一种高导热石墨衬垫及其制备工艺的制作方法

本发明涉及导热散热装置，具体为一种高导热石墨衬垫及其制备工艺。

背景技术：

随着5g时代的来临，消费类电子产品的功耗越来越大，对散热的要求也越来越高，尤其是电子设备向轻量化发展，重度和厚度都在不断减小，对导热材料的要求逐渐提高，当前散热问题已经成为制约大功率电子设备、电动汽车、大规模集成电路发展的瓶颈。

当前在电子设备上的高导热材料主要是石墨、硅胶片、硅脂、相变材料和热管等，由于石墨片薄且容易脱粉，在较大间隙时只能应用硅胶片来填充，硅胶片存在导热率不高、重量大、成本高等缺点，且在应用时形式比较单一。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高导热石墨衬垫及其制备工艺，该高导热石墨衬垫具有高导热性，且柔性和弹性效果好，在一定间隙范围的密闭空间内，能保证与热源紧密接触，导热效果优异。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高导热石墨衬垫，包括麦拉层、第一石墨层、第一粘着层、第二粘着层和多个石墨导热单元，所述石墨导热单元包括内衬层、第三粘着层和第二石墨层，所述内衬层外侧包裹有第三粘着层，所述第三粘着层外侧包裹有第二石墨层，所述第一粘着层包裹并排设置的多个石墨导热单元，该第一粘着层外侧包裹有第一石墨层，所述第一石墨层的外侧包裹有麦拉层，所述第二粘着层设置于麦拉层的下端。

作为进一步的优化，所述内衬层为泡棉层、硅橡胶层和相变材料层中的至少一种。

作为进一步的优化，所述第一粘着层和第三粘着层为热熔胶层或双面胶层中的一种，所述第二粘着层为双面胶层。

作为进一步的优化，所述石墨导热单元的个数为大于一个的奇数个，该石墨导热单元的竖直截面为具有弧形拐角的四边形。

作为进一步的优化，多个所述石墨导热单元并排设置，且相邻两个石墨导热单元相互抵接，所述第一粘着层包裹于多个石墨导热单元的上下两端以及两端石墨导热单元的相对两外侧。

作为进一步的优化，多个所述石墨导热单元并排设置，且相邻两个石墨导热单元之间具有间隙，所述第一粘着层的个数为二个，二个所述第一粘着层之间设置第一石墨层组成带状包裹层，所述包裹层依次穿过多个间隙，且与多个所述石墨导热单元相抵接后将其包裹，该包裹层将两端的石墨导热单元完全包裹。

本发明还提供了一种高导热石墨衬垫的制备工艺，包括如下步骤：

s1)将第二石墨层通过第三粘着层包裹于内衬层外，将其在成型模具中加热100-200℃制备成石墨导热单元；

s2)将第一石墨层的一面或两面附上第一粘着层，将附好的材料上具有第一粘着层一侧包裹多个石墨导热单元，在整体外侧附上麦拉层，在麦拉层的下端附上第二粘着层，将其在成型模具中加热100-200℃成型。

作为进一步的优化，所述第一石墨层和第二石墨层为天然鳞片石墨层和人造石墨层中的至少一种；所述内衬层为泡棉层、硅橡胶层和相变材料层中的至少一种；所述第一粘着层和第三粘着层为热熔胶层和双面胶层中的一种，所述第二粘着层为双面胶层。

作为进一步的优化，所述第一石墨层和第二石墨层的厚度为0.01-0.2mm；所述麦拉层的厚度为0.005-0.05mm；所述第一粘着层和第三粘着层的厚度为0.005-0.1mm，其热导率为0.1-1w/mk；所述第二粘着层的厚度为0.005-0.1mm，其热导率为0.1-1w/mk。

作为进一步的优化，所述热熔胶层的热熔温度为60℃-200℃；所述泡棉层密度为20-90kg/m³；所述硅橡胶层硬度为20-80shorea；所述相变材料层相变温度为40-60℃。

与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：

1.多个具有石墨层的石墨导热单元并列设置，可提高导热效率，同时在其外再设置一层石墨层，可提高导热效果；

2.因包裹相变材料和具有更多的层数，可以提高柔性和弹性，能保证与热源紧密接触，导热效果更佳。

附图说明

图1为本发明一种结构的剖视示意图。

图2为本发明另一中结构的剖视示意图。

图中，1.麦拉层；2.第一石墨层；3.第一粘着层；4.石墨导热单元；5.第二粘着层；6.包裹层；41.内衬层；42.第三粘着层；43.第二石墨层。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，选用厚度为0.017mm的人工石墨层，一面附上0.05mm的热熔胶层，在100-150℃成型包裹泡棉，制成石墨导热单元；再将0.017mm的人工石墨层一面附上0.05mm的热熔胶层，另一面附上0.02mm的黑色麦拉层，将附好的材料包裹5个石墨导热单元，底部加0.01mm的双面胶层，制备完成高导热石墨衬垫，此种结构中，五个石墨导热单元4并排设置，且相邻两个石墨导热单元4相互抵接，第一粘着层3包裹于多个石墨导热单元4的上下两端以及两端石墨导热单元4的相对两外侧。

实施例二

如图2所示，选用厚度为0.075mm的人工石墨层，一面附上0.05mm的热熔胶层，在100-150℃成型包裹泡棉，制成石墨导热单元；再将0.075mm的人工石墨层一面附上0.05mm的热熔胶层，另一面附上0.02mm的黑色麦拉层，将附好的材料包裹5个石墨导热单元，底部加0.01mm的双面胶层，制备高导热石墨衬垫，此种结构中，五个石墨导热单元4并排设置，且相邻两个石墨导热单元4之间具有间隙，第一粘着层3的个数为二个，二个第一粘着层3之间设置第一石墨层2组成带状包裹层6，包裹层6依次穿过多个间隙，且与五个石墨导热单元4相抵接后将其包裹，该包裹层6将两端的石墨导热单元4完全包裹。

实施例三

如图1所示，选用厚度为0.05mm的天然石墨层，一面附上0.05mm的热熔胶层，在100-150℃成型包裹泡棉，制成石墨导热单元；再将0.05mm的天然石墨层一面附上0.05mm的热熔胶层，另一面附上0.02mm的黑色麦拉层，将附好的材料包裹5个石墨导热单元，底部加0.01mm的双面胶层，制备完成高导热石墨衬垫。

实施例四

如图2所示，选用厚度为0.1mm的天然石墨层，一面附上0.05mm的热熔胶层，在100-150℃成型包裹硅橡胶层，制成石墨导热单元；再将0.1mm的天然石墨层一面附上0.05mm的热熔胶层，另一面附上0.02mm的黑色麦拉层，将附好的材料包裹5个石墨导热单元，底部加0.01mm的双面胶层，制备完成高导热石墨衬垫。

实施例五

如图1所示，选用厚度为0.04mm的人工石墨层，一面附上0.05mm的热熔胶层，在100-150℃成型包裹55℃石蜡基相变材料，制成石墨导热单元；再将0.04mm的人工石墨层一面附上0.05mm的热熔胶层，另一面附上0.02mm的黑色麦拉层，将附好的材料包裹5个石墨导热单元，底部加0.01mm的双面胶层，制备完成高导热石墨衬垫。

本发明中多个具有石墨层的石墨导热单元并列设置，可提高导热效率，同时在其外再设置一层石墨层，可提高导热效果；因包裹相变材料和具有更多的层数，可以提高柔性和弹性，能保证与热源紧密接触，导热效果更佳。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。