>[0127]因此，最高温度Tmax是48.7 °C (热点)，中间温度Tm是(42.7 °C +43.3 °C +42.4 V +42.1 °C )/4 = 42.6 V’ 最低温度 Tmin 是(38.40C +38.10C +38.1°C +38.0 °C )/4 = 38.2 °C，并且平均温度 Tav 是(Tm+Tmin)/2 =40.4°C。与实施例1的比较显示，在最高温度Tmax、最低温度Tmin和平均温度Tav中的任一个，比较例I的石墨片比实施例1的散热片差。
[0128]实施例2
[0129]除了将细石墨粒子与炭黑的质量比改变为87.5/12.5之外，以与在实施例1中相同的方式制备细石墨粒子、炭黑和有机粘结剂在有机溶剂中的分散体。分散体包含12.0质量％的细石墨粒子、1.71质量％的炭黑、1.37质量％的有机粘结剂、和84.92质量％的有机溶剂。使用这种分散体，以与在实施例1中相同的方式制造散热片I。这种散热片I在面内方向上具有645W/mK的热导率，并且在厚度方向上具有10W/mK的热导率。
[0130]当将这种散热片I以2cm的曲率半径弯曲至90°时，与在实施例1 一样，没有损坏出现。与在实施例1中一样，通过剪子切割的散热片I具有基本无细石墨粒子和炭黑脱离的清晰的切割表面。
[0131]图14示出了实施例1和2的散热片I中面内热导率与炭黑的浓度之间的关系。从图14清楚的是，较高的细石墨粒子百分率提供较高的热导率。
[0132]实施例3-5和比较例2
[0133]除了将细石墨粒子和炭黑的总量(100质量％)中的炭黑的量改变为O质量％ (比较例2)、10质量％ (实施例3)、20质量％ (实施例4)和25质量％ (实施例5)之外，以与在实施例1中相同的方式制造散热片，并且测量它们的厚度、密度和面内热导率。实施例
3-5和比较例2的散热片的厚度、密度和面内热导率与实施例1的那些一起在图15中示出。从图15清楚的是，实施例1和3-5的含有炭黑的散热片具有比比较例2的不含炭黑的散热片的面内热导率更高的面内热导率。
[0134]当将实施例3-5的散热片I以2cm的曲率半径弯曲至90°时，与在实施例1 一样，没有损坏出现。与在实施例1中一样，通过剪子切割的散热片I具有基本无细石墨粒子脱离的清晰的切割表面。另一方面，比较例2的散热片I因以上弯曲测试而损坏，并且在借助剪子的切割测试中细石墨粒子极大程度地从切割表面脱离。
[0135]实施例6和7
[0136]将在实施例1和2中制造的细石墨粒子和炭黑的复合材料片21在_5°C冷冻30分钟，并且之后在与实施例1中相同的条件下按压。测量得到的散热片的面内热导率。结果在图14中示出。如从图14清楚的，在冷冻处理之后按压的实施例6的散热片具有比实施例I的散热片的热导率更高的热导率。
[0137]当将实施例6和7的散热片I以2cm的曲率半径弯曲至90°时，与在实施例1 一样，没有损坏出现。与在实施例1中一样，通过剪子切割的散热片I具有基本无细石墨粒子脱离的清晰的切割表面。
[0138]实施例8-10
[0139]除了使用具有大至85nm的平均初级粒径的炭黑并且将炭黑相对于细石墨粒子和炭黑的总量(100质量％ )的量分别改变为10质量％ (实施例9)、15质量％ (实施例8)、和20质量％ (实施例10)之外，以与在实施例1中相同的方式制造散热片，并且测量它们的热导率。结果与实施例1和2和比较例2的那些一起在图16中示出。从图16清楚的是，较大的平均初级粒径使得散热片具有较低的面内热导率，并且较高浓度的炭黑使得散热片具有较高的面内热导率。
[0140]当将实施例8-10的散热片I以2cm的曲率半径弯曲至90°时，与在实施例1 一样，没有损坏出现。与在实施例1中一样，通过剪子切割的散热片I具有基本无细石墨粒子脱离的清晰的切割表面。
[0141]实施例11和12
[0142]除了在烧制之后将含树脂复合材料片20从电炉中取出并且放置在空气中冷却之夕卜，以与在实施例1中相同的方式制造散热片I并且测量它们的热导率。结果在图14中示出。从图14清楚的是，实施例11和12的在烧制之后从炉中取出并且之后放置冷却的散热片I具有比实施例1和2的在烧制之后在炉中逐渐冷却的散热片I的热导率低的热导率，同时满足570W/mK以上的要求，即使它们具有相同的组成。
[0143]当将实施例11和12的散热片I以2cm的曲率半径弯曲至90°时，与在实施例1一样，没有损坏出现。与在实施例1中一样，通过剪子切割的散热片I具有基本无细石墨粒子脱离的清晰的切割表面。
[0144]发明效果
[0145]因为本发明的散热片具有在其中炭黑均匀地分散在细石墨粒子之间的结构，细石墨粒子与炭黑的质量比是75/25至95/5，并且所述散热片具有1.9g/cm3以上的密度，其具有高达570W/mK以上的面内热导率。此外，因为细炭黑均匀地分散在细石墨粒子之间，本发明的散热片具有均匀的热导率以及足够的用于处理的机械性能。这种均匀的、高密度散热片是通过下列方式获得的:将少量的包含细石墨粒子、炭黑和有机粘结剂的分散体多次地涂覆以形成包含均匀分散的细石墨粒子和炭黑的含树脂复合材料片，烧制含树脂复合材料片以移除有机粘结剂，并且之后对其按压以使其致密化。
[0146]因为本发明的散热片是通过涂覆、烧制和按压包含细石墨粒子和炭黑的相对廉价的材料的低成本工艺制造的，有利地，其是廉价的，具有高达570W/mK以上的面内热导率和足够的用于处理的机械性能。具有这种特征的本发明的散热片适用于小型电子设备如笔记本型个人计算机、智能电话、移动电话等。
【主权项】
1.一种散热片，所述散热片具有其中炭黑均匀地分散在细石墨粒子之间的结构，细石墨粒子与炭黑的质量比是75/25至95/5 ;并且所述散热片通过烧制并且按压细石墨粒子、炭黑和有机粘结剂的复合材料片而获得，从而所述散热片具有1.9g/cm3以上的密度和570ff/mK以上的面内热导率。2.根据权利要求1所述的散热片，所述散热片具有25-150μ m的厚度。3.根据权利要求1所述的散热片，其中所述细石墨粒子具有3-150μm的平均直径和200nm以上的平均厚度。4.根据权利要求1-3中任一项所述的散热片，所述散热片涂布有绝缘树脂层或绝缘塑料膜。5.一种用于制造根据权利要求1所述的散热片的方法，所述方法包括下列步骤:(I)制备在有机溶剂中包含总计5-25质量％的细石墨粒子和炭黑以及0.05-2.5质量％的有机粘结剂的分散体，所述细石墨粒子与所述炭黑的质量比是75/25至95/5 ; (2)多次重复将所述分散体涂覆至支撑板的表面并且之后将其干燥的循环，以形成包含所述细石墨粒子、所述炭黑和所述有机粘结剂的含树脂复合材料片；(3)烧制所述含树脂复合材料片以移除所述有机粘结剂；以及(4)按压得到的细石墨粒子和炭黑的复合材料片以使其致密化。6.根据权利要求5所述的用于制造散热片的方法，其中所述有机粘结剂相对于所述细石墨粒子和所述炭黑的总量的质量比是0.01-0.5。7.根据权利要求5所述的用于制造散热片的方法，其中通过一次操作涂覆的所述分散体的量是5-15g/m2(由每Im2的细石墨粒子和炭黑的总重量表示)。8.根据权利要求5所述的用于制造散热片的方法，其中所述有机粘结剂是丙烯酸类树月旨、聚苯乙烯树脂或聚乙烯醇。9.根据权利要求5所述的用于制造散热片的方法，其中所述有机溶剂是选自由酮、芳族烃和醇组成的组中的至少一种。10.根据权利要求5所述的用于制造散热片的方法，其中通过喷涂法涂覆所述分散体。11.根据权利要求5所述的用于制造散热片的方法，其中在550-700°C的温度下进行所述烧制步骤。12.根据权利要求5所述的用于制造散热片的方法，其中在烧制之后逐渐进行I小时以上的冷却直至室温。13.根据权利要求5所述的用于制造散热片的方法，其中在20MPa以上的压力下进行所述按压步骤。14.根据权利要求5所述的用于制造散热片的方法，其中将所述含树脂复合材料片在被模板装置中的一对平面模板夹在中间的状态下按压。15.根据权利要求5所述的用于制造散热片的方法，其中将所述细石墨粒子和炭黑的复合材料片冷却至等于或低于水的凝固点的温度，并且之后按压。16.根据权利要求5所述的用于制造散热片的方法，其中在室温至200°C的温度下进行所述按压步骤。17.根据权利要求5-16中任一项所述的用于制造散热片的方法，其中所述模板装置包括下模板和上模板；并且其中使用所述下模板作为所述支撑板，在所述下模板的腔中形成所述含树脂复合材料片，在不从所述下模板剥离的情况下烧制所述含树脂复合材料片，并 且之后用与所述上模板组合的所述下模板按压所述含树脂复合材料片。
【专利摘要】本发明提供具有高热导率的散热片及其制造方法。一种具有1.9g/cm3以上的密度和570W/mK以上的面内热导率的散热片，其包含均匀地分散在细石墨粒子之间的炭黑，细石墨粒子与炭黑的质量比是75/25至95/5，所述散热片是通过下列方式获得的：多次重复将细石墨粒子、炭黑和有机粘结剂在有机溶剂中的分散体涂覆至支撑板的表面并且之后将其干燥的循环，以形成含树脂复合材料片；烧制含树脂复合材料片以移除有机粘结剂；以及按压得到的细石墨粒子和炭黑的复合材料片以使其致密化。
【IPC分类】C09K5/14, H05K7/20, H01L23/373
【公开号】CN104902729
【申请号】CN201510015099
【发明人】加川清二
【申请人】加川清二
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年1月12日
【公告号】EP2916352A2, EP2916352A3, US20150257251