一种人工石墨/铜的复合材料散热片及其制备方法

文档序号:9900800阅读:774来源:国知局
一种人工石墨/铜的复合材料散热片及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子产品中发热组件的散热及电磁屏蔽领域,特别是涉及一种人工石墨/铜的复合材料散热片及其制备方法。
【背景技术】
[0002]现有技术中,随着研发的手机、平板计算机、或笔记本计算机及电视的需求量及显示屏使用量增加,显示屏高亮度的需求使发光二极管使用量增加,为提高各种电子产品的运行速度,目前各种电子产品中CPU因高速运行会散发出大量的热,也加大了设备的发热量,同时电池电量消耗增加,电池容量也跟着提高,使得显示器设备因耗能加大而发热更多,如不能有效控制发热,高温不仅使CPU运转出问题或丧失功能,也会使发热设备使用寿命缩短。同时现今显示器设备功能增多,使用零件也多样化,数量多而体积更小,显示设备的可用空间越感不足,各组件的距离更近,容易发生干扰。当天然石墨因厚度及导热率不高的问题,及人工石墨因柔軟度不高的可折断性,使其丧失本来固有的x、Y轴导热性。
[0003]目前市场上散热材料的人工石墨厚度以25微米为主导,40微米有量产但导热系数不佳,70微米的可量产性不高,更多的热量需要解决,我们就要把热量从发热组件“Α”点传至其它点散发,使发热组件“Α”的本体温度大幅度降低。因此需要更高导热系数和更大界面的导热载体。

【发明内容】

[0004]本发明主要解决的技术问题是提供一种人工石墨/铜的复合材料散热片,即是很好的导热载体,导热效果好,也具有很强的电磁屏蔽功能。
[0005]为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种人工石墨/铜的复合材料散热片,包括:散热片以一层人工石墨层+铜箔层+人工石墨层复合滚压而成为一单元散热层,所述散热片可为单独一单元散热层,或是可为多个单元散热层叠加而成,每层的散热片包括铜箔层和分布在铜箔层上下面的人工石墨层,所述人工石墨层通过导电胶均匀的贴附分布在铜箔层的上下面,所述多个单元散热层之间通过导电胶叠加而成。
[0006]在本发明一个较佳实施例中,所述人工石墨为高纯度石墨,其纯度在99.6%?99.9%,所述人工石墨层由聚酰亚氨薄片經2500至2800度燒結而成,所述人工石墨层厚度在滚压叠加后为5微米?80微米。
[0007]在本发明一个较佳实施例中,所述人工石墨片与铜的复合材料总厚度在20微米?2100微米;所述铜箔层厚度为8微米?150微米;所述导电胶厚度为5微米?10uM微米。
[0008]在本发明一个较佳实施例中,所述铜箔层的外形为卷状铜箔,所述铜箔层与人工石墨层通过多次连续滚压而成。
[0009]在本发明一个较佳实施例中,所述一铜箔层+导电胶或一人工石墨层+导电胶为一复合层,最多可叠加的复合层数为十层,最终叠加后的散热片其上下面最外层为人工石墨层。
[0010]为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案还提供一种人工石墨/铜的复合材料散热片的制备方法,包括如下步骤:
第一步,铜箔层的双表面处理,铜箔层贴合导电胶之前进行预处理,用碱性除油剂除油并且酸洗处理;
第二步,将5微米至80微米的聚酰亚氨薄片与天然石墨堆叠,经石墨化炉以2600至2800度烧制而成的人工石墨单片;
第三步,将烧制好的人工石墨单片以轻压滚筒方式滚压导电胶,再以多段滚压机滚压成人工石墨+导电胶+铜+导电胶+人工石墨的复合卷材;
第四步,多层复合机将已复合单层的人工石墨层+导电胶+铜箔层+导电胶+人工石墨层的复合为一层,可多层继续叠加,多层叠加后的厚度及层数增加,导热能力及电磁屏蔽能力也增加。
[0011 ] 进一步说,所述碱性除油剂为NaOH;所述酸洗处理采用0.5%以下的稀硫酸;所述步骤一中对铜箔层清洗顺序为:酸洗,水洗,再酸洗,再水洗,最好烘干;所述步骤四中多层叠加方式为人工石墨层+导电胶+铜层+导电胶+人工石墨层+导电胶+铜箔层+导电胶+人工石墨层+导电胶+铜层+导电胶+人工石墨层的方式叠加,一铜箔层+导电胶或一人工石墨层+导电胶为一层,最多可叠加复合层数为十层,最终叠加后的散热片其上下面最外层为人工石墨层。
[0012]本发明的有益效果是:本发明除了其散热效果佳,更有极佳的电磁屏蔽功能,对元器件间的互扰问题能利用本发明的散热可得到好的控制,本发明除可控制发热组件的温度,并可使易受干扰的元器件受到电磁屏蔽保护,让3C电子产品能有更稳定的运行特性及更长的寿命,其导热系数高达1000?1500 W/M.K,热扩散系数高达230mm2/S?900 mm2/S,因铜箔的加入,对于电磁屏敝比单一石墨材更优,防高屏干扰能力为60?80分贝(1MHz?IGHz),也因铜箔的加入,使人工石墨层易弯折断裂及抗拉力不佳得到改善,且铜箔基材加入结构,也改善了单一人工石墨层无可塑性的缺点。
【附图说明】
[0013]图1是本发明人工石墨/铜的复合材料散热片单一散热层的结构示意图;
图2是本发明人工石墨/铜的复合材料散热片多层散热层的结构示意图;
图3是本发明人工石墨/铜的复合材料散热片的制备方法中步骤一的流程图;
图4是本发明人工石墨/铜的复合材料散热片的制备方法中步骤三的加工工艺示意图; 图5是本发明人工石墨/铜的复合材料散热片的导热趋向图;
附图中各部件的标记如下:1、人工石墨层;2、铜箔层;3、导电胶。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0015]请参阅图1和图2,本发明实施例包括:一种人工石墨/铜的复合材料散热片,包括:散热片以一层人工石墨层1+铜箔层2+人工石墨层I复合滚压而成为一单元散热层,所述散热片可为单独一单元散热层,或是可为多个单元散热层叠加而成,每层的散热片包括铜箔层2和分布在铜箔层2上下面的人工石墨层I,所述人工石墨层I通过导电胶3均匀的贴附分布在铜箔层2的上下面,所述多个单元散热层之间通过导电胶3叠加而成。
[0016]进一步说,所述人工石墨层I为高纯度石墨,其纯度在99.6%?99.9%;所述人工石墨层I与铜箔层2的复合材料总厚度在20微米?2100微米;所述铜箔层2的外形为卷状铜箔,所述铜箔层2与人工石墨层I通过多次连续滚压而成;所述一铜箔层2+导电胶3或一人工石墨层1+导电胶3为一复合层,最多可叠加的复合层数为十层,最终叠加后的散热片其上下面最外层为人工石墨层I。
[0017]本发明因铜箔基材的加入,其散热片X-Y方向(水平方向)的拉伸断裂值为10Kgf/mm2-200Kg f/mm2,是目前同等厚
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