產(chǎn)的石墨散熱片由于直接暴露在電器原件環(huán)境中，在長(zhǎng)時(shí)間的工作下容易使石墨粉塵脫落，并且強(qiáng)度小，力學(xué)性能較差，難以滿足使用要求。純導(dǎo)熱石墨片的強(qiáng)度和機(jī)械性能遠(yuǎn)不如金屬，這給后續(xù)加工帶來了困難。同時(shí)，由于石墨易碎的缺點(diǎn)，會(huì)在使用過程中帶來操作復(fù)雜、容易損壞等問題。為此本發(fā)明提供了一種新的導(dǎo)熱纖維增強(qiáng)的高導(dǎo)熱石墨散熱片的制備方法，解決了以上技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

?本發(fā)明的目的之一是提供一種重量輕、強(qiáng)度和導(dǎo)熱性能高的導(dǎo)熱纖維增強(qiáng)的高導(dǎo)熱石墨散熱片；目的之二是提供該導(dǎo)熱纖維增強(qiáng)的高導(dǎo)熱石墨散熱片的制備方法，以制備具有良好力學(xué)性能的高導(dǎo)熱石墨散熱片，滿足石墨散熱片后續(xù)加工的需要。???

本發(fā)明的目的之一可通過如下技術(shù)措施之一來實(shí)現(xiàn)：

該導(dǎo)熱纖維增強(qiáng)的高導(dǎo)熱石墨散熱片是由石墨粉：石墨纖維＝2～1000：1質(zhì)量份配比的混合原料，經(jīng)石墨膨脹爐高溫膨脹和石墨卷材雙輥設(shè)備壓制而成的片狀產(chǎn)品。

本發(fā)明的目的之二可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：

目的之一的導(dǎo)熱纖維增強(qiáng)的高導(dǎo)熱石墨散熱片的制備方法，該制備方法按如下步驟進(jìn)行：

步驟1，先將石墨粉放入硫酸溶液與雙氧水的混合液中處理，其中硫酸溶液：雙氧水＝1:3～20重量份，處理時(shí)間為20min～2h，處理溫度為20～100℃，然后于10～30℃的水中水洗至水洗液pH＝5～6.5，然后將水洗后的石墨粉在105～150℃的干燥箱內(nèi)烘干2～5h；

步驟2，將經(jīng)處理后的石墨粉按石墨粉：石墨纖維＝2～1000：1質(zhì)量份配比混勻，將混合物放入石墨膨脹爐中于800～1200℃下進(jìn)行高溫膨脹，高溫膨脹時(shí)間為1～20s；再通過石墨卷材雙輥設(shè)備壓制成形，制得導(dǎo)熱纖維增強(qiáng)的高導(dǎo)熱石墨散熱片。

本發(fā)明的目的之二還可通過如下技術(shù)措施來實(shí)現(xiàn)：

步驟2中所述的混勻是將經(jīng)處理后的石墨粉與石墨纖維在高混分散機(jī)內(nèi)機(jī)械分散混合均勻，分散時(shí)間為30～60?min。

本發(fā)明中的導(dǎo)熱纖維增強(qiáng)的高導(dǎo)熱石墨散熱片的制備方法，采用石墨片與石墨短纖維、碳纖布、碳纖維等不僅有利于形成有效的導(dǎo)熱網(wǎng)鏈，而且還可以提高石墨散熱片的機(jī)械性能。采用石墨短纖維或者碳纖布、碳纖維等作為增強(qiáng)劑，由于石墨纖維不僅強(qiáng)度高，并且導(dǎo)熱性能好，耐腐蝕性能優(yōu)良，增強(qiáng)了柔性石墨片的強(qiáng)度，防止石墨片發(fā)生外觀質(zhì)量的改變。采用上述方案制備石墨散熱片，克服了傳統(tǒng)制備工藝中存在的力學(xué)性能低、使用壽命短，易脫落等缺陷。經(jīng)過上述處理獲得的石墨散熱片，其機(jī)械強(qiáng)度及純度大大提高，便于后續(xù)加工使用，提供了一種重量輕、高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱性能的石墨導(dǎo)熱散熱片，擴(kuò)大了石墨片的使用范圍。

附圖說明：

圖1是本發(fā)明的導(dǎo)熱纖維增強(qiáng)的高導(dǎo)熱石墨散熱片的制備方法的工藝流程圖；

圖2是本發(fā)明由石墨粉：石墨纖維＝2～1000：1質(zhì)量份配比的混合原料，經(jīng)石墨膨脹爐高溫膨脹和石墨卷材雙輥設(shè)備壓制而成的導(dǎo)熱纖維增強(qiáng)的高導(dǎo)熱散熱片的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉出較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下。