CN104310379A - 高模量石墨散热片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高模量石墨散热片，所述高模量石墨散热片通过以下工艺方法获得：将聚酰胺酸溶液中加入三乙胺，涂覆于一有机基材层上；放置于真空环境的烘箱中，从而获得聚酰亚胺薄膜；将聚酰亚胺薄膜在惰性气体保护下，从室温升温至250℃，后升温至500℃，然后以升温至800℃；再升温至1200℃，保存0.9~1.1小时后冷却，从而获得预烧制的碳化膜；采用压延机压延所述步骤四的预烧制的碳化膜；升稳至2400℃，再升温至2900℃，从而获得主烧制的石墨膜；然后将所得的主烧制的石墨膜进行压延从而获得所述石墨散热片。本发明在垂直方向和水平方向均提高了导热性能，避免了局部过热，导热速度快，实现了导热性能的均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及一种高模量石墨散热片，属于胶粘带技术领域。
背景技术
石墨散热片因其特有的性能在电子类产品中得到较为广泛的使用。为了更好的进行散热，通常情况下是将石墨导热散热片粘结在需要散热的物体的表面。传统的粘结方法是用胶水将石墨导热散热片粘结，这种粘结方式操作比较复杂，而且需要在粘结时具体的进行作业，这样有可能造成胶水的不均匀带来的粘结不牢固的问题。
同时，由于石墨易碎的特性，有时需要在石墨的表面粘结金属片，这同样带来操作复杂、粘结不牢等问题。对于用胶水粘结的复合石墨导热散热片，因为用胶水粘结的结果是不均匀的，容易脱落，并且耐温低，在高温下容易挥发失去粘结效果。现有石墨散热片，其导热系数一般低于600，而石墨单晶面向导热系数可达2200，由此可见石墨散热片的导热性能在理论上有很大的上升空间。此外，由于石墨容易形成层状晶体结构，而层间不存在有序的结构，所以具有显著的各向异性，即轴向导热系数往往只有面向的几十分之一，这种特性限制了石墨散热片的应用范围。如何获得克服上述技术问题的高导热散热系数石墨散热片，成为本领域技术人员努力的方向。
发明内容
本发明目的是提供一种高模量石墨散热片，该高模量石墨散热片在垂直方向和水平方向均提高了导热性能，避免胶带局部过热，既有利于热量的扩散也避免胶带局部过热，提高了产品的性能和寿命，且产品通用性和便利性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高模量石墨散热片，所述高模量石墨散热片通过以下工艺方法获得，此工艺方法包括以下步骤：
步骤一、将聚酰胺酸溶液中加入三乙胺，充分搅拌后涂覆于一有机基材层上；
步骤二、在氮气保护下，80℃恒温1小时；
步骤三、放置于真空环境的烘箱中，100℃恒温0.9~1.1小时，然后升温到300℃，恒温0.9~1.1小时后自然冷却，从而获得聚酰亚胺薄膜；
步骤四、 将聚酰亚胺薄膜在惰性气体保护下，从室温升温至250℃，保持0.9~1.1小时，然后升温至500℃，保持1小时；然后以升温至800℃，保持0.9~1.1小时；再升温至1200℃，保存0.9~1.1小时后冷却，从而获得预烧制的碳化膜；
步骤五、采用压延机压延所述步骤四的预烧制的碳化膜；
步骤六、以19~21度/min的速度升至2400℃，保持0.9~1.1小时，再升温至2900℃，保持1.8~2.2小时后冷却，从而获得主烧制的石墨膜；
步骤七、然后步骤六所得的主烧制的石墨膜进行压延从而获得所述石墨散热片。
上述技术方案中进一步改进的方案如下：
1、上述方案中，所述步骤四中 将聚酰亚胺薄膜在惰性气体保护下，以4~6度/min速度从室温升至250℃，保持0.9~1.1小时，然后以2.5~3.5度/min，升至500℃，保持1小时；然后以4~6度/min的速度升至800℃，保持0.9~1.1小时；再以9~11度/min的速度升至1200℃，保存0.9~1.1小时后冷却，从而获得预烧制的碳化膜。
2、上述方案中，所述步骤三、放置于真空环境的烘箱中，100℃恒温1小时，然后升温到300℃，恒温1小时后自然冷却，从而获得聚酰亚胺薄膜。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
1. 本发明高模量石墨散热片，其在垂直方向和水平方向均提高了导热性能，避免胶带局部过热，实现了导热性能的均匀性，既有利于热量的扩散也避免局部过热，提高了产品的性能和寿命，且产品通用性和便利性。
2. 本发明高模量石墨散热片，其基于本发明特定组分和工艺形成双向拉伸、高模量的石墨层，可降低聚酰亚胺薄膜在烧结过程中的体积收缩。
附图说明
附图1为本发明聚酰亚胺薄膜的热失重示意图；
附图2为本发明聚酰亚胺薄膜的热量变化示意图；
附图3为本发明高模量石墨散热片XRD衍射图谱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例：一种高模量石墨散热片，所述高模量石墨散热片通过以下工艺方法获得，此工艺方法包括以下步骤：
步骤一、将聚酰胺酸溶液中加入三乙胺，充分搅拌后涂覆于有机基材层上；
步骤二、在氮气保护下，80℃恒温1小时；
步骤三、放置于真空环境的烘箱中，100℃恒温1小时，然后升温到300℃，恒温1小时后自然冷却，从而获得聚酰亚胺薄膜；
步骤四、 将聚酰亚胺薄膜在惰性气体保护下，以5度/min速度从室温升至250℃，保持1小时，然后以3度/min，升至500℃，保持1小时；然后以5度/min的速度升至800℃，保持1小时；再以10度/min的速度升至1200℃，保存1小时后冷却，从而获得预烧制的碳化膜；
步骤五、采用压延机压延所述步骤四的预烧制的碳化膜；
步骤六、以20度/min的速度升至2400℃，保持1小时，再以20度/min的速度升至2900℃，保持2小时后冷却，从而获得主烧制的石墨膜；
步骤七、然后步骤六所得的主烧制的石墨膜进行压延从而获得所述石墨散热片。
本实施例高模量石墨散热片，垂直导热系数为260W/ M K，水平导热系数为1600W/M K，耐弯曲实验＞10000（R5/180°）。
采用上述高模量石墨散热片时，其在垂直方向和水平方向均提高了导热性能，避免胶带局部过热，实现了导热性能的均匀性，既有利于热量的扩散也避免局部过热，提高了产品的性能和寿命，且产品通用性和便利性；其次，其基于本发明特定组分和工艺形成双向拉伸、高模量的石墨层，可降低聚酰亚胺薄膜在烧结过程中的体积收缩。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1. 一种高模量石墨散热片，其特征在于：所述高模量石墨散热片通过以下工艺方法获得，此工艺方法包括以下步骤：
步骤一、将聚酰胺酸溶液中加入三乙胺，充分搅拌后涂覆于一有机基材层上；
步骤二、在氮气保护下，80℃恒温1小时；
步骤三、放置于真空环境的烘箱中，100℃恒温0.9~1.1小时，然后升温到300℃，恒温0.9~1.1小时后自然冷却，从而获得聚酰亚胺薄膜；
步骤四、 将聚酰亚胺薄膜在惰性气体保护下，从室温升温至250℃，保持0.9~1.1小时，然后升温至500℃，保持1小时；然后以升温至800℃，保持0.9~1.1小时；再升温至1200℃，保存0.9~1.1小时后冷却，从而获得预烧制的碳化膜；
步骤五、采用压延机压延所述步骤四的预烧制的碳化膜；
步骤六、以19~21度/min的速度升至2400℃，保持0.9~1.1小时，再升温至2900℃，保持1.8~2.2小时后冷却，从而获得主烧制的石墨膜；
步骤七、然后步骤六所得的主烧制的石墨膜进行压延从而获得所述石墨散热片。
2. 根据权利要求1所述的高模量石墨散热片，其特征在于：所述步骤四中 将聚酰亚胺薄膜在惰性气体保护下，以4~6度/min速度从室温升至250℃，保持0.9~1.1小时，然后以2.5~3.5度/min，升至500℃，保持1小时；然后以4~6度/min的速度升至800℃，保持0.9~1.1小时；再以9~11度/min的速度升至1200℃，保存0.9~1.1小时后冷却，从而获得预烧制的碳化膜。
3. 根据权利要求1所述的高模量石墨散热片，其特征在于：所述步骤三、放置于真空环境的烘箱中，100℃恒温1小时，然后升温到300℃，恒温1小时后自然冷却，从而获得聚酰亚胺薄膜。
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