。散热片1具有590W/mK的面内热导率。当将这种散热片1以2cm的曲率半径弯曲至 90°时，没有损坏出现。通过剪子切割的散热片1具有无细石墨粒子和炭黑脱离的清晰的 切割表面。
[0134] 实施例6
[0135] 除了将科琴黑的量改变为10质量％之外，以与在实施例1中相同的方式制造散热 片1。散热片1具有580W/mK的面内热导率。当将这种散热片1以2cm的曲率半径弯曲至 90°时，没有损坏出现。通过剪子切割的散热片1具有无细石墨粒子和炭黑脱离的清晰的 切割表面。
[0136] 实施例7
[0137] 除了将槽黑的量改变为5质量％并且将科琴黑的量改变为10质量％之外，以与在 实施例1中相同的方式制造散热片1。散热片1具有630W/mK的面内热导率。当将这种散 热片1以2cm的曲率半径弯曲至90°时，没有损坏出现。通过剪子切割的散热片1具有无 细石墨粒子和炭黑脱离的清晰的切割表面。
[0138] 实施例8
[0139] 除了将槽黑的量改变为5质量％并且将科琴黑的量改变为3质量％之外，以与在 实施例1中相同的方式制造散热片1。散热片1具有650W/mK的面内热导率。当将这种散 热片1以2cm的曲率半径弯曲至90°时，没有损坏出现。通过剪子切割的散热片1具有基 本上无细石墨粒子和炭黑脱离的接近清晰的切割表面，其比实施例1的表面差。
[0140] 实施例9
[0141] 除了使用具有48nm的平均初级粒径的乙炔黑代替科琴黑之外，以与在实施例1中 相同的方式制造散热片1。散热片1具有630W/mK的面内热导率。当将这种散热片1以2cm 的曲率半径弯曲至90°时，没有损坏出现。通过剪子切割的散热片1具有基本上无细石墨 粒子和炭黑脱离的接近清晰的切割表面，其比实施例1的表面差。
[0142] 比较例1
[0143] 除了仅使用15质量％的具有42nm的平均初级粒径的槽黑作为炭黑之外，以与在 实施例1中相同的方式制造散热片1。散热片1具有640W/mK的面内热导率。然而，当将这 种散热片1以2cm的曲率半径弯曲至90°时，损坏有时出现。
[0144] 比较例2
[0145] 除了仅使用15质量％的具有34nm的平均初级粒径的科琴黑作为炭黑之外，以与 在实施例1中相同的方式制造散热片1。散热片1具有610W/mK的面内热导率。散热片I 不具有处理所需的强度，尽管当将其以2cm的曲率半径弯曲至90°时没有损坏出现。
[0146] 比较例3
[0147] 除了将槽黑的量改变为20质量％并且将科琴黑的量改变为10质量％之外，以与 在实施例1中相同的方式制造散热片1。散热片1具有低至550W/mK的面内热导率。
[0148] 关于实施例1-9和比较例1-3的散热片，在表1中示出了组成和热导率。
[0149] 表 1
[0151] 注释：⑴槽黑。
[0152] (2)科琴黑。
[0153] (3)乙炔黑。
[0154] 常规实施例1
[0155] 在厚达70 μ m的石墨片PGS (可从Panasonic Corporation获得）上进行与在实 施例1中相同的热量散逸测试。作为结果，在散热片的试样的每个点的温度如下：
[0156] t〇：48. 4°C,
[0157] t1:44.3°C，
[0158] t2：43. 9°C,
[0159] t3：44. 2°C,
[0160] t4：43. 4°C,
[0161] t5：40.1 °C,
[0162] t6：38. 0°C,
[0163] t7:38.7°C，以及
[0164] ts:36.8°C。
[0165] 因此，最高温度Tmax是48.4 °C (热点），中间温度Tm是 (44. 3 °C +43. 9 °C +44. 2 °C +43. 4 °C ) /4 = 44. 0 °C，最低温度 Tmin 是 (40.1 °C +38. 0 °C +38. 7 °C +36. 8 °C ) /4 = 38. 4 °C，并且平均温度 Tav 是（Tm+Tmin) /2 = 41. 2°C。与实施例1的比较显示，在最高温度Tmax、最低温度Tmin和平均温度Tav中的任 一个，常规实施例1的石墨片比实施例1的石墨片差。
[0166] 实施例10
[0167] 除了改变炭黑中槽黑的比率（质量％ )之外，以与在实施例1中相同的方式制造 散热片1。图16示出了热导率和散热片1中槽黑的比率之间的关系。从图16清楚的是，较 高的槽黑比率提供较高的热导率。然而，当炭黑仅由槽黑组成时，当以2cm的曲率半径弯曲 至90°时散热片1损坏。这表示炭黑应该不仅由槽黑组成而且还由科琴黑（和/或乙炔 黑）组成。
[0168] 实施例11
[0169] 除了在烧制含树脂复合材料片R之后在_5°C下进行冷冻30分钟之外，以与在实施 例1中相同的方式制造散热片1。得到的散热片1具有比实施例1的面内热导率高的面内 热导率。当将实施例11的散热片1以2cm的曲率半径弯曲至90°时，与在实施例1 一样， 没有损坏出现。与在实施例1中一样，通过剪子切割的散热片1具有无细石墨粒子和炭黑 脱离的清晰的切割表面。
[0170] 发明效果
[0171] 因为本发明的散热片具有在其中炭黑均匀地分散在细石墨粒子之间的结构，细石 墨粒子与炭黑的质量比是75/25至95/5,并且炭黑由槽黑和科琴黑和/或乙炔黑组成，其具 有2. Og/cm3以上的密度和580W/mK以上的面内热导率。此外，因为由细槽黑和细科琴黑和/ 或乙炔黑组成的炭黑均匀地分散在细石墨粒子之间，本发明的散热片具有均匀的热导率以 及足够的用于处理的机械性能。这种均匀的、高密度散热片是通过下列方式获得的：由包含 细石墨粒子、炭黑和有机粘结剂的分散体形成包含均匀分散的细石墨粒子和炭黑的含树脂 复合材料片，烧制含树脂复合材料片以移除有机粘结剂，并且之后对其按压以使其致密化。
[0172] 因为本发明的散热片是通过涂覆、烧制和按压包含细石墨粒子和炭黑的相对廉价 的材料的低成本工艺制造的，有利地，其是廉价的，具有高达580W/mK以上的面内热导率和 足够的用于处理的机械性能。具有这种特征的本发明的散热片适用于小型电子设备如笔记 本型个人计算机、智能电话、移动电话等。
【主权项】
1. 一种散热片，所述散热片具有其中炭黑均匀地分散在细石墨粒子之间的结构， 细石墨粒子与炭黑的质量比是75/25至95/5 ; 所述炭黑由槽黑和科琴黑和/或乙炔黑组成；并且 所述散热片具有2. Og/cm3以上的密度和580W/mK以上的面内热导率。2. 根据权利要求1所述的散热片，其中槽黑相对于科琴黑和/或乙炔黑的质量比是 4/1 至 1/3〇3. 根据权利要求1所述的散热片，所述散热片具有25-150 ym的厚度。4. 根据权利要求1所述的散热片，其中所述细石墨粒子具有3-150 ym的平均直径和 200nm以上的平均厚度。5. 根据权利要求1所述的散热片，其中所述炭黑具有20-200nm的平均初级粒径。6. 根据权利要求1-5中任一项所述的散热片，所述散热片涂布有绝缘树脂层或绝缘塑 料膜。7. -种用于制造根据权利要求1所述的散热片的方法，所述方法包括下列步骤：（1)制 备细石墨粒子、炭黑和有机粘结剂在有机溶剂中的分散体，所述细石墨粒子与所述炭黑的 质量比是75/25至95/5,并且所述炭黑由槽黑和科琴黑和/或乙炔黑组成；（2)将所述分 散体流延至下模板的腔中，并且之后将其干燥以形成包含所述细石墨粒子、所述炭黑和所 述有机粘结剂的含树脂复合材料片；（3)烧制所述含树脂复合材料片以移除所述有机粘结 剂，从而形成细石墨粒子和炭黑的复合材料片；以及（4)按压与上模板组合的所述下模板 以使所述细石墨粒子和炭黑的复合材料片致密化。8. 根据权利要求7所述的用于制造散热片的方法，其中所述分散体包含总计5-25质 量％的细石墨粒子和炭黑，以及0. 5-2. 5质量％的有机粘结剂。9. 根据权利要求7所述的用于制造散热片的方法，其中所述有机粘结剂相对于所述细 石墨粒子和所述炭黑的总量的质量比是0. 01-0. 5。10. 根据权利要求7所述的用于制造散热片的方法，其中所述有机粘结剂是丙烯酸类 树脂、聚苯乙烯树脂或聚乙烯醇。11. 根据权利要求7所述的用于制造散热片的方法，其中所述有机溶剂是选自由酮、芳 族烃和醇组成的组中的至少一种。12. 根据权利要求7所述的用于制造散热片的方法，其中在550-700°C的温度下进行所 述烧制步骤。13. 根据权利要求7所述的用于制造散热片的方法，其中在烧制之后逐渐进行1小时以 上的冷却直至室温。14. 根据权利要求7所述的用于制造散热片的方法，其中在将所述细石墨粒子和炭黑 的复合材料片冷却至等于或低于水的凝固点的温度之后，进行所述按压步骤。15. 根据权利要求7所述的用于制造散热片的方法，其中在20MP a以上的压力下进行所 述按压步骤。16. 根据权利要求7所述的用于制造散热片的方法，其中将在所述下模板腔中形成的 所述含树脂复合材料片在不从所述下模板剥离的情况下烧制，并且之后用与所述上模板组 合的所述下模板按压。17. 根据权利要求7-16中任一项所述的用于制造散热片的方法，其中在室温至200°C
【专利摘要】本发明提供具有高热导率的散热片及其制造方法。一种具有2.0g/cm3以上的密度和580W/mK以上的面内热导率的散热片，其包含均匀地分散在细石墨粒子之间的炭黑，细石墨粒子与炭黑的质量比是75/25至95/5，并且由槽黑和科琴黑和/或乙炔黑组成的炭黑是通过下列方式制造的：将在有机溶剂中的细石墨粒子、炭黑和有机粘结剂的分散体涂覆至模的表面，并且将其干燥；烧制得到的含树脂复合材料片以移除有机粘结剂；以及之后按压得到的细石墨粒子和炭黑的复合材料片以使其致密化。
【IPC分类】C04B32/00
【公开号】CN105016707
【申请号】CN201510015072
【发明人】加川清二
【申请人】加川清二
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2015年1月12日
【公告号】EP2940728A1, US20150315450