一种由石墨片与金属层复合的导热片的制作方法

本实用新型涉及由石墨片构成导热材料的领域，属于层状体，适用于电子元器件的导热和散热应用，尤其涉及一种由石墨片与金属层复合的导热片。

背景技术：

人工合成石墨片由于热导率远高于天然石墨片，在电子行业得到广泛应用。但是，人工合成石墨片在纵向(厚度方向)的热导率较低，制约着导热效果的提升，一直是业界比较期望解决的问题。为了提升导热效果，除了提高纵向热导率之外，还有一种比较可行的方法是增加石墨片的厚度，以提高整体热容，使得吸收相同热量时，温度上升得更少；或温度上升相同时，吸收的热量更多。业界常用的增加石墨片厚度和方法是将多层石墨片用粘胶贴合成一体，这种方式提升导热效果依然不够理想。也有人提出用将石墨片与金属复合来改善纵向热导率，并给出一种在镀液中制备金属镀层与石墨复合的方法，还有人提出通过CVD(化学气相沉积)技术将石墨片与金属复合的方法，但是，这些方法存在生产效率低且金属层不能较厚、难以控制金属层的厚度等固有缺陷对改善纵向热导率的效果依然不够理想。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种石墨片与金属层复合的导热，旨在获得较厚且厚度可控性较好的金属复合层，以期提高该导热片的整体热容，改善它的纵向热导率。

为了达成本实用新型的上述目的，本实用新型提供的技术方案如下。

一种由石墨片与金属层复合的导热片，由石墨片和金属层堆叠而成；所述导热片具有第一石墨片层，位于该第一石墨片层上的第一金属沉积层，位于该第一金属沉积层上的热扩散层；所述第一金属沉积层由金属微粒在第一石墨片层表面堆积而成。

在某些实施例中，优选地，所述热扩散层是金属片层。

在某些实施例中，优选地，所述热扩散层是第二石墨片层以及位于该第二石墨片层上的第二金属沉积层；所述第二金属沉积层由金属微粒在第二石墨片层表面堆积而成；所述第二金属沉积层位于所述第一金属沉积层上。

在某些实施例中，优选地，所述金属微粒的堆积是物理气相沉积。

在某些实施例中，优选地，所述金属片和所述第一金属沉积层通过热压扩散工艺接合。

在某些实施例中，优选地，所述第一金属沉积层是铝的沉积层。

在某些实施例中，优选地，所述金属片是铝片。

在某些实施例中，优选地，所述金属片是或铜片。

在某些实施例中，优选地，所述第二金属沉积层是铝的沉积层。

在某些实施例中，优选地，所述第一金属沉积层和所述金属片是不同种金属。

在某些实施例中，优选地，所述第一金属沉积层和所述金属片是同种金属。

在某些实施例中，优选地，所述第一金属沉积层和所述第二金属沉积层是不同种金属。

为了达成本实用新型的上述目的，本实用新型提供的另一技术方案如下。

一种石墨片与金属复合的导热片的复合方法，按以下步骤复合：

a.通过物理气相沉积在第一石墨片层的表面形成第一金属沉积层，获得石墨-金属沉积体；

b.在步骤a的石墨-金属沉积体的第一金属沉积层上通过热压扩散工艺接合热扩散层后，获得所述石墨片与金属复合的导热片。

在某些实施例中，优选地，所述热扩散层是金属片层或另一石墨-金属沉积体，所述接合是第一金属沉积层与金属片之间的接合或金属沉积层之间的接合。

在某些实施例中，优选地，所述第一金属沉积层是铝的沉积层。

在某些实施例中，优选地，所述第一金属沉积层是铜的沉积层。

在某些实施例中，优选地，所述热压扩散工艺的工作温度为300～650℃。

在某些实施例中，优选地，所述热压扩散工艺在惰性气体环境中进行。

在某些实施例中，优选地，所述热压扩散工艺的工作压力为10～100Mpa。

在某些实施例中，优选地，当接合面的金属是铝时，所述热压扩散工艺的工作时间为20～30分钟。

现有技术，例如，中国专利申请公开CN101508596A、CN102514297A、中国专利授权公告CN102925858B、CN102331867B，公开了某种通过电镀或化学镀或气相沉积的方法在石墨或碳材料层上叠加金属沉积层的方式。现有技术的方法多是单纯的材料堆积方法，材料微粒在石墨片上缓慢堆积，难以获得的较厚的金属沉积层，也就难以提高成品在纵向(厚度方向)的导热或散热性能。由于堆积效率低，在有限的成本制和工艺所固有技术条件制约下，单纯的材料堆积方法获得石墨和金属的复合导热片所含有的金属量不足够，难以提高成品的热容量。

本实用新型避开如何堆积出较厚金属沉积层的问题，想到把获得的金属沉积层作为过渡层，通过结合热扩散层(某些实施例中热扩散层是金属片层或第二金属沉积层与第二石墨片层的组合)达成在石墨片上获得较厚导热体的目的。在热扩散层是金属片的实施例中，由于将金属沉积层的堆积厚度问题转化为金属片层的厚度选择问题，比起现有技术中一味追求金属沉积层的堆积厚度更加高效有效。在热扩散层是第二金属沉积层与第二石墨片层的组合的实施例中，上下两片石墨片通过第一金属沉积层和第二金属沉积层接合在一起，获得相当于单一石墨片两倍厚度的导热片，尤其是当第一金属沉积层和第二金属沉积层为同样的金属沉积层时，相当于将上下两个石墨-金属沉积体接合起来，特别可以免去准备金属片层的麻烦；特别是，该实施仅仅是石墨片之间具有金属层(金属沉积层)相比于金属片层裸露在外的实施例，该实施例在加热过程中由和空气接触的金属面积小得多，其抗氧化性能变得更好，这一点尤其在热压扩散工艺中体会到。

附图说明

图1是本实用新型实施例一的导热片的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二的导热片的结构示意图。

附图标记说明

01第一石墨片层 02第一金属沉积层 03金属片层 04第二金属沉积层

05第二石墨片层

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，以下将列举实施例对本实用新型的具体实施方式做详细说明。在以下的描述中阐述了以便于充分理解本实用新型的具体实施例，但是，本实用新型能够以不同于以下描述的方式实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型揭示的技术手段的思路下做类似推广。因此，本实用新型不受以下公开的具体实施例的限制。

实施例一

如图1所示，本实施例一种由石墨片与金属层复合的导热片具有第一石墨片层01，位于该第一石墨片层01上的第一金属沉积层02，位于该第一金属沉积层02上的金属片层03(热扩散层)构成；所述第一金属沉积层02由金属微粒在第一石墨片层01表面堆积而成，本实施的堆积是物理气相沉积(PVD)，就目前技术而言，PVD技术相比于其它沉积技术具有更好的环境友好性，尤其是相比于电镀或化学镀法，随着技术的进步，我们有理由相信，基于本实用新型可选的沉积技术不仅限于PVD方式；本是实施例金属片层03和第一金属沉积层02通过热压扩散工艺结合。更具体的实施而言，本实施例第一金属沉积层02是厚度为20μm的铝沉积层，金属片层03是厚度为0.3mm的铝箔，两者对面贴齐后使金属沉积层和金属片层之间产生30Mpa的压强并置于500℃的温度环境中保持30分钟，本实施例还同时在该温度环境中填充氮气作防氧化保护。

此外，在某些其它实施例中，不同金属的可沉积性不同，不同金属的导热性和熔点也不尽相同，针对一些特殊要求的情况，选为第一金属沉积层02的沉积用金属和金属片层03的构成金属可以不同。

实施例二

如图2所示，由下而上观察，本实施例一种由石墨片与金属层复合的导热片具有第一石墨片层01，位于该第一石墨片层01上的第一金属沉积层02，位于第一金属沉积层02上的另一个金属沉积层即第二金属沉积层04，位于该第二金属沉积层04上的另一石墨片即第二金属沉积层05。本实施例中，该第一金属沉积层02和第二金属沉积层04是同样的金属沉积层，都是厚度为10μm铝沉积层。更具体的实施而言，该第一金属沉积层02和第二金属沉积层04两者贴齐后使它们之间产生20Mpa的压强置于600℃的温度环境中保持10分钟，本实施例还同时在该温度环境中填充氮气作防氧化保护。

此外，在某些其它实施例中，不同金属的可沉积性不同，不同金属的导热性和熔点也不尽相同，针对一些特殊要求的情况，选为第一金属沉积层02的沉积用金属和第二金属沉积层04的沉积用金属可以不同。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型精神的情况下，都可利用上述揭示的技术内容作出多种可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，取得基板相同的效果和功能。因此，凡是不脱离本实用新型精神的内容，都是本实用新型的等同方案，均属于本实用新型技术方案的保护范围。