[發明專利]具有高熱導率的散熱片及其制造方法

有效

• 申請號: 201510015099.7
• 申請日: 2015-01-12
• 公開（公告）號: CN104902729B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 加川清二
• 申請（專利權）人: 加川清二
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20;H01L23/373;C09K5/14
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 牛海軍

本發明提供具有高熱導率的散熱片及其制造方法。一種具有1.9g/cm³以上的密度和570W/mK以上的面內熱導率的散熱片，其包含均勻地分散在細石墨粒子之間的炭黑，細石墨粒子與炭黑的質量比是75/25至95/5，所述散熱片是通過下列方式獲得的：多次重復將細石墨粒子、炭黑和有機粘結劑在有機溶劑中的分散體涂覆至支撐板的表面并且之后將其干燥的循環，以形成含樹脂復合材料片；燒制含樹脂復合材料片以移除有機粘結劑；以及按壓得到的細石墨粒子和炭黑的復合材料片以使其致密化。

發明領域

本發明涉及具有高熱導率的散熱片，及其制造方法，所述散熱片用于有效地使由小型電子設備如筆記本型個人計算機、智能電話、移動電話等中的電子部件等產生的熱量散逸。

發明背景

在已經具有越來越高的性能和越來越多的功能的小型電子設備如筆記本型個人計算機、智能電話、移動電話等中，應該密集地安裝電子器件如微處理器、成像芯片、存儲器等。因此，為了防止因由它們產生的熱量而引起的故障，由此類電子器件產生的熱量的散逸已經變得越來越重要。

作為用于電子器件的散熱片，JP 2006-306068 A公開了一種導熱片，其至少包含石墨膜和粘結劑樹脂組合物，即反應可固化乙烯基聚合物。石墨膜是(a)通過膨脹法形成的膨脹石墨，或者(b)通過在2400℃以上的溫度下熱處理聚酰亞胺膜等獲得的。膨脹石墨膜是通過下列方式獲得的：將石墨浸漬在酸如硫酸等中以形成石墨夾層化合物，熱處理石墨夾層化合物以使其發泡，從而將石墨層分離，洗滌得到的石墨粉末以移除酸，并且輥軋得到的薄膜石墨粉末。然而，膨脹石墨膜強度不足。此外，盡管熱量散逸高，不利地，通過聚酰亞胺膜等的熱處理獲得的石墨膜昂貴。

JP 2012-211259 A公開了一種包含石墨塊的導熱片，其包含多個通過將熱分解的石墨片薄切獲得的第一石墨塊，以及小于第一石墨塊的寬度的第二石墨塊，至少第一石墨塊連接導熱片的兩個表面。這種導熱片是通過下列方式獲得的：例如，使第一和第二石墨塊與丙烯酸類聚合物和溶劑的混合物共混，并且將得到的共混物擠出。然而，因為樹脂的高體積分數，被擠出的導熱片不具有足夠的熱量散逸。

JP 2006-86271 A公開了一種厚達50-150μm的散熱片，所述散熱片包含通過具有-50℃至+50℃的玻璃化轉變溫度的有機粘結劑如非晶形共聚酯粘結的石墨，石墨/有機粘結劑的質量比是66.7/33.3至95/5。這種散熱片是通過下列方式制造的：將在有機溶劑中的石墨和有機粘結劑的漿液涂覆至涂有脫模劑的膜的脫模層側，通過熱空氣將漿液干燥以移除有機溶劑，并且之后以例如30kg/cm²對其按壓。JP 2006-86271 A描述了石墨/有機粘結劑片的按壓改善了其熱導率。在JP 2006-86271 A中，通過一次操作涂覆石墨和有機粘結劑在有機溶劑中的漿液。然而，已經發現，通過一次操作涂覆全部漿液使得石墨非均勻分布。此外，因為在實施例中石墨與有機粘結劑的質量比不是如此高(在實施例1中為80/20，并且在實施例2中為89/11)，未表現出石墨中固有的足夠高的熱導率。

JP 11-1621 A公開了包含高度取向的石墨薄片和在壓力下聚合的粘結劑聚合物的用于散熱器的高熱導率、固體復合材料。這種固體復合材料是通過下列方式制造的：將石墨薄片與熱固性單體如環氧樹脂混合以制備包含至少40體積％的石墨的組合物，并且在足夠的壓力下壓縮組合物的同時使單體聚合以使石墨基本平行地排列。JP 11-1621A描述了復合材料中石墨的體積分數優選為55-85％，盡管其可以為40％至95％。然而，在以95％的高濃度含有石墨薄片的環氧樹脂中，石墨薄片的分布是非均勻的。因此，JP 11-1621 A僅描述了在60％的石墨薄片體積分數的實驗結果。