的密度达到1.6?1.8g/cm3，甚至更高，两面的石墨已有金属的光质(泽)，导热系数达到顶峰，热扩散系数也已十分稳定。此时对压延有着极高的要求，厚度的公差是I μ m，压延的滚筒是不绣钢材质，压力是200000kg。因厚度的有效控制使粗化的铜颗粒无影响，而石墨的密度可达到1.8g/cm3左右。
[0026]如图1和图2所示，本实施例的一种天然石墨/铜复合散热片的制备方法制备得到的天然石墨/铜复合散热片，它包括铜箔层I和位于铜箔层I上下两面的石墨层2 ;所述铜箔层I包括铜基材11和位于铜基材上下两面的粗化层12 ;所述粗化层12的表面均匀分布有瘤状铜颗粒结构13 ;所述粗化层12通过瘤状铜颗粒结构13与石墨层2互相咬合；所述天然石墨/铜复合散热片的厚度为28 μπι?2100 μπι ;所述铜箔层I的厚度为8 μπι?100 μπι;所述瘤状铜颗粒结构13的最大长度小于8 μπι ;所述粗化层12的表面积为铜基材11的3?8倍；所述石墨层2厚度为10 μ m?1000 μ m。
[0027]本实施例的铜箔层上的瘤状铜颗粒结构，不仅能增加表面积，还能使铜与石墨与铜的附着更加紧密，为了防止瘤状铜颗粒与铜基材分离，在粗化后的铜表面还要做固化处理，铜基材经粗化及固化处理后，其表面凹凸不平，表面积极大，而且颗粒分布散乱，瘤状物形状各不相同这样处理除了表面紧固更能增加接触面的抗拉力，可因瘤状物的抓力使石墨不脱落且抗刮及抗弯折
[0028]本实施例所述的石墨层为膨化蠕虫石墨平铺在铜箔层后压制而成；膨化后的絮状蠕虫形石墨，平铺在铜基材表面，经过几次的滚压，慢慢的絮状石墨颗粒被压进铜表面的瘤状物间，压进瘤状物间空隙的石墨因挤压变的非常致密，直至与铜的咬合力大于石墨层与石墨层之间的咬合力，从而增加了石墨层与铜基材之间的附着力。
[0029]本实施例所述的阶段式压延的模式是根据石墨层从石墨蠕虫状态下转变成高密度状态，因各种不同的密度要求及厚度要求，来施加以不同的滚压压力，压缩比及滚压次数。
[0030]本实施例所述的天然石墨/铜复合散热片在不同需求可任意调整厚度，在工艺许可范围内任意调整，以达不同的应用方面的要求；以石墨层/铜箔层/石墨层为一个单位层数在不同需求可任意调整厚度，在工艺许可范围内调整为最多10层，以达不同的应用方面的要求。
[0031]本实施例中在铜箔层上分布的瘤状铜颗粒结构在Z轴方向进入石墨层内，利用铜的各向导热系数相同的特性，在铜瘤状物进入了石墨层后，不仅加强石墨与铜的附着力不易脱落，更因铜的加入，靠铜的Z向导热特性弥补了石墨层Z向导热特性不佳的缺点，使整个复合散热片的Z向导热因铜的加入而提高。
[0032]本实施例的天然石墨/铜复合散热片，导热系数为500W/m.K?1200W/m.K，热扩散系数为230mm2/s?900mm2/s ;因复合散热片中铜材的加入，可在设备组装中以金属螺栓固定且与地线端相连，并因铜的导电特性构成接地回路，且散热片覆盖住设备的芯片上，直接盖住最易被干扰的芯片，构成最佳的电磁屏敝效果防高频干扰能力为60?80db (1MHz?IGHz);因铜基材的加入，其X-Y方向(水平方向)的拉伸断裂值为10Kgf/mm2?200Kgf/mm2，是目前同等厚度石墨片的100倍，是目前同等厚度人工石墨片的10倍；不论复合片厚度为多少，其可弯折角度为180度，可弯折次数为100次，而不会使天然石墨/铜复合散热片断裂而导致散热效能降低，这是单一石墨散热片无法承受大于90度弯曲及无法承受多次弯曲所无法比拟的。
[0033]上述实施例不应以任何方式限制本发明，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种天然石墨/铜复合散热片，其特征在于:它包括铜箔层和位于铜箔层上下两面的石墨层；所述铜箔层包括铜基材和位于铜基材上下两面的粗化层；所述粗化层的表面均匀分布有瘤状铜颗粒结构；所述粗化层通过瘤状铜颗粒结构与石墨层互相咬合。2.根据权利要求1所述的一种天然石墨/铜复合散热片，其特征在于:所述铜基材、粗化层和瘤状铜颗粒结构为一体化结构。3.根据权利要求1所述的一种天然石墨/铜复合散热片，其特征在于:所述天然石墨/铜复合散热片的厚度为28 μ m?2100 μ m ;所述铜箔层的厚度为8 μ m?100 μ m ;所述瘤状铜颗粒结构的最大长度小于8 μπι;所述粗化层的表面积为铜基材的3?8倍；所述石墨层厚度为10 μ m?1000 μ m。4.根据权利要求1所述的一种天然石墨/铜复合散热片，其特征在于:所述天然石墨/铜复合散热片以石墨层/铜箔层/石墨层为一个单位层，可形成最多10个单位层复合的结构。5.根据权利要求1所述的一种天然石墨/铜复合散热片，其特征在于:所述铜箔层为卷状铜箔；所述石墨层为膨化蠕虫石墨平铺在铜箔层后压制而成。6.如权利要求1所述的一种天然石墨/铜复合散热片的制备方法，其特征在于:制备方法具体是按以下步骤进行的: 一、对铜箔表面进行预处理，除去铜箔表面的污染和氧化层； 二、对步骤一处理得到的铜箔进行粗化处理和固化处理，使在铜箔表面形成均匀分布有瘤状铜颗粒结构的粗化层； 三、将膨化蠕虫石墨均匀的堆积并平铺在经步骤二处理得到的铜箔上；然后，经阶段式压延，即得到天然石墨/铜复合散热片。7.根据权利要求6所述的一种天然石墨/铜复合散热片的制备方法，其特征在于:所述步骤一中的预处理的方法，具体为:对铜箔依次进行酸洗、水洗、碱洗、水洗和烘干；所述酸洗采用的是浓度为0.5%以下的稀硫酸；所述碱洗采用的是浓度为2?5%的NaOH水溶液。8.根据权利要求6所述的一种天然石墨/铜复合散热片的制备方法，其特征在于:所述步骤二的处理方法具体为:粗化处理:步骤一得到的铜箔在电镀液中电镀双面，表面形成一层瘤状铜颗粒结构，然后多次进行上步骤，使瘤状铜颗粒结构的最大长度小于8 μπι，得到粗化层，然后再进行固化处理，在粗化层的表面镀一层厚度为0.1?0.5 μπι的薄铜；瘤状铜颗粒结构的间隙中沉积一层致密的金属铜，以提高粗化层和铜箔基体的粘结强度；固化后，进行清洗和烘干处理，然后，对铜箔进行收卷。9.根据权利要求6所述的一种天然石墨/铜复合散热片的制备方法，其特征在于:所述步骤三的膨化蠕虫石墨的制备方法:将可膨化的石墨颗粒加温到850?1040°C后，膨化为蠕虫石墨，然后经2?7次悬浮分离后，得到纯度为99%以上的膨化蠕虫石墨；其中，蠕虫石墨的体积为石墨颗粒的体积的60?100倍。10.根据权利要求6所述的一种天然石墨/铜复合散热片的制备方法，其特征在于:所述步骤三具体操作方法为:将膨化蠕虫石墨堆积在经步骤二处理得到的铜箔上，然后整平，得到初始密度均匀的厚度一致的膨化蠕虫石墨层，然后，进行第一次压延，压力为500?2000kg，使膨化蠕虫石墨填充并挤压到瘤状铜颗粒结构的间隙中；进行第二次压延，压力为3000?6000kg，使膨化蠕虫石墨层的密度提高到0.4?0.5g/cm3;第三次压延，压力为8000?20000kg，使膨化蠕虫石墨层的密度提高到0.8?lg/cm3;第四次压延，压力为40000?70000kg，使膨化婦虫石墨层的密度提高到1.2?1.4g/cm3，此时膨化婦虫石墨层已经转变成膜的状态；第五次压延，压力为90000?200000kg，使膨化蠕虫石墨层的密度提高到1.6?1.8g/cm3，此时石墨有金属光泽。
【专利摘要】一种天然石墨/铜复合散热片及其制备方法涉及电子产品的发热组件的散热及电磁屏蔽领域。一种天然石墨/铜复合散热片，包括铜箔层和位于铜箔层上下两面的石墨层；铜箔层包括铜基材和位于铜基材上下两面的粗化层；粗化层的表面均匀分布有瘤状铜颗粒结构；粗化层通过瘤状铜颗粒结构与石墨层互相咬合。一种天然石墨/铜复合散热片的制备方法，具体为：对铜箔表面进行预处理；对铜箔进行粗化处理和固化处理；将膨化蠕虫石墨均匀的堆积并平铺在铜箔上；然后阶段式压延，即得到天然石墨/铜复合散热片。本发明的散热片的导热性能优良，具有优良的电磁屏蔽效果，抗拉伸，可弯折180度，铜箔和石墨的界面热阻更小，提高了导热性能。
【IPC分类】B32B9/04, B32B15/04, H05K7/20, H05K9/00
【公开号】CN105101758
【申请号】CN201510581993
【发明人】刘宝兵
【申请人】昆山奇华印刷科技有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月14日