一种导热石墨膜的复合结构的制作方法

本实用新型涉及散热材料的技术领域，具体涉及一种导热石墨膜的复合结构。

背景技术：

导热石墨膜因其具有良好的导热性能，被广泛应用在电子产品上进行散热，例如，使用在笔记本电脑、手机等电子设备中。

目前，在电子设备中设有的导热石墨膜若干是单层结构时，通过胶将石墨膜粘接在金属片上，再将金属片粘接在电子设备的散热器上；若石墨膜为多层结构时，相邻两侧石墨膜之间通过胶粘接，位于最底层的石墨膜通过胶粘接在金属片上，位于最顶层的石墨膜通过胶粘接有压片，以形成多层石墨膜复合结构，再通过胶将金属片粘接在电子设备的散热器上。

上述结构的石墨膜虽然通过胶固定在散热器上，改善散热器的散热性能；但是由于相邻层的石墨膜之间需要双面胶固定，或者单层石墨膜与金属片也需要双面胶才能够固定，可是，由于胶的导热性能远小于石墨膜的导热性能，沿垂直于石墨膜的叠放方向上，夹杂在石墨膜内的胶，将导致石墨膜的导热性能下降，尤其是相邻两层石墨膜之间的导热性能下降的更严重，影响导热石墨膜的散热性能。

技术实现要素：

因此，本实用新型实际所要解决的技术问题在于现有技术中的石墨膜与金属片，或者相邻石墨层之间通过胶粘接固定，导致石墨膜导热性能差的缺陷。

为此，本实用新型提供一种导热石墨膜的复合结构，包括

固定片，为至少两块；相邻两块所述固定片扣设固定，其相互面对的一侧表面上分别开设有向内凹陷的凹槽，该两个所述凹槽之间围成安装空间；相应地，所述固定片上位于所述凹槽周围的部分形成凸起；所述固定片的导热系数大于胶的导热系数；

导热石墨膜，为至少一层；一层所述石墨膜适于安装在所述安装空间内。

优选地，上述的导热石墨膜的复合结构，所述石墨膜为至少两层，所述固定片为至少三块；

沿竖直方向上，所有所述固定片叠放设置，位于最顶层的所述固定片的底部表面上开设有所述凹槽，位于最底层的所述固定片的顶部表面上开设有所述凹槽，其余所述固定片的两侧表面上分别开设有所述凹槽；相邻两块所述固定片的两个所述凹槽之间围成所述安装空间。

所述石墨膜一一对应地安装在所述安装空间内，相邻两层的所述石墨膜被所述固定片隔离开。

进一步优选地，上述的导热石墨膜的复合结构，沿所述石墨膜的宽度方向，所述凸起的至少一侧壁为与外界连通的第一敞开口；或者

沿所述石墨膜的长度方向，所述凸起的至少一侧壁为与外界连通的第二敞开口。

优选地，上述的导热石墨膜的复合结构，所述安装空间为闭合腔体，所述石墨膜的四周被所述凸起的内壁面包围。

优选地，上述的导热石墨膜的复合结构，相邻两块固定片中，位于上方的所述固定片的凸起与位于下方的所述固定片的凸起通过紧固件可拆卸地固定连接；或者

相邻两块所述固定片中，位于上方的所述固定片的凸起的底部表面与位于下方的所述固定片的凸起的顶部表面之间通过热固化胶粘接固定。

优选地，上述的导热石墨膜的复合结构，所述固定片为金属片。

进一步优选地，上述的导热石墨膜的复合结构，所述金属片为铜箔、铝箔、银箔、金箔、铜铝合金、铜银合金中的任意一种。

优选地，上述的导热石墨膜的复合结构，沿竖直方向上，所述凹槽的与其开口相对的表面上开设有至少一个盲孔；位于该所述凹槽内的所述石墨膜被挤压在所述盲孔上，或者所述石墨膜与所述盲孔对应的部分被嵌入所述盲孔内。

进一步优选地，上述的导热石墨膜的复合结构，所述盲孔为至少两个，所有所述盲孔均匀分布在该所述凹槽的表面上。

本实用新型的技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的导热石墨膜的复合结构，包括至少两块固定片和至少一层石墨膜。相邻两块固定片相互面对的一侧表面上分别开设有向内凹陷的凹槽；两个凹槽之间围成安装空间，石墨膜安装在该安装空间内。由于固定片的导热系数大于现有技术中将石墨膜粘接的胶的导热系数，导热膜的热量直接传递给固定片，固定片再传递给外界，从而改善沿竖直方向上导热石墨膜的导热性能；同时，石墨膜被限制在两个凹槽围成的安装空间，石墨膜的至少一个侧壁被该凸起的内壁面所包围，避免了石墨膜的该侧壁出现掉粉的现象。

2.本实用新型提供的导热石墨膜的复合结构，石墨膜为至少两层，固定片为至少三块；沿竖直方向上，所有所述固定片叠放设置，位于最顶层的所述固定片的底部表面上开设有所述凹槽，位于最底层的所述固定片的顶部表面上开设有所述凹槽，其余所述固定片的两侧表面上分别开设有所述凹槽；相邻两块所述固定片的两个所述凹槽之间围成所述安装空间。石墨膜一一对应地安装在所述安装空间内，相邻两层的所述石墨膜被所述固定片隔离开。此复合结构中设置多层的石墨膜，石墨膜都被限制在安装空间内，相邻两层的石墨膜都被固定片隔离开，从而形成多层石墨膜与固定片的复合结构，来提高石墨膜的导热性能。

3.本实用新型提供的导热石墨膜的复合结构，所述安装结构为闭合腔体，石墨膜的四周被所述凹槽的内壁面包围。此结构的复合结构，当石墨膜安装在安装空间内时，其四周都被包围起来与外界隔离开；由于石墨膜为层状结构，在使用一段时间后，层状结构出现松弛，其外侧表面会脱落粉，由于石墨具有导电性能，当脱离下来的粉掉落在电子设备的导电部件上，使得导电部件出现短路现象，影响电子设备的正常使用；本技术方案中，通过固定片将导热膜的四周包围，即使有掉粉现象，也不会掉落在电子设备的导电部件上，而是被限制在安装空间，从而避免了电子设备因为石墨膜掉粉引起的短路现象，进而改善电子设备散热性能的同时，延长电子设备的使用寿命。

4.本实用新型提供的导热石墨膜的复合结构，相邻两块固定片中，位于上方的所述固定片的凹槽周围的凸起与位于下方的所述固定片的凹槽周围的凸起之间通过紧固件可拆卸地固定连接。相邻两块固定片通过紧固件可拆卸连接，便于石墨膜的安装和拆卸维修工作；同时，固定片还可以回收利用。

5.本实用新型提供的导热石墨膜的复合结构，固定片为金属片。进一步优选地，金属片为铜箔、铝箔、银箔、金箔、铜铝合金、铜银合金中的任意一种。将固定片采用金属材质制成，增大固定片的导热性能，进一步地改善相邻两层石墨膜之间的导热性能；加快复合结构的整体导热效率。

6.本实用新型提供的导热石墨膜的复合结构，沿竖直方向上，所述凹槽的与其开口相对的表面上开设有至少一个盲孔；位于该所述凹槽内的所述石墨膜被挤压在所述盲孔上，或者所述石墨膜与所述盲孔对应的部分被嵌入所述盲孔内。盲孔的设计，使得石墨膜安装在凹槽内时，在外界的挤压工艺作用下，使得石墨膜的顶部表面和底部表面均能够与各自对应的凹槽的盲孔紧密接触，甚至部分嵌入盲孔内，确保石墨膜的热量直接传递给固定片，加快导热速率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1中提供的导热石墨膜的复合结构中金属片的俯视图；

图2为图1中金属片的左侧示意图；

图3为实施例1中提供的导热石墨膜的复合结构的左侧结构示意图(第一种固定方式)；

图4为实施例1中提供的导热石墨膜的复合结构的左侧结构示意图(第二种固定方式)；

图5为图4中复合结构去掉石墨膜后的左侧结构示意图；

图6为实施例2中提供的导热石墨膜的复合结构中位于中间层的金属片的结构示意图；

图7为实施例2中提供的导热石墨膜的复合结构的结构示意图；

图8为实施例2中提供的导热石墨膜的复合结构的另一种结构示意图；

附图标记说明：

1-固定片；11-凹槽；111-敞开口；112-盲孔；12-凸起；13-安装空间；

2-石墨膜；

3-紧固件；

4-热固化胶。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种导热石墨膜的复合结构，如图1至图3所示，包括一层石墨膜2和两块固定片1。其中，固定片1为金属片，例如为铜箔、铝箔、银箔、金箔、铜铝合金、铜银合金等等。金属的导热系数远大于胶的导热系数。

两块金属片一侧表面上均开设有向内凹陷的凹槽11，对应于凹槽11，金属片上位于凹槽11周围的部分形成凸起12。如图5所示，两块金属片的凹槽11相对设置，两个凹槽11之间围成安装空间13；一层石墨膜2安装在该安装空间13内，其顶部表面紧密抵靠在位于上方的金属片凹槽11的顶部表面上，其底部表面紧密抵靠在位于下方金属片的凹槽11的底部表面上。

两块金属片的固定方式有两种，如图3所示，第一种固定方式为：位于上方的金属片的凸起12的底部表面搭接在位于下方的金属片的凸起12的顶部表面上，沿竖直方向上紧固件3依次穿过位于上方的凸起12和位于下方的凸起12，从而将两个金属片固定连接。例如，紧固件3为螺丝，或者螺栓，或者螺钉等等。采用紧固件3的可拆卸连接方式，便于对金属片的安装和拆卸。

如图4和图5所示，第二种固定方式为：位于上方的金属片的凸起12的底部表面与位于下方的金属片的凸起12的顶部表面之间通过热固化胶4来固定。也即，两块金属片的固定方式都是通过固定两个金属片的凸起12来实现的，石墨膜2只是被安装在安装空间13内，其与凹槽11之间只是接触或者紧密挤压的关系。

如图5所示，上述的安装空间13为非闭合腔体，在沿石墨膜2宽度方向上，凸起12的两个侧壁均为与外界连通的敞开口111，当石墨膜2安装在安装空间13内时，在左右方向上，石墨膜2的端面与外界连通；但前后方向的端面与外界被凸起12的内壁隔离开，防止石墨膜2在前后方向上的端面出现掉粉现象，由于石墨膜2为层状结构，在使用一段时间后，层状结构会蓬松，在端面上会出现脱落碎屑的现象，但是石墨具有导电性能，该碎屑掉落在电子设备的导电部件上，会引起电子设备的短路现象发生，会影响电子设备的正常使用，因而本申请的技术方案的凸起12起到包边的作用，防止石墨膜2的前后端面上出现掉粉的现象。

当然为了防止石墨膜2四周的端面上发生掉粉现象，凸起12的四周上不开设任何的敞开口111，两块金属片的凹槽11围成的安装空间13为闭合腔体，此时石墨膜2的四周均被凸起12的内壁面包围，石墨膜2的端面即使出现掉粉现象，脱离下来的碎屑也被限制在安装空间13内，而不会脱离在电子设备的部件上，从而完全避免了电子设备因导热石墨膜2掉粉现象而引起的短路问题，在提高石墨膜膜导热性的同时，不会影响电子设备的正常使用，从而延长电子设备的使用寿命。

如图2所示，沿竖直方向上，凹槽11的与其开口相对的表面上开设有若干个盲孔112，若干个盲孔112均匀分别在该表面上。对于位于上方的金属片而言，盲孔112开设在该凹槽11的内部的顶部表面上，对于位于下方的金属片而言，盲孔112开设在该凹槽11内部的底部表面上。盲孔112的设置，在放置石墨膜2时，通过压合技术，将石墨膜2向下压，使得石墨膜2底部表面和顶部表面分别与各自相对应的盲孔112紧密地贴合，甚至石墨膜2表面上与盲孔112相对的位置处嵌入盲孔112内，从而确保石墨膜2的表面与凹槽11的底部表面或顶部表面紧密贴合，防止当石墨膜2安装在凹槽11内时，石墨膜2的顶部表面与其对应的凹槽11的底部表面之间存在间隙，以及石墨膜2的底部表面与其对应的凹槽11的顶部表面之间存在间隙，影响竖直方向上石墨膜2与金属片之间的热传导性能，从而进一步地提高复合结构的导热性能。

此实施方式中的导热石墨膜2的复合结构，采用导热系数远大于胶的导热系数的金属片，并在金属片的一侧表面上开设凹槽11，两块金属片的凹槽11相对设置，两个凹槽11之间形成适于放置石墨膜2的安装空间13，沿竖直方向上，石墨膜2的顶部表面和底部表面分别与各自接触的金属片接触或紧密抵靠，两块金属片的固定方式通过各自上的凸起12连接固定，而与石墨膜2之间没有直接的固定关系，只是接触关系，从而沿竖直方向上，导热膜能够更快速地将其上的热量传递给金属片，金属片再传递给外界环境，进而提高复合结构的导热性能。

实施例2

本实施例提供一种导热石墨膜的复合结构，如图6和图7所示，其与实施例1中提供的导热石墨膜的复合结构相比，存在的区别仅在于：

其包括两层导热石墨膜2，和三个金属片。其中，位于顶层的金属片的底部表面上开设有凹槽11，位于底层的金属片的顶部表面上开设有凹槽11，位于中间的金属片的两侧分别开设有凹槽11。位于顶层的金属片的凹槽11与中间的金属片顶部上的凹槽11之间围成第一安装空间13，位于底层的金属片的凹槽11与中间的金属片底部上的凹槽11之间围成第二安装空间13。两层石墨膜2分别安装在第一安装空间13和第二安装空间13内。中间金属片的顶部部表面和底部表面分别有凸起12，两侧的凸起12分别与位于顶层的金属片的凸起12和位于底层金属片的凸起12连接。例如通过热固化胶连接，或者所有层的凸起，通过连接件固定连接。其他结构与实施例1相同，不在此赘述。

此实施方式的复合结构，通过设置三层金属片，两层石墨膜2，形成双层石墨膜2的复合结构，进一步提高复合结构的导热性能。

类似地，如图8所示，复合结构还可以包括四层金属片和三层石墨膜2。位于顶层的金属片的底部表面开设凹槽11，位于底层的金属片的顶部表面上开设凹槽11，位于中间的两层金属片的两侧表面上分别开设一个凹槽11。四层金属片叠放设置，通过紧固件3直接将四层的金属片的凸起12固定连接；或者，相邻两层的金属片的凸起12之间通过热固化4胶固定。相邻两个金属片的凹槽11围成安装空间13，从下到上围成三个安装空间13，三层石墨膜2分别安装在一个安装空间13内，从而形成三层石墨膜2的复合结构。

作为进一步的变形，复合结构中石墨膜2的层数还可以为四层、五层、六层、七层、八层等等，对应地，金属片为五层、六层、七层、八层、九层等等，也即，石墨膜2的层数为n层，对应的金属片的层数为n+1层，沿竖直方向上，所有金属片叠放设置，位于最顶层的金属片的底部表面上开设有凹槽11，位于最底层的金属片的顶部表面上开设有凹槽11，其余金属片的两侧表面上分别开设有述凹槽11；相邻两块金属片的两个凹槽11之间围成安装空间13；

石墨膜2一一对应地安装在安装空间13内，相邻两层的石墨膜2被一层的金属片隔离开。从而形成多层石墨膜的复合结构。

实施例3

本实施例提供一种导热石墨膜的复合结构，与实施例1或实施例2提供的复合结构相比，不同之处在于：

金属片还可以被替换为其他固定片1，只要固定片1的导热系数大于胶的导热系数即可。例如，铁片、硅片等等。

实施例4

本实施例提供的一种导热石墨膜的复合结构，其与实施例1至实施例3中任一个实施例中提供的复合结构相比，不同之处在于：

凹槽11上开设盲孔112的数量可以为一个、两个、三个、四个等等，具体设置的数量根据实际需求而定。

作为可替换的实施方式，凹槽11的与其开口相对的表面上还可以不开设盲孔112，在形成凹槽11时，只需两个凹槽11形成的安装结构的尺寸与石墨膜2的尺寸相匹配，沿竖直方向上，也能够使得石墨膜2的顶部表面和底部表面分别与各自相对的凹槽11的表面紧密接触，确保导热性能。

实施例5

本实施例提供一种导热石墨膜的复合结构，其与实施例1至实施例4中任一个实施例提供的复合结构相比，不同之处仅在于：

相邻两块金属片的固定方式除了采用紧固件3，或者热固化胶4之外，还可以采用其他的方式固定，例如点焊方式，或者单独设置夹具，通过夹具将所有层的金属片的凸起12夹持固定。

实施例6

本实施例提供一种导热石墨膜的复合结构，其与实施例1至实施例5中任一个实施例提供的复合结构相比，不同之处仅在于：

安装空间13除了为闭合腔体，或者在左右方向上，呈敞开口外；还可以仅在凸起12的一个侧壁上开设与外界连通的敞开口。

例如，沿石墨膜2的宽度方向(前后方向)，凸起12的一个侧壁为与外界连通的第二敞开口，或者沿石墨膜2的长度方向(左右方向)，凸起12的一个侧壁为与外界连通的敞开口111。便于外界空气进入到安装空间13内，空气与石墨膜2发生对流换热，提高换热效率。

实施例7

本实施例提供一种导热石墨膜的复合结构的制备工艺，以实施例1中单层石墨膜2和两层金属片的复合结构为例，其包括如下步骤：

S10：将石墨膜2安装在第一层的金属片顶部表面的凹槽11内；

S20：将第二层的金属片底部的凹槽11套设在石墨膜2的顶部上，使得第二层金属片的凹槽11周围的凸起12的底部表面与第一层金属片的凹槽11周围的凸起12的顶部表面抵靠正对；

S30：通过紧固件将第一层金属片的凸起12与第二层金属片的凸起12固定连接。

此实施方式的导热石墨膜2的复合结构，只需将石墨膜2安装在两个金属片的凹槽11形成的安装凹槽11内即可，无需像现有技术中对石墨膜2整个表面粘胶，在竖直方向上，使得石墨膜2传递的热量经金属片传递出去，增大导热性能，整个制备方法简单。

作为第一个可替换的实施方式，在S10步骤中，在第一层的金属片的凹槽11周围的凸起12顶部表面上涂上热固化胶；

在S20步骤中，当第二层的金属片的凸起12的底部表面与第一层的金属片的凸起12的顶部表面上的热固化胶接触并挤压时，将第二层金属片上的凸起12与第一层金属片上的凸起12粘接固定，不需要S30步骤。

作为第二个可替换的实施方式，也是用热固化胶将第一层金属片上的凸起12与第二层金属片上的凸起12固定，但在S20步骤中，在第二层金属片的凸起12的底部表面上涂有热固化胶，当第二层金属片的凹槽11套设在石墨膜2顶部上时，第二层金属片上的凸起12的热固化胶就与第一层金属片上的凸起12顶部表面粘接固定，就不需要S30步骤，将两层金属片固定连接。

此实施方式的复合结构的制备工艺，在将第一层金属片与第二层金属片正对压合时，就可以通过热固化胶粘接固定，进一步地简化复合结构的制备过程。

实施例8

本实施例提供一种导热石墨膜的复合结构的制备工艺，以实施例2中三层石墨膜2和四层金属片的复合结构为例，其包括如下步骤：

S10：将第一层石墨膜2安装在底层的金属片顶部表面的凹槽11内；

S20：将第二层的金属片底部的凹槽11套设在第一层石墨膜2的顶部上，使得第二层金属片的凹槽11周围的凸起12的底部表面与底层金属片的凹槽11周围的凸起12的顶部表面抵靠正对；

S25：在第二层金属片顶部表面上的凹槽11内安装第二层石墨膜2，再将第三层金属片底部的凹槽11套设在第二层石墨膜2上，使得第三层金属片的凹槽11周围的凸起12的底部表面与第二层金属片的凹槽11周围的凸起12的顶部表面抵靠正对；

再在第三层金属片的顶部表面上的凹槽11内安装第三层石墨膜2，再将顶层金属片底部的凹槽11套设在第三层石墨膜2上，使得顶层金属片的凹槽11周围的凸起12的底部表面与第三层金属片的凹槽11周围的凸起12的顶部表面抵靠且正对；

S30：通过紧固件将底层金属片的凸起12、第二层金属片的凸起12、第三层金属片的凸起12以及顶层金属片的凸起12固定连接。

此实施方式的导热石墨膜2的复合结构的制备工艺，体现了多层石墨膜2的制备过程，其本质与实施例7中提供的第一个实施方式的复合结构制备工艺一致。

作为变形，还可以采用实施例1中提供的第一个可替换实施方式和第二个可替换实施方式中采用热固化胶来固定相邻两层金属片的凸起12的制备过程。

也即，在具有多层石墨膜2的复合结构中，先在底层固定片1的顶部表面上的凹槽11内装入第一层石墨膜2，再将第二层固定片1底部的凹槽11套设在第一层石墨膜2的顶部上，依次类推，在每层固定片1上先安装石墨膜2再安装位于其上方的固定片1，直到安装到位于顶层的固定片1位置，最后再采用紧固件将所有层的固定片1的凸起12连接；或者在安装每层固定片1时，采用热固化胶，将相邻两层固定片1的凸起12直接粘接固定。或者采用其他的固定方式，例如点焊，在安装上层的固定片1时，将该固定片1的凸起12直接点焊到位于与其相邻的下层固定片1的凸起12上；或者待所有层固定片1都安装好后，采用夹具将所有层的固定片1的凸起12夹持固定。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。