石墨膜卷材生产治具的制作方法

本实用新型涉及石墨膜生产工装技术领域，特别涉及一种石墨膜卷材生产治具。

背景技术：
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随着电子工业的不断发展，手机、电脑、液晶电视，以及各种集成电路板中的发热部件对散热的要求越来越高，石墨膜作为一种导热率高且呈薄膜状的导热材料在电子工业中的应用就因此变得广泛。现在石墨膜的制造方法主要分为两种，一种为片材制造方式，即将PI膜裁切成一张张规定规格的片状，夹于石墨纸中烧结。另一种制造方式为卷式，该种方式是将PI膜分条成既定宽度及长度的长条形，绕于石墨筒芯上，树立于石墨架中整卷烧结，该种烧结方式在石墨膜后续工序中受限相对较少，具有一定的优势。

然而，从目前的卷材制造现状来看，卷式制造方式依然存在一定不足，因为在该种方式在烧结时，无论是在宽度、长度或是厚度方向上，PI膜的低温碳化收缩和高温石墨化的膨胀都近乎为无限制的自由形变过程。这就容易造成生产出的石墨膜表观良率不高，出炉的半成品会出现表观不平整，造成压延出现裂纹黑印等；另外，该种卷式制造方式还存在空间利用不足的弊端，产能并不是很高。

技术实现要素：
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为克服上述问题，本实用新型提供一种表观良率高、空间利用率高且产能大的石墨膜卷材生产治具将是有利的。

为此，本实用新型提供一种石墨膜卷材生产治具，其包括：

承重底板；

盖板，其位于承重底板上方；

多个石墨杆，其垂直地装设于承重底板上用于支撑和固定盖板从而在承重底板和盖板之间形成容置空间；

两块槽板，其在容置空间内相互平行且正对地装设于承重底板上，每块槽板的内侧面上都设有多个卡槽；

多块PI膜承载板，每块PI膜承载板的左右两侧边沿分别插接于两块槽板上相对应的卡槽内，相邻两块PI膜承载板之间形成PI膜承载空间。

在本实用新型中，由于PI膜卷料采用平放的方式，相比较卷料竖放式，空间利用率有较多的提高；由于PI膜卷料上下两侧均与PI膜承载板接触，起到了对碳化后的石墨膜半成品石墨化膨胀过程中的表面束缚作用，从而生产出的产品具有表面平坦的效果，提高了产品表观良率。

进一步，上述石墨膜卷材生产治具还可包括：

多个导轨杆，每个PI膜承载空间内设置两个导轨杆，该两个导轨杆分别压置于该PI膜承载空间内的PI膜的两侧上；

两块排焦板，该两块排焦板相互平行且正对地位于容置空间内并在PI膜承载板的前后两端处装设于承重底板上，每块排焦板上都设有多个导轨孔，这些导轨孔设置成与PI膜承载空间一一对应，并能够使得每个导轨杆的两端分别置于该两块排焦板上相对应的两个导轨孔内，从而导轨杆沿导轨孔可移动

由于上述结构，使得在PI膜卷料的两端折角处放置有导轨杆，导轨杆可在PI卷料的碳化收缩和石墨化膨胀的过程中自由沿着排焦板的导轨孔移动，凭借导轨杆自身的重力作用可起到卷料折角处的应力形变一致的效果，从而改善了石墨膜卷材的表观良率。

再进一步，PI膜承载板呈向上拱起的劣弧型，卡槽向上倾斜设置以适于接收该向上拱起的劣弧型的PI膜承载板的两侧边沿，排焦板的导轨孔也相应地设置成向上拱起的劣弧型。优选地，PI膜承载板的弧度为0~0.17，槽板的卡槽相应地设置成向上倾斜0~10°。

由于PI膜承载板具有一定弧度，使装在PI承载板之间即装在PI膜承载空间内的PI膜卷料形成一种拱桥形，这样，在卷料两端的折角处内层放置的导轨杆能够更好地依靠自身的重力作用对石墨膜的收缩和膨胀起到一定的约束作用，进而得到表观更好的石墨膜卷材。

又进一步，槽板上的每个卡槽都设置成从前至后相对水平面向上倾斜延伸，从而使得PI膜承载板从前至后相对水平面倾斜安装，并且相应地PI膜承载板后端处的排焦板上的导轨孔设置得高于PI膜承载板前端处的排焦板上相应的导轨孔。

通过这种结构设置，使得在烧结石墨膜卷材时，石墨膜卷材的一侧可以在自身的重力作用下靠在PI膜承载板前端处的排焦板上，进而防止烧结过程中滑边现象的发生。

优选地，槽板上的每个卡槽都设置成从前至后相对水平面以0~15°的上倾角向上倾斜延伸，且相邻卡槽之间的间距固定。

进一步，多块PI膜承载板按厚度从上至下分为三组，位置在上的一组PI膜承载板的厚度小于位置在下的一组PI膜承载板的厚度，槽板上的卡槽按宽度也相应地从上至下分为三组，排焦板的导轨孔按间距也相应地从上至下分为三组，位置在上的一组导轨孔的间距小于位置在下的一组导轨孔的间距。

PI膜承载板的厚度从上至下呈三级台阶式增加，目的是增加处于下层的PI膜承载板的承重能力，防止下层的PI膜承载板承受力过大时导致其完全变形，而卡槽的厚度以及导轨孔的间距的变化则是为了适应PI膜承载板的厚度变化。

进一步，每个导轨杆都具有中间直杆部和两端凸台部，该两端凸台部设置成能够沿着排焦板上的导轨孔滚动。优选地，中间直杆部的直径为10~14mm、长度为330mm；两端凸台部的直径为6~10mm，长度为5~8mm。

进一步，石墨杆具有上螺纹部，盖板上设有与上螺纹部适配的螺纹通孔，石墨膜卷材生产治具还包括多个螺帽用于将石墨杆的穿过该螺纹通孔的上螺纹部固定。

通过参考下面所描述的实施例，本实用新型的上述这些方面和其他方面将会得到更清晰地阐述。

附图说明：

实用新型的结构以及进一步的目的和优点将通过下面结合附图的描述得到更好地理解，其中，相同的参考标记标识相同的元件：

图1是根据本实用新型的一个具体实施方式的石墨膜卷材生产治具的结构示意图；

图2是图1所示石墨膜卷材生产治具的槽板的内侧面的正视图；

图3是图2所示槽板的端视图；

图4是图1所示石墨膜卷材生产治具的多块PI膜承载板的立体分布图；

图5是图1所示石墨膜卷材生产治具的在PI膜承载板前端处的排焦板的内侧面的正视图；

图6是图1所示石墨膜卷材生产治具的在PI膜承载板后端处的排焦板的内侧面的正视图。

附图标记说明：

1 承重底板 2 盖板

3 槽板 4 排焦板

5 导轨杆 6 石墨杆

7 PI膜承载板 8 螺帽

9 区域三 10 区域二

11 区域一 12 卡槽

14 第一区域 15 第二区域

16 第三区域 17 导轨孔

18 第一组 19 第二组

20 第三组 70 PI膜承载空间

具体实施方式：

下面将结合附图描述本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，并参考图2至图6，根据本实用新型的一个具体实施方式的石墨膜卷材生产治具包括承重底板1、盖板2、左右两块槽板3、前后两块排焦板4、22个导轨杆5、8个石墨杆6、12块PI膜承载板7以及8个螺帽8，其中石墨杆6位于承重底板1和盖板2之间并垂直地固定到承重底板1上，起到支撑和固定盖板2的作用，从而在平行设置的承重底板1和盖板2之间形成了一个容置空间；左右两块槽板3、前后两块排焦板4、PI膜承载板7以及导轨杆5都装设在该容置空间内。

如图1至图6所示，左右两块槽板3上都设置有卡槽12（见图2），PI膜承载板7嵌插于卡槽12中，具体地，PI膜承载板7的左侧边沿嵌插于左侧槽板3的卡槽12中，右侧边沿嵌插于右侧槽板3的相应卡槽12中；前后两块排焦板4上都设有导轨孔17（见图5和图6），两块排焦板一前一后装设于承重底板1上，并将PI膜承载板7夹在中间，从而形成PI膜承载板四周环绕形。在装载PI膜卷料时，将其压平放于相邻的两块PI膜承载板7之间形成的PI膜承载空间70（见图4）中，并在PI膜卷料的两侧折角处各放置一个导轨杆5（见图1）；导轨杆5的两端分别置于两块排焦板上位置对应的导轨孔17中。

如图4所示，12块PI膜承载板7由上至下分为三组，分别是第一组18、第二组19和第三组20，三组中PI膜承载板7（具体构成为石墨板）的数量由上至下依次增加，分别为3、4、5块；PI膜承载板7的厚度由上至下也依次增加，这是因为从上至下PI膜承载板7所需承载的重力逐渐增加，为了防止处于下部的PI膜承载板7受力过大导致变形，所以厚度从上至下有所增加。在本实施方式中，上述三组的PI膜承载板7的厚度依次为5mm、7mm和9mm。另外，PI膜承载板7优选具有一定弧度，具体呈向上拱起的劣弧型，弧度为0~0.17，从而装在PI膜承载板7之间的PI膜卷料（图中未示）就形成一种拱桥形，这样，PI膜卷料两端的折角处内层放入的导轨杆5就能够依靠自身的重力作用对PI膜卷料在低温碳化收缩和高温石墨化膨胀的过程中起到一定的约束作用，进而最终得到表观较好的石墨膜卷材。

再如图2所示，槽板3上的卡槽12设计成从前至后相对水平面以0~15°的上倾角向上倾斜延伸，即延伸角度为0~15°，这在烧结石墨膜卷材时，石墨膜卷材的一侧可以在自身的重力作用下靠在在前的排焦板4上，进而起到防止烧结过程中出现滑边的现象。如图2所示，槽板3上共有12个卡槽12，从上至下分为三个区域:区域一11、区域二10和区域三9。这三个区域内的卡槽12宽度各不相同，由上至下依次增加，也就是说，区域三9内的卡槽12宽度最大，区域一11内的卡槽宽度最小，该种设置是为了和厚度不同的三组PI膜承载板7相适配。在本实施方式中，上述三个区域的卡槽的宽度分别为6 mm、8 mm、10 mm。另外，如图3所示，卡槽12相对水平面向上倾斜设置，具体向上的倾斜角度可为0~10°，且所有的卡槽12的倾斜角度一致，以适于接收向上拱起的劣弧型的PI膜承载板7的侧边沿。总之，槽板3上卡槽12的宽度变化和倾斜角度的设置都主要是为了协调PI膜承载板7便于嵌入槽板3中。还有，应当理解的是，本实施方式中的两块槽板3的特征呈镜像对称设置。

如图5和图6分别示出了在前的排焦板4和在后的排焦板4，这两块排焦板上都开设有导轨孔17，共有11个导轨孔17，这些导轨孔17既可用做导轨杆5的端部的导轨，也可用来排焦。11个导轨孔17的弧度一致，并且与PI膜承载板7的弧度相同，其目的在于保持PI膜在收缩及膨胀过程的间距一致性，保持卷料所受的PI膜承载板7的束缚力的一致性，进而保证生产出的石墨膜的表观平整性，也就是说，所有导轨孔17的弧度与PI膜承载板7弧度一致起到了限制和配合PI膜在制造过程中的长度方向的形变轨迹。另外，每块排焦板4上的11个导轨孔17由上至下依次分为三个区域，分别为第一区域14、第二区域15和第三区域16。应当理解的是，上述三个区域的不同区域中相邻的两个导轨孔17间的距离逐渐增加，相同区域中相邻的两个导轨孔40之间的间距一致，这与PI膜承载板7以及槽板3的设计特点是吻合的。

另外，由于槽板3的卡槽12相对水平面从前至后向上倾斜延伸，因此，两块排焦板上的相应导轨孔17距离底部的位置有所不同，具体就是：在前的排焦板4上最下面的那个导轨孔17距离在前的排焦板4底部下边沿的距离小于在后的排焦板4上最下面的那个导轨孔17距离在后的排焦板4底部下边沿的距离，如图5和图6所示。在本实施方式中，在前的排焦板4的最下方弧形导轨孔17的中心点距其底部下边沿的距离优选为20-40mm，在后的排焦板4的最下方弧形导轨孔17的中心点距其底部下边沿的距离优选为40~60mm。

需要说明的是，在本实施方式中，石墨杆6可以设置成具有上螺纹部和下螺纹部（图中未示），盖板2上设有与上螺纹部适配的螺纹通孔（图未示），承重底板1上设置有与下螺纹部适配的螺纹孔（图未示），从而在组装时可先将石墨杆6螺纹拧紧在承重底板1上，然后上螺纹部穿过盖板2上的螺纹通孔20，并通过螺帽8固定，如图1所示。

还需要说明的是，在本实施方式中，导轨杆5可以设置成具有中间直杆部和两端凸台部，该两端凸台部设置成能够沿着排焦板上的导轨孔滚动。优选地，中间直杆部的直径为10~14mm、长度为330mm；两端凸台部的直径为6~10mm，长度为5~8mm。

本实用新型的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本实用新型的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构作各种变化和改进，包括这里单独披露的或要求保护的技术特征的组合，以及明显地包括这些特征的其它组合。这些变形和/或组合均落入本实用新型所涉及的技术领域内，并落入本实用新型权利要求的保护范围。