高导热石墨散热膜制作工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种高导热石墨散热膜制作工艺，选择高纯度石墨，制作石墨模具，选择天然石墨纸为基材；将已经裁切好的天然石墨纸堆叠放入石墨模具中；石墨模具放入高温石墨化炉中进行四次高温提纯，将高分子薄膜裁切成片材与提纯过的天然石墨纸交叉堆叠放入石墨模具；将放有原料的石墨模具放入碳化炉中，将碳化好的材料放入石墨化炉中，将石墨化好的原材按规格分切，与离型膜层叠放入两辊压延机进行压合，经压延机压制后获得表面光滑厚度均匀且具有柔韧性的高导热石墨膜。本发明制成的导热石墨散热膜表面光滑厚度均匀且具有较高柔韧性。
【专利说明】
高导热石墨散热膜制作工艺
技术领域
[0001]本发明涉及一种高导热石墨散热膜制作工艺。
【背景技术】
[0002]随着电子器件以及产品向高集成度、高运算领域的发展，对电子产品的便携性和运行速率要求越来越高，但是高速运行中所产生的热量不易排出，从而形成局部高温，同时会降低电子产品的性能和使用寿命，所以散热日益成为一个亟待解决的难题。
[0003]传统的散热材料一般为铝、铜、银、金和其它金属合金，但是随着电子产品的体积变小发热量的提高，现有的散热材料已经无法满足产品的要求。铝导热系数较低，铜导热系数高于铝但是且密度较高不易加工，不耐腐蚀，银和金导热系数又高于铜但是生产成本太尚O
[0004]目前可以取代传统散热材料的为石墨材料，现有石墨散热材料分天然石墨纸和人工石墨膜，天然石墨纸由天然石墨为原料加其它辅材在高温高压下获得，其导热系数较低，容易掉粉造成二次污染，且厚度难以控制。现有人工合成石墨膜主要以聚酰亚胺薄膜为原料经碳化和石墨化两个过程获得，但是其导热系数、柔韧性和表面光洁度还不是很理想。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种表面光滑厚度均匀且具有较高柔韧性的的高导热石墨散热膜制作工艺。
[0006]为了达到上述目的，本发明的技术方案是:一种高导热石墨散热膜制作工艺，包括一下步骤:
[0007]a、选择高纯度石墨，密度为2.1 ± 0.2g/cm3，制作石墨模具，模具外部尺寸按炉体内部尺寸设计，模具内部尺寸按需烧结石墨膜尺寸设计；
[0008]b、选择含碳量彡99%，导热系数大于400w/mk，密度在1.6-1.9g/cm3，厚度在0.15-0.5_的天然石墨纸为基材按石墨模具内部的尺寸进行裁切成片；
[0009]C、将已经裁切好的天然石墨纸堆叠放入石墨模具中，最上层放入石墨板进行加压；
[0010]d、将已经摆好天然石墨纸的石墨模具放入高温石墨化炉中进行2-4次高温，温度控制在2500-3000 0C，时间控制在4-12h，炉内通入惰性气体并保持循环，压力控制在O-0.05Mpa;
[0011]e、将高分子薄膜裁切成片材与提纯过的天然石墨纸交叉堆叠放入石墨模具中，每层插入石墨板进行加压；
[0012]f、将放有原料的石墨模具放入碳化炉中，碳化炉抽真空至压力表读数为-0.1Mpa，并进行升温，温度控制在300-1400°C，时间控制在2-13h，自然冷却后得到碳化好的原材；
[0013]g、将碳化好的材料放入石墨化炉中，抽真空至压力表读数为-0.1Mpa，升温温度控制在100-4000C，中频电压控制在400V以下，向炉体内通入惰性气体，时间控制在0.5_lh;
[0014]h、炉体内通入惰性气体后，打开出气阀保持循环，压力控制在0-0.05Mpa，继续升温温度控制在1600-2200°C，中频电压控制在600V以下，时间控制在2_8h;
[0015]1、炉体内通入惰性气体后打开出气阀保持循环，压力表读数在0.025Mpa，继续升温，温度控制在2200-2900°C，中频电压控制在600-800V，时间控制在4-8h，进而优选为4h，冷却后得到石墨化好的原材，厚度为0.05-0.12mm;
[0016]J、将石墨化好的原材按规格分切，与离型膜层叠放入两辊压延机进行压合，压延机压力控制在3-6Mpa，压延机压辊为不锈钢镜面辊，经压延机压制后获得表面光滑厚度均匀且具有柔韧性的高导热石墨膜。
[0017]优选的，d步骤中，将已经摆好天然石墨纸的石墨模具放入高温石墨化炉中进行四次高温提纯去杂质处理，温度控制在28000C ；时间控制8h。
[0018]优选的，f步骤中，将放有原料的石墨模具放入碳化炉中，碳化炉抽真空至压力表读数为-0.1Mpa，并进行升温，温度控制在1300°C，时间控制在I Ih，自然冷却后得到碳化好的原材。
[0019]优选的，g步骤中，将碳化好的材料放入石墨化炉中，抽真空至压力表读数为-0.1Mpa，升温温度控制在400 °C，中频电压控制在400V以下，向炉体内通入惰性气体，时间控制在0.5h。
[0020]优选的，h步骤中，炉体内通入惰性气体后，打开出气阀保持循环，压力控制在
0.05Mpa，继续升温温度控制在2200 V，中频电压控制在600V以下，时间控制在5h。
[0021]优选的，i步骤中，炉体内通入惰性气体后打开出气阀保持循环，压力表读数在
0.025Mpa，继续升温，温度控制在2900°C，中频电压控制在800V，时间控制在4h，冷却后得到石墨化好的原材。
[0022]优选的，所述石墨板的重量为4_6Kg。
[0023]采用上述结构后，由于将提纯后的石墨纸与高分子薄膜烧结，可以使石墨化后的原材表面更光洁且没有颗粒状杂质。用设计好的石墨模具烧结可以减少高分子薄膜在加工过程中的收缩率，以获得较大尺寸的石墨膜。用石墨板进行施压可以保证高分子薄膜在生产过程中，不容易起皱从而得到厚度均匀的石墨膜。在生产过程中分段通入惰性气体和升温可以使碳化后的高分子原材，发泡碳化更完全，从而提高导热石墨膜的柔韧性。
【具体实施方式】
[0024]以下给出实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0025]—种高导热石墨散热膜制作工艺，选择高纯度石墨，密度为2.lg/cm3，制作石墨烧结模具，模具外部尺寸按炉体内部尺寸设计，模具内部尺寸按需烧结石墨膜尺寸设计;选择含碳量彡99%，导热系数大于400w/mk，密度在1.9g/cm3，厚度在0.15mm的天然石墨纸为基材按石墨模具内部的尺寸进行裁切成片；将已经裁切好的天然石墨纸堆叠放入石墨模具中，最上层放入6Kg石墨板进行加压。
[0026]将已经摆好天然石墨纸的石墨模具放入高温石墨化炉中进行四次高温提纯，温度控制在28000C ；时间控制8h，炉内通入惰性气体并保持循环，压力控制在0.05Mpa ；该步骤主要是用于对石墨纸进行提纯去杂质处理。
[0027]将高分子薄膜裁切成片材与提纯过的天然石墨纸交叉堆叠放入石墨模具中，每层插入6Kg石墨板进行加压，可以保证石墨纸和高分子薄膜片材的平整。
[0028]将放有原料的石墨模具放入碳化炉中，碳化炉抽真空至压力表读数为-0.1Mpa，并进行升温，温度控制在1300°C，时间控制在llh，自然冷却后得到碳化好的原材。
[0029]将碳化好的材料放入石墨化炉中，抽真空至压力表读数为-0.1Mpa，升温温度控制在400 °C，中频电压控制在400V以下，向炉体内通入惰性气体，时间控制在0.5h，炉体内通入惰性气体后，打开出气阀保持循环，压力控制在0-0.05Mpa，继续升温温度控制在2200 V，中频电压控制在600V以下，时间控制在5h;炉体内通入惰性气体后打开出气阀保持循环，压力表读数在0.025Mpa，继续升温，温度控制在2900°C，中频电压控制在800V，时间控制在4h，冷却后得到石墨化好的原材，厚度为0.05mm;
[0030]将石墨化好的原材按规格分切，与离型膜层叠放入两辊压延机进行压合，压延机压力控制在6Mpa，压延机压辊为不锈钢镜面辊，经压延机压制后获得表面光滑厚度均匀且具有柔韧性的高导热石墨膜。
[0031]由于将提纯后的石墨纸与高分子薄膜烧结，可以使石墨化后的原材表面更光洁且没有颗粒状杂质。用设计好的石墨模具烧结可以减少高分子薄膜在加工过程中的收缩率，以获得较大尺寸的石墨膜。用石墨板进行施压可以保证高分子薄膜在生产过程中，不容易起皱从而得到厚度均匀的石墨膜。在生产过程中分段通入惰性气体和升温可以使碳化后的高分子原材，发泡碳化更完全，从而提高导热石墨膜的柔韧性。
[0032]以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种高导热石墨散热膜制作工艺，其特征在于:包括一下步骤: a、选择高纯度石墨，密度为2.l±0.2g/cm3，制作石墨模具，模具外部尺寸按炉体内部尺寸设计，模具内部尺寸按需烧结石墨膜尺寸设计； b、选择含碳量彡99%，导热系数大于400w/mk，密度在1.6-1.9g/cm3，厚度在0.15_0.5mm的天然石墨纸为基材按石墨模具内部的尺寸进行裁切成片； C、将已经裁切好的天然石墨纸堆叠放入石墨模具中，最上层放入石墨板进行加压； d、将已经摆好天然石墨纸的石墨模具放入高温石墨化炉中进行2-4次高温，温度控制在2500-3000 °C，时间控制在4-12h，炉内通入惰性气体并保持循环，压力控制在0-0.05Mpa ； e、将高分子薄膜裁切成片材与提纯过的天然石墨纸交叉堆叠放入石墨模具中，每层插入石墨板进行加压； f、将放有原料的石墨模具放入碳化炉中，碳化炉抽真空至压力表读数为-0.1Mpa，并进行升温，温度控制在300-1400°C，时间控制在2-13h，自然冷却后得到碳化好的原材； g、将碳化好的材料放入石墨化炉中，抽真空至压力表读数为-0.1Mpa，升温温度控制在100-4000C，中频电压控制在400V以下，向炉体内通入惰性气体，时间控制在0.5_lh; h、炉体内通入惰性气体后，打开出气阀保持循环，压力控制在0-0.05Mpa，继续升温温度控制在1600-2200°C，中频电压控制在600V以下，时间控制在2-8h; 1、炉体内通入惰性气体后打开出气阀保持循环，压力表读数在0.025Mpa，继续升温，温度控制在2200-2900°C，中频电压控制在600-800V，时间控制在4-8h，进而优选为4h，冷却后得到石墨化好的原材，厚度为0.05-0.12mm; J、将石墨化好的原材按规格分切，与离型膜层叠放入两辊压延机进行压合，压延机压力控制在3-6Mpa，压延机压辊为不锈钢镜面辊，经压延机压制后获得表面光滑厚度均匀且具有柔韧性的高导热石墨膜。2.根据权利要求1所述的高导热石墨散热膜制作工艺，其特征在于:d步骤中，将已经摆好天然石墨纸的石墨模具放入高温石墨化炉中进行四次高温提纯去杂质处理，温度控制在2800°C;时间控制8h。3.根据权利要求1所述的高导热石墨散热膜制作工艺，其特征在于步骤中，将放有原料的石墨模具放入碳化炉中，碳化炉抽真空至压力表读数为-0.1Mpa，并进行升温，温度控制在1300°C，时间控制在Ilh，自然冷却后得到碳化好的原材。4.根据权利要求1所述的高导热石墨散热膜制作工艺，其特征在于:g步骤中，将碳化好的材料放入石墨化炉中，抽真空至压力表读数为-0.1Mpa，升温温度控制在400°C，中频电压控制在400V以下，向炉体内通入惰性气体，时间控制在0.5h。5.根据权利要求1所述的高导热石墨散热膜制作工艺，其特征在于:h步骤中，炉体内通入惰性气体后，打开出气阀保持循环，压力控制在0.05Mpa，继续升温温度控制在2200°C，中频电压控制在600V以下，时间控制在5h。6.根据权利要求1所述的高导热石墨散热膜制作工艺，其特征在于:i步骤中，炉体内通入惰性气体后打开出气阀保持循环，压力表读数在0.025Mpa，继续升温，温度控制在29000C，中频电压控制在800V，时间控制在4h，冷却后得到石墨化好的原材。7.根据权利要求1所述的高导热石墨散热膜制作工艺，其特征在于:所述石墨板的重量为4-6Kg。
【文档编号】C04B35/528GK106083051SQ201610420869
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月15日 公开号201610420869.0, CN 106083051 A, CN 106083051A, CN 201610420869, CN-A-106083051, CN106083051 A, CN106083051A, CN201610420869, CN201610420869.0
【发明人】黄志良
【申请人】黄志良