一种包边石墨烯导热垫片的制作方法

1.本技术涉及电子产品散热器件的领域，尤其是涉及一种包边石墨烯导热垫片。


背景技术：

2.随着5g时代的到来，电子芯片工作频率不断升高，电子产品逐步向轻量化、高集成化方向发展，导致设备的发热量大幅上升。电子产品工作时产生的热量若不及时传导出去会极大影响电子元器件的工作状态，严重时会造成电子器件寿命降低甚至失效，产生严重的质量问题。为了解决电子产品的散热问题，热界面材料应运而生。
3.热界面材料是用于涂覆在散热器件与发热器件之间，降低它们之间接触热阻所使用的材料的总称。传统的热界面材料主要有石墨膜、石墨烯膜、硅脂、硅胶、相变化金属片、导热胶以及丙烯酸树脂等。导热垫片作为热界面材料的一种应用形式，因其具有较高的可压缩性、柔软且兼具弹性、可以提供多种厚度及尺寸选择等特性，在电子器件导热材料的选择中备受青睐。石墨烯作为一种具有优良导热性能的热界面材料，是制备导热垫片的理想材料之一。
4.以石墨烯膜等碳材料为基材制备的导热垫片，多采用叠层后切片的工艺，石墨烯导热垫片在裁切的过程中，侧边会存在因裁切受损出现掉粉的现象，这种粉体具有良好的导电性，如果掉在电路板上容易引起短路，造成电子产品损坏。


技术实现要素：

5.为了改善以石墨烯等碳材料为基材制备的导热垫片侧边的掉粉问题，本技术提供一种包边石墨烯导热垫片。
6.本技术提供的一种包边石墨烯导热垫片采用如下的技术方案：
7.一种包边石墨烯导热垫片，包括石墨烯导热垫片以及设置于石墨烯导热垫片四周位置的包边层，所述包边层包括位于石墨烯导热垫片四周侧边的包边部、以及从所述包边部延伸至石墨烯导热垫片上下两面的延伸部。
8.通过采用上述技术方案，本技术中，在石墨烯导热垫片的四周设置一层包边层，通过包边层将石墨烯导热垫片的四周包裹，避免石墨烯导热垫片侧边的粉体掉落到电子器件上造成电子产品短路损坏。包边层包括包边部和延伸部，包边部位于石墨烯导热垫片的侧边位置，通过包边部将石墨烯导热垫片的侧边包裹封住，防止粉体掉落；延伸部从包边部延伸至石墨烯导热垫片上下两面，通过延伸部提高包边层与石墨烯导热垫片之间的连接稳定性。
9.可选的，所述石墨烯导热垫片包括多层依次叠加的石墨烯膜，相邻所述石墨烯膜间设置有粘接剂。
10.通过采用上述技术方案，石墨烯导热垫片由多层石墨烯膜依次堆叠而成，相邻两层石墨烯膜之间通过粘接剂层粘接。通过石墨烯膜叠层可以制备指定尺寸大小的石墨烯导热垫片。
11.可选的，所述石墨烯导热垫片上沿石墨烯膜叠层方向贯穿开设有通孔，所述通孔内穿设有碳纤维丝。
12.通过采用上述技术方案，石墨烯具有优异的导热性能，但是石墨烯膜的热传导性具有各向异性，其在石墨烯膜层间方向上热传导率高，导热效果好；在石墨烯膜层间方向上热传导率低，导热效果差。所以通过在石墨烯导热垫片沿石墨烯膜叠层方向开设通孔后在孔内穿设碳纤维丝，碳纤维丝具有优异的导热性能，通过碳纤维丝提高石墨烯导热垫片在石墨烯膜层间方向上的热导率，进一步提高石墨烯导热垫片的整体热传导性能。
13.可选的，所述碳纤维丝上裹覆有粘接剂，所述粘接剂粘接于通孔内壁。
14.通过采用上述技术方案，碳纤维丝通过粘接剂固定在石墨烯导热垫片上。在穿设碳纤维丝之前，将碳纤维丝浸润在粘接剂中，使得碳纤维丝表面裹覆一层粘接剂，然后将碳纤维丝穿入通孔中，粘接剂固化后将碳纤维丝固定在通孔内部，实现稳定的层间导热作用。
15.可选的，所述通孔在石墨烯导热垫片上均匀间隔设置有多个。
16.通过采用上述技术方案，石墨烯导热垫片上设置的碳纤维丝的数量会直接影响石墨烯导热垫片在石墨烯膜层间方向的热传导性能。通过在石墨烯导热垫片上设置多个通孔并穿设碳纤维丝，可以提升石墨烯导热垫片在石墨烯膜层间方向上的热导率。进一步，通孔均匀间隔设置，可以提高在石墨烯膜层间方向的导热均匀性。
17.可选的，相邻两所述石墨烯膜层间粘接剂的厚度为10-100μm。
18.通过采用上述技术方案，粘接剂主要起到粘接相邻两层石墨烯膜的作用，避免石墨烯导热垫片分层散开。粘接剂厚度超过100μm后，粘接剂过厚影响石墨烯导热垫片层间方向的导热效果；粘接剂厚度低于10μm，粘接剂过薄不能起到较好的粘接效果，石墨烯膜易分层散开。
19.可选的，所述包边部的厚度为20-200μm。
20.通过采用上述技术方案，包边部的厚度会影响包边层防掉粉效果的同时还会影响石墨烯导热垫片的热传导性能。具体而言，当当包边部的厚度小于20μm时，包边部过薄不能将侧边完全包裹，仍然存在掉粉的风险；包边部的厚度超过200μm时，包边部过厚，影响石墨烯导热垫片整体的热传导性能。
21.可选的，所述延伸部的厚度为20-100μm，所述延伸部的延伸宽度为50-500μm。
22.通过采用上述技术方案，延伸部起到将包边层进一步固定在石墨烯导热垫片上的作用，延伸部的厚度和延伸宽度在影响包边层在石墨烯导热垫片上的附着强度的同时也会影响包边石墨烯导热垫片的热传导性能。具体而言，当延伸部的厚度小于20μm和/或延伸宽度小于50μm时，延伸部向石墨烯导热垫片上下两面延伸的幅度过小，导致包边层与石墨烯导热垫片之间的粘接力较小而稳定；延伸部的厚度大于100μm和/或延伸部的延伸宽度超过500μm时，延伸部在石墨烯导热垫片的上下两面延伸范围过大，包边层在石墨烯导热垫片上附着比较稳固，但是会使石墨烯导热垫片的热传导性能降低。
23.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：
24.1.本技术中，通过在石墨烯导热垫片四周边缘设置一层包边层，通过包边层将石墨烯导热垫片的四周侧边包裹住，避免了石墨烯导热垫片侧边掉粉，进而改善了因石墨烯导热垫片侧边掉粉而引起的电子器件短路损坏的问题；
25.2.本技术中，在石墨烯导热垫片上沿石墨烯膜叠层方向设置碳纤维丝，通过碳纤
维丝提高石墨烯导热垫片在石墨烯膜层间方向上的热导率，进而提升包边石墨烯导热垫片的整个体热传导性能。
附图说明
26.图1是本技术实施例一种包边石墨烯导热垫片的整体结构示意图。
27.图2是图1的剖视图。
28.图3是图2中a部分的放大示意图，主要用于表示包边层的结构。
29.图4是图1中石墨烯导热垫片的结构示意图。
30.图5是图4中b部分的放大示意图，主要用于表示石墨烯导热垫片的叠层结构。
31.附图标记说明：1、石墨烯导热垫片；11、石墨烯膜；12、粘接剂；13、碳纤维丝；2、包边层；21、包边部；22、延伸部。
具体实施方式
32.以下结合附图1-5对本技术作进一步详细说明。
33.本技术实施例公开一种包边石墨烯导热垫片。
34.参照图1，包边石墨烯导热垫片包括石墨烯导热垫片1、以及位于石墨烯导热垫片1四周边缘位置的包边层2。本实施例中，包边层2为胶体，通过精密点胶机涂覆在石墨烯导热垫片1的四周边缘位置，胶体固化后粘接在石墨烯导热垫片1上形成包边层2。通过包边层2将石墨烯导热垫片1的四周包裹进而防止石墨烯导热垫片1掉粉。本实施例中，胶体可以是丙烯酸树脂、环氧树脂、硅橡胶或聚氨酯等。
35.参照图2、图3，包边层2包括包边部21和延伸部22，包边部21的胶体粘接在石墨烯导热垫片1四周侧边上，延伸部22从包边部21延伸至石墨烯导热垫片1上下两面。包边部21粘接在石墨烯导热垫片1的侧边主要起到包覆的作用，将石墨烯导热垫片1的侧边包裹以防止掉粉；延伸部22在点胶时从包边部21延伸到石墨烯导热垫片1的上下两面，通过延伸部22可以增加包边层2与石墨烯导热垫片1的粘接面积，起到增强包边层2与石墨烯导热带你片连接稳定性的作用。
36.包边层2在包裹石墨烯导热垫品四周以防止掉粉的同时，也会影响石墨烯导热垫片1的热传导性能和力学性能。在一些优选的实施例中，包边部21的厚度可以为20-200μm，延伸部22的厚度可以为20-100μm，延伸部22在石墨烯导热垫片1上下两面延伸的宽度可以为50-500μm。需要说明的是，上述所说的“包边部21的厚度”、“延伸部22厚度”以及“延伸部22的延伸宽度”依次为图3中所示的标注a、b、c。
37.参照图4、图5，石墨烯导热垫片1包括多层依次叠加的石墨烯膜11，相邻石墨烯膜11通过粘接剂12粘附连接。所有的石墨烯膜11叠层完成后，沿石墨烯膜11叠层方向贯穿开设有通孔，通孔中穿设有碳纤维丝13，碳纤维丝13通过粘接剂12粘接在通孔的侧壁上，粘接剂12在碳纤维丝13穿设之前通过浸润的方式裹覆在碳纤维丝13上。其中，相邻石墨烯膜11层间粘附的粘接剂12的厚度会影响石墨烯膜11的热传导性能。在一些优选的实施例中，粘接剂12的厚度可以为10-100μm。
38.需要说明的是，本技术实施例中提供的包边石墨烯导热垫片，其形状可以为方形，也可以为圆形或者其它不规则形状，具体可根据需要散热的器件的外形及需求进行匹配。
此外，包边石墨烯导热垫片的厚度和大小尺寸也可根据需求进行调整。
39.本技术实施例一种包边石墨烯导热垫片的实施原理为：本技术中，通过多层石墨烯膜11依次叠层至指定高度得到石墨烯导热垫片1，沿石墨烯膜11叠层方向上穿设碳纤维丝13以提高包边石墨烯导热垫片的热传导性能。在石墨烯导热垫片1的四周边缘位置包覆一层胶体包边层2得到包边石墨烯导热垫片，通过包边层2将石墨烯导热垫片1四周包裹，防止石墨烯导热垫片1四周边缘位置掉粉而引起电子器件短路损坏。
40.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。