[發明專利]一種低界面熱阻的石墨膜疊層及其制備方法

在審

• 申請號: 202111541627.4
• 申請日: 2021-12-16
• 公開（公告）號: CN114214686A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 黃深榮;徐寧波;祝麗莎;付銀輝;王遠榮
• 申請（專利權）人: 成都四威高科技產業園有限公司
• 主分類號: C25D5/54
• 分類號: C25D5/54;B23K1/00;B23K1/20;C09K5/14;C25D5/12;C25D5/50
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 賈林

本發明電子導熱材料技術領域，具體公開了一種低界面熱阻的石墨膜疊層的制備方法，具體包括以下步驟：步驟S1：石墨膜表層金屬化處理；步驟S2：將表層金屬化處理后的多層石墨膜焊接；以及采用本制備方法制備的石墨疊層；本發明通過釬焊實現石墨膜之間的連接，相比膠粘和壓接有效的提高了導熱性能，使得疊層的界面熱阻更低。

技術領域

本發明涉及電子導熱材料技術領域，更具體地講，涉及一種低界面熱阻的石墨膜疊層及其制備方法。

背景技術

隨著電子行業的飛速發展，微電子系統、高集成電路和大功率電子器件將成為未來發展的一大趨勢。產生大量的熱量如果不及時傳導和散出，電子器件的性能和壽命將受極大影響。

因此，急需高導熱熱管理材料以提高散熱效率。石墨導熱膜由于其較高的性價比和成熟的生產技術，在低功耗消費電子產品中廣泛使用。

當前成熟的導熱石墨膜產品，其平面內導熱率可以達到1100W/m·K以上，但是單層石墨膜的厚度通常很薄，普遍小于100微米，導致單層石墨膜的載熱的能力不足，傳遞熱量的水平遠遠滿足不了大功率電子設備的需求。將多層石墨膜疊層加厚，是解決這一問題的有效途徑，目前采用的石墨膜疊層方法主要有膠粘劑粘接和金屬零件結構壓接兩種，然而無論是膠粘還是外部金屬結構壓接，石墨膜與石墨膜之間仍然會存在較大的界面熱阻，石墨膜疊層結構集成度不高，整體的導熱性能不佳。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種低界面熱阻的石墨膜疊層及其制備方法，通過釬焊實現石墨膜之間的連接，相比膠粘和壓接有效的提高了導熱性能，使得疊層的界面熱阻更低。

本發明解決技術問題所采用的解決方案是：

一方面，

一種低界面熱阻的石墨膜疊層的制備方法，具體包括以下步驟：

步驟S1：石墨膜表層金屬化處理；

步驟S2：將表層金屬化處理后的多層石墨膜焊接。

在一些可能的實施方式中，所述步驟S1具體包括以下步驟：

步驟S11：對石墨膜表面依次進行去油、堿蝕、酸洗活化；

步驟S12：對步驟S11處理后的石墨膜表面進行電鍍金屬層一，并使其表面產生厚度為1.5-3μm的過渡金屬層；所述金屬層一為銅層、鎳層、銀層中的任意一種。

在一些可能的實施方式中，所述步驟S1還包括：

步驟S13：在所述過渡金屬層上進行鍍金屬層二；所述金屬層二為鎳層，厚度為7-15μm；

其中，電鍍工藝采用氨基磺酸鎳電鍍工藝；具體工藝條件為PH值為4.0-4.5、電流密度為0.4-0.8A/dm²、溫度為40-50℃、時間為30min。

在一些可能的實施方式中，所述步驟S11具體包括以下步驟：

步驟S111：將石墨膜浸泡于含有濃度為20-50g/L的碳酸鈉、濃度為30-50g/L的磷酸鈉溶液中，進行化學除油去除石墨膜表面油污；其中，溫度為70-90℃，時間為30-60s；

步驟S112：除油后的石墨膜使用濃度為100-150g/L的高溫氫氧化鈉溶液進行堿蝕；其中，溫度為75-95℃，堿蝕時間為10-30s，使石墨膜表面具有親水性；

步驟S113：使用體積濃度為5-10％的稀鹽酸對石墨膜表面進行酸洗活化，酸洗時間30-60s。

在一些可能的實施方式中，所述步驟S12包括以下步驟：

步驟S121：金屬層一電鍍；