专利名称：高导热系数的石墨散热胶带的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高导热系数的石墨散热胶带，属于胶粘带技术领域。
背景技术：
随着现代微电子技术高速发展，电子设备(如笔记本电脑、手机、平板电脑等)日益变得超薄、轻便，这种结构使得电子设备内部功率密度明显提高，运行中所产生的热量不易排出、易于迅速积累而形成高温。另一方面，高温会降低电子设备的性能、可靠性和使用寿命。因此，当前电子行业对于作为热控系统核心部件的散热材料提出越来越高的要求，迫切需要一种高效导热、轻便的材料迅速将热量传递出去，保障电子设备正常运行。传统石墨散热片工艺是将石墨粉末，如鳞片石墨，分散在粘合剂中，通过热压制成石墨散热片，如中国专利申请号201110098100. 9,201010240207. 8。这种方法制备的石墨散热片已在市场上销售，其导热系数普遍较低。为了提高导热性能，有报道，如中国专利申请号201110002281.0，将天然石墨处理后得到可膨胀石墨，热处理后得到蠕虫状，压延后可得到散热片。另有报道，如中国专利申请号200910074263. 6，以天然鳞片石墨和煤浙青为原料，先混捏，再压制成型，然后在石墨化制备导热石墨散热材料。这些方法虽然能部分提高石墨材料的导热性，但作用有限，其导热系数一般低于600,而石墨单晶面向导热系数可达2200,由此可见石墨散热片的导热性能在理论上有很大的上升空间。此外，由于石墨容易形成层状晶体结构，而层间不存在有序的结构，所以具有显著的各向异性，即轴向导热系 数往往只有面向的几十分之一，这种特性限制了石墨散热片的应用范围。
发明内容
本发明目的是提供一种高导热系数的石墨散热胶带，该石墨散热胶带在垂直方向和水平方向均提高了导热性能，避免胶带局部过热，实现了胶带导热性能的均匀性，既有利于热量的扩散也避免胶带局部过热，提高了产品的性能和寿命，且产品通用性和便利性。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种高导热系数的石墨散热胶带，包括一石墨层，此石墨层上表面覆有一金属层，所述石墨层下表面涂覆有导热胶粘层，一离型膜贴覆于导热胶粘层另一表面；所述石墨层通过以下工艺方法获得，此工艺方法包括以下步骤
步骤一、将聚酰胺酸溶液中加入乙二醇或者三乙胺，充分搅拌后涂覆于一玻璃基材层或者有机基材层上；
所述步骤二、在氮气保护下，80°C恒温I小时；
步骤三、放置于真空环境的烘箱中，100°C恒温O. 9^1.1小时，然后升温到300°C，恒温
O.9^1.1小时后自然冷却，从而获得聚酰亚胺薄膜；
步骤四、将聚酰亚胺薄膜在惰性气体保护下，以4飞度/min速度从室温升至250°C，保持O. 9 1.1小时，然后以2. 5 3. 5度/min，升至500°C，保持I小时；然后以4 6度/min的速度升至800°C，保持O. 9 1.1小时；再以9 11度/min的速度升至1200°C，保存O. 9 1.1小时后冷却，从而获得预烧制的碳化膜；
步骤五、采用压延机压延所述步骤四的预烧制的碳化膜；
步骤六、以19 21度/min的速度升至2400°C，保持O. 9 1.1小时，再以19 21度/min的速度升至2900°C，保持1. 8^2. 2小时后冷却，从而获得主烧制的石墨膜；
步骤七、然后步骤六所得的主烧制的石墨膜进行压延从而获得所述石墨层。上述技术方案中进一步改进的方案如下1.上述方案中，所述金属层由铝层和铜层层叠组成，所述铜层位于铝层和石墨层之间。2.上述方案中，所述步骤三、放置于真空环境的烘箱中，100°C恒温I小时，然后升温到300°C，恒温I小时后自然冷却，从而获得聚酰亚胺薄膜。3.上述方案中，所述步骤四、将聚酰亚胺薄膜在氩气保护下，以5度/min速度从室温升至250°C，保持I小时，然后以3度/min，升至500°C，保持I小时，然后以5度/min的速度升至800°C，保持I小时，再以10度/min的速度升至1200°C，保存I小时后冷却，从而获得预烧制的碳化膜；
所述步骤六、以20度/min的速度升至2400°C，保持I小时，再以20度/min的速度升至2900°C，保持2小时后冷却，从而获得主烧制的石墨膜。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果1.本发明高导热系数的石墨散热胶带，其在垂直方向和水平方向均提 高了导热性能，避免胶带局部过热，实现了胶带导热性能的均匀性，既有利于热量的扩散也避免胶带局部过热，提高了产品的性能和寿命，且产品通用性和便利性。2.本发明高导热系数的石墨散热胶带，其石墨层上下表面均贴合有轻剥离型PET膜和重剥离型PET膜，在成型、膜切时，可以对石墨起到支撑作用，有利于石墨裁剪，大大降低了石墨破裂的几率；其次，轻剥离型PET膜和重剥离型PET膜分别通过导热胶粘层位于石墨层上、下表面，使用时先将重剥离型PET膜剥离，贴覆于待散热部件表面，然后，将轻剥离型PET膜剥离，从而有效避免了残胶，实现了与待散热部件无间隙粘合，有利于散热均匀。3.本发明高导热系数的石墨散热胶带，其石墨层表面覆有一复合金属层，采用将导线系数各向异性的金属层和各向同性金属层组合，既提高了沿长度的导热性，也提高了厚度方向导热性，实现了胶带导热性能的均匀性，免胶带局部过热，提高了产品的性能和寿命；其次，采用由铝层和铜层层叠组成复合金属层，有利于形成阶梯的温度梯度，从而维持热传导的推动力，有利于热量稳定快速的传递。4.本发明高导热系数的石墨散热胶带，其基于本发明特定组分和工艺形成双向拉伸、高模量的石墨层，可降低聚酰亚胺薄膜在烧结过程中的体积收缩。
附图1为本发明石墨散热胶带结构示意意图一；
附图2为本发明石墨散热胶带结构示意意图二；
附图3为本发明聚酰亚胺薄膜的热失重示意图；附图4为本发明聚酰亚胺薄膜的热量变化示意 附图5为本发明石墨片XRD衍射图谱。以上附图中1、石墨层；2、导热胶粘层；3、离型膜；31、硅油层；32、PET膜；4、复合金属层；41、招层；42、铜层。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步描述
实施例1:一种高导热系数的石墨散热胶带，包括一石墨层1，此石墨层I上表面覆有一金属层4，所述石墨层I下表面涂覆有导热胶粘层2，一离型膜3贴覆于导热胶粘层2另一表面；所述石墨层4通过以下工艺方法获得，此工艺方法包括以下步骤
步骤一、将聚酰胺酸溶液中加入三乙胺，充分搅拌后涂覆于有机基材层上；
步骤二、在氮气保护下，80°C恒温O. 95小时；
步骤三、放置于真空环境的烘箱中，100°C恒温1. 05小时，然后升温到300°C，恒温O. 9小时后自然冷却，从而获得聚酰亚胺薄膜；
步骤四、将聚酰亚胺薄膜在惰·性气体保护下，以4. 5度/min速度从室温升至250°C，保持O. 92小时，然后以2. 5度/min，升至500°C，保持I小时；然后以5度/min的速度升至800°C，保持I小时；再以9. 5度/min的速度升至1200°C，保存1. 05小时后冷却，从而获得预烧制的碳化膜；
步骤五、采用压延机压延所述步骤四的预烧制的碳化膜；
步骤六、以19. 5度/min的速度升至2400°C，保持1. 05小时，再以21度/min的速度升至2900°C，保持2.1小时后冷却，从而获得主烧制的石墨膜；
步骤七、然后步骤六所得的主烧制的石墨膜进行压延从而获得所述石墨层4。从图附图5中，可以看见石墨结构的衍射峰，证明石墨结构的形成。实施例2 一种闻导热系数的石墨散热I父带，包括一石墨层I，此石墨层I上表面覆有一金属层4，所述石墨层I下表面涂覆有导热胶粘层2，一离型膜3贴覆于导热胶粘层2另一表面；所述金属层4由铝层41和铜层42层叠组成，所述铜层42位于铝层41和石墨层I之间；
所述石墨层4通过以下工艺方法获得，此工艺方法包括以下步骤
步骤一、将聚酰胺酸溶液中加入乙二醇，充分搅拌后涂覆于玻璃基材层上；
步骤二、在氮气保护下，80°C恒温I小时；
步骤三、放置于真空环境的烘箱中，100°C恒温I小时，然后升温到300°C，恒温I小时后自然冷却，从而获得聚酰亚胺薄膜；
步骤四、将聚酰亚胺薄膜在惰性气体保护下，以5度/min速度从室温升至250°C，保持I小时，然后以3度/min，升至500°C，保持I小时；然后以5度/min的速度升至800°C，保持I小时；再以10度/min的速度升至1200°C，保存I小时后冷却，从而获得预烧制的碳化膜；
步骤五、采用压延机压延所述步骤四的预烧制的碳化膜；
步骤六、以20度/min的速度升至2400°C，保持I小时，再以20度/min的速度升至2900°C，保持2小时后冷却，从而获得主烧制的石墨膜；步骤七、然后步骤六所得的主烧制的石墨膜进行压延从而获得所述石墨层4。上述实施例只 为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高导热系数的石墨散热胶带，其特征在于包括一石墨层(I)，此石墨层(I)上表面覆有一金属层(4)，所述石墨层(I)下表面涂覆有导热胶粘层(2)，一离型膜(3)贴覆于导热胶粘层(2)另一表面；所述石墨层(4)通过以下工艺方法获得，此工艺方法包括以下步骤 步骤一、将聚酰胺酸溶液中加入乙二醇或者三乙胺，充分搅拌后涂覆于一玻璃基材层或者有机基材层上； 步骤二、在氮气保护下，80°C恒温I小时； 步骤三、放置于真空环境的烘箱中，100°C恒温O. 9^1.1小时，然后升温到300°C，恒温O.9^1.1小时后自然冷却，从而获得聚酰亚胺薄膜； 步骤四、将聚酰亚胺薄膜在惰性气体保护下，以4飞度/min速度从室温升至250°C，保持O. 9 1.1小时，然后以2. 5 3. 5度/min，升至500°C，保持I小时；然后以4 6度/min的速度升至800°C，保持O. 9 1.1小时；再以9 11度/min的速度升至1200°C，保存O. 9 1.1小时后冷却，从而获得预烧制的碳化膜； 步骤五、采用压延机压延所述步骤四的预烧制的碳化膜； 步骤六、以19 21度/min的速度升至2400°C，保持O. 9 1.1小时，再以19 21度/min的速度升至2900°C，保持1. 8^2. 2小时后冷却，从而获得主烧制的石墨膜； 步骤七、然后步骤六所得的主烧制的石墨膜进行压延从而获得所述石墨层(4)。
2.根据权利要求1所述的高导热系数的石墨散热胶带，其特征在于所述金属层(4)由铝层(41)和铜层(42)层叠组成，所述铜层(42)位于铝层(41)和石墨层(I)之间。
3.根据权利要求1或2所述的高导热系数的石墨散热胶带，其特征在于 所述步骤三、放置于真空环境的烘箱中，100°c恒温I小时，然后升温到300°C，恒温I小时后自然冷却，从而获得聚酰亚胺薄膜。
4.根据权利要求1或2所述的高导热系数的石墨散热胶带，其特征在于 所述步骤四、将聚酰亚胺薄膜在氩气保护下，以5度/min速度从室温升至250°C，保持1小时，然后以3度/min，升至500°C，保持I小时，然后以5度/min的速度升至800°C，保持I小时，再以10度/min的速度升至1200°C，保存I小时后冷却，从而获得预烧制的碳化膜； 所述步骤六、以20度/min的速度升至2400°C，保持I小时，再以20度/min的速度升至2900°C，保持2小时后冷却，从而获得主烧制的石墨膜。
全文摘要
本发明公开一种高导热系数的石墨散热胶带，包括一石墨层，此石墨层上表面覆有一金属层，所述石墨层下表面涂覆有导热胶粘层；石墨层通过以下工艺获得将聚酰胺酸溶液中加入乙二醇或者三乙胺；升温到300℃获得聚酰亚胺薄膜；将聚酰亚胺薄膜升至250℃，再升至1200℃获得预烧制的碳化膜；采用压延机压延预烧制的碳化膜；再升温至2400℃后，再升至2900℃获得主烧制的石墨膜；然后将主烧制的石墨膜进行压延从而获得所述石墨层。本发明石墨散热胶带在垂直方向和水平方向均提高了导热性能，避免胶带局部过热，实现了胶带导热性能的均匀性。
文档编号C01B31/04GK103059761SQ20121058454
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者金闯, 杨晓明, 李炜罡 申请人:斯迪克新型材料(江苏)有限公司