人工石墨/铜的复合材料散热片的制作方法

本实用新型涉及电子产品中发热组件的散热及电磁屏蔽领域，特别是涉及一种人工石墨/铜的复合材料散热片。

背景技术：

现有技术中，随着研发的手机、平板计算机、或笔记本计算机及电视的需求量及显示屏使用量增加，显示屏高亮度的需求使发光二极管使用量增加, 为提高各种电子产品的运行速度，目前各种电子产品中CPU因高速运行会散发出大量的热，也加大了设备的发热量，同时电池电量消耗增加，电池容量也跟着提高，使得显示器设备因耗能加大而发热更多，如不能有效控制发热,高温不仅使CPU运转出问题或丧失功能，也会使发热设备使用寿命缩短。同时现今显示器设备功能增多,使用零件也多样化,数量多而体积更小，显示设备的可用空间越感不足，各组件的距离更近，容易发生干扰。当天然石墨因厚度及导热率不高的问题，及人工石墨因柔软度不高的可折断性，使其丧失本来固有的X、Y轴导热性。

目前市场上散热材料的人工石墨厚度以25微米为主导，40微米有量产但导热系数不佳，70微米的可量产性不高，更多的热量需要解决，我们就要把热量从发热组件“A”点传至其它点散发，使发热组件“A”的本体温度大幅度降低。因此需要更高导热系数和更大界面的导热载体。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种人工石墨/铜的复合材料散热片，即是很好的导热载体，导热效果好，也具有很强的电磁屏蔽功能。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种人工石墨/铜的复合材料散热片，包括：散热片以一层人工石墨层+铜箔层+人工石墨层复合滚压而成为一单元散热层，所述散热片可为单独一单元散热层，或是可为多个单元散热层叠加而成，每层的散热片包括铜箔层和分布在铜箔层上下面的人工石墨层，所述人工石墨层通过导电胶均匀的贴附分布在铜箔层的上下面，所述多个单元散热层之间通过导电胶叠加而成。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述人工石墨为高纯度石墨，其纯度在99.6%～99.9%，所述人工石墨层由聚酰亚氨薄片经2500至2800度烧结而成，所述人工石墨层厚度在滚压叠加后为5微米～80微米。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述人工石墨片与铜的复合材料总厚度在20微米～2100微米；所述铜箔层厚度为8微米～150微米；所述导电胶厚度为5微米～100uM微米。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述铜箔层的外形为卷状铜箔，所述铜箔层与人工石墨层通过多次连续滚压而成。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述一铜箔层+导电胶或一人工石墨层+导电胶为一复合层，最多可叠加的复合层数为十层，最终叠加后的散热片其上下面最外层为人工石墨层。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案还提供一种人工石墨/铜的复合材料散热片的制备方法，包括如下步骤：

第一步，铜箔层的双表面处理，铜箔层贴合导电胶之前进行预处理，用碱性除油剂除油并且酸洗处理；

第二步，将5微米至80微米的聚酰亚氨薄片与天然石墨堆叠，经石墨化炉以2600至2800度烧制而成的人工石墨单片；

第三步，将烧制好的人工石墨单片以轻压滚筒方式滚压导电胶，再以多段滚压机滚压成人工石墨+导电胶+铜+导电胶+人工石墨的复合卷材；

第四步，多层复合机将已复合单层的人工石墨层+导电胶+铜箔层+导电胶+人工石墨层的复合为一层，可多层继续叠加，多层叠加后的厚度及层数增加，导热能力及电磁屏蔽能力也增加。

进一步说，所述碱性除油剂为NaOH；所述酸洗处理采用0.5%以下的稀硫酸；所述步骤一中对铜箔层清洗顺序为：酸洗，水洗，再酸洗，再水洗，最好烘干；所述步骤四中多层叠加方式为人工石墨层+导电胶+铜层+导电胶+人工石墨层+导电胶+铜箔层+导电胶+人工石墨层+导电胶+铜层+导电胶+人工石墨层的方式叠加，一铜箔层+导电胶或一人工石墨层+导电胶为一层，最多可叠加复合层数为十层，最终叠加后的散热片其上下面最外层为人工石墨层。

本实用新型的有益效果是：本实用新型除了其散热效果佳,更有极佳的电磁屏蔽功能,对元器件间的互扰问题能利用本实用新型的散热可得到好的控制，本实用新型除可控制发热组件的温度,并可使易受干扰的元器件受到电磁屏蔽保护,让3C电子产品能有更稳定的运行特性及更长的寿命，其导热系数高达1000～1500 W/M · K，热扩散系数高达 230m㎡/S ～900 m㎡/S，因铜箔的加入，对于电磁屏敝比单一石墨材更优,防高屏干扰能力为 60～80分贝 (10MHz～1GHz)，也因铜箔的加入,使人工石墨层易弯折断裂及抗拉力不佳得到改善，且铜箔基材加入结构,也改善了单一人工石墨层无可塑性的缺点。

附图说明

图1是本实用新型人工石墨/铜的复合材料散热片单一散热层的结构示意图；

图2是本实用新型人工石墨/铜的复合材料散热片多层散热层的结构示意图；

图3是本实用新型人工石墨/铜的复合材料散热片的制备方法中步骤一的流程图；

图4是本实用新型人工石墨/铜的复合材料散热片的制备方法中步骤三的加工工艺示意图；

图5是本实用新型人工石墨/铜的复合材料散热片的导热趋向图；

附图中各部件的标记如下：1、人工石墨层；2、铜箔层；3、导电胶。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1和图2，本实用新型实施例包括：一种人工石墨/铜的复合材料散热片，包括：散热片以一层人工石墨层1+铜箔层2+人工石墨层1复合滚压而成为一单元散热层，所述散热片可为单独一单元散热层，或是可为多个单元散热层叠加而成，每层的散热片包括铜箔层2和分布在铜箔层2上下面的人工石墨层1，所述人工石墨层1通过导电胶3均匀的贴附分布在铜箔层2的上下面，所述多个单元散热层之间通过导电胶3叠加而成。

进一步说，所述人工石墨层1为高纯度石墨，其纯度在99.6%～99.9%；所述人工石墨层1与铜箔层2的复合材料总厚度在20微米～2100微米；所述铜箔层2的外形为卷状铜箔，所述铜箔层2与人工石墨层1通过多次连续滚压而成；所述一铜箔层2+导电胶3或一人工石墨层1+导电胶3为一复合层，最多可叠加的复合层数为十层，最终叠加后的散热片其上下面最外层为人工石墨层1。

本实用新型因铜箔基材的加入,其散热片X-Y方向(水平方向)的拉伸断裂值为100Kg f/m㎡~200Kg f/m㎡，是目前同等厚度人工石墨片的10倍。如图5所示，X轴和Y轴方向为人工石墨层导热佳，Z轴方向为铜箔层导热佳。不论复合散热片厚度为多少，其可弯折角度为180度，可弯折次数为100次，而不会使人工石墨+铜复合片断裂使散热效能降低，这是单一人工石墨散热片无法承受大于90度弯曲及无法承受多次弯曲所无法比拟的。

另外因复合散热片中铜箔的加入，可在装备组装中以金属螺栓固定且与地线端相连，并因铜的导电特性构成接地回路，且散热片覆盖在装备的芯片上，直接盖住最易被干扰的芯片，构成最佳的电磁屏敝效果。

请参阅图3和图4，

一种人工石墨/铜的复合材料散热片的制备方法，包括如下步骤：

第一步，铜箔层2的双表面处理，铜箔层2贴合导电胶3之前进行预处理，用碱性除油剂除油并且酸洗处理；

第二步，将5微米至80微米的聚酰亚氨薄片与天然石墨堆叠，经石墨化炉以2600至2800度烧制而成的人工石墨单片；

第三步，将烧制好的人工石墨单片以轻压滚筒方式滚压导电胶3，再以多段滚压机滚压成人工石墨层1+导电胶3+铜箔层2+导电胶3+人工石墨层1的复合卷材；

第四步，多层复合机将已复合单层的人工石墨层1+导电胶3+铜箔层2+导电胶3+人工石墨层1的复合为一层，可多层继续叠加，多层叠加后的厚度及层数增加，导热能力及电磁屏蔽能力也增加。

进一步说，所述碱性除油剂为NaOH；所述酸洗处理采用0.5%以下的稀硫酸；所述步骤一中对铜箔层清洗顺序为：酸洗，水洗，再酸洗，再水洗，最好烘干；所述步骤四中多层叠加方式为人工石墨层1+导电胶3+铜箔层2+导电胶3+人工石墨层1+导电胶3+铜箔层2+导电胶3+人工石墨层1+导电胶3+铜箔层2+导电胶3+人工石墨层1的方式叠加，一铜箔层2+导电胶3或一人工石墨层1+导电胶3为一层，最多可叠加复合层数为十层，最终叠加后的散热片其上下面最外层为人工石墨层1。

本实用新型复合散热片，不论复合散热片厚度为多少,其可弯折角度为180度, 可弯折次数为100次, 而不会使人工石墨+铜复合片断裂使散热效能降低，这是单一人工石墨散热片无法承受大于90度弯曲及无法承受多次弯曲所无法比拟的。另外不论复合散热片厚度为多少,其防高屏干扰能力为 60~80db(分贝)(10MHz~1GHz)。

因复合片散热片中铜箔的加入，其铜箔基材的优良导电特性及复合散热片的优良导热及散热特性，可以在装备组装中因空间局限无法同时构筑接地线，散热片及电磁屏蔽片时，以单一人工石墨+铜散热片替代,进而使装备小型化并节约成本及便于组装。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。