CN113421866A - 用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及5G散热材料领域，具体公开了一种用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片及其制作方法。其技术要点是：用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片由聚酰亚胺骨架和石墨烯基体组成，所述聚酰亚胺骨架与石墨烯基体形成三维桥接的微链锁状结构。本申请制备得到的石墨烯散热片，垂直导热率可达到100W/mK以上，为一般导热膜的10倍左右，且可以承受较大的伸长和折叠变形外部弯曲，具有优良的柔韧性。

Description

用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的 石墨烯散热片及其制作方法

技术领域

本申请涉及5G散热材料技术领域，更具体地说，它涉及一种用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片及其制作方法。

背景技术

5G通讯的盛行，除了手机外，云端与数据中心建置、自动驾驶、电动车等新时代产业大趋势，随着功率的增加和产品越做越薄，电子仪器及设备朝轻、薄、短、小、复合式等方向发展，在高频工作频率下，半导体领域中，电子组件产生的热量迅速积累增加，日益显现出热量如何发散的问题而直接产品的稳定度。

热管理材料广泛用于冷却大功率电子设备并保证设备以高速及高效率方式运行，并且具有长期可靠性。但大功率、高发展集成设备长期以来一直面临着技术工程问题，此外，智能设备和可挠式电子设备的发展，驱使了新的挑战，即除了高散热要求外也需要同时符合柔性基板设计要求。所以开发具有出色导热性能的材料、有效释放热量、及简易的可加工性使得能用于下一代集成电路和可挠性器材，已变得至关重要。

在大功率电子设备中，过去数十年中，因为金属的高导热系数，大部分使用金属材料作为热管理组件。然而、高密度、高刚度、高腐蚀性、以及有限的散热系数（≈400W/mK），严重阻碍了它们在大功率、柔性设备中的可行应用。

作为替代方案，石墨、石墨烯及其复合材料散热片具有许多非常优异的散热特性，例如人造石墨膜，其xy方向热传导率高达1600W/mK，密度约为1.6-1.9g/cm³，同时具柔软性、可挠折以及电磁波遮蔽(EMI)效果，可满足薄型化及高功能化行动智能的散热需求。但其除了有优异的xy方向热传导率可快速将热量往x与y平面方向散去的优点之外，其最大的缺点是z方向的热传导率仅有3-5W/mK，优化z轴导热值是非常重要的课题之一。另外，高度有序且致密石墨烯的结构虽为导热性提供了坚实的基础，但却会因此牺牲了一些柔韧性。

针对上述中的相关技术，发明人认为目前相关技术中的石墨烯膜在垂直方向导热性和柔韧性方面还有待提升。

发明内容

为了开发一种低成本、易于量产的高z轴导热值散热片技术，且同时具备高垂直方向导热性和高柔韧性，本申请提供一种用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片及其制作方法。

第一方面，本申请提供一种用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片，采用如下的技术方案：

一种用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片，由聚酰亚胺骨架和石墨烯基体组成，所述聚酰亚胺骨架与石墨烯基体形成三维桥接的微链锁状结构。

通过采用上述技术方案，利用石墨烯纳米皱折和由二维石墨烯纳米片与聚酰亚胺纤维缠绕而成的三维微观结构的结合，制备成具有超柔韧性和可折叠性收缩的碳纤维结构。通过调节氧化石墨烯含量，建立垂直倾斜在聚酰亚胺纤维石墨化的骨架状结构片材，从而形成三维桥接的微链锁状结构。本申请制备得到的石墨烯散热片，垂直导热率可达到100W/mK以上，为一般导热膜的10倍左右，其具有超金属的传热和传热功能，使得成为合适的热接口材料（TIM），在设计时提供了新颖有效的策略，供下一代热管理设备使用。

进一步优选为，所述聚酰亚胺骨架与石墨烯基体的质量比为1:(0.6-1)。

通过采用上述技术方案，将聚酰亚胺骨架与石墨烯基体的质量比控制为1:(0.6-1)，得到的石墨烯散热片在一定厚度范围内具有最佳性能。

进一步优选为，所述石墨烯散热片的水平导热率≥1400W/mK，垂直导热率≥100W/mK；通过耐折性测试，承受半径为100μm、折叠角度为180°时，折叠次数＞1000次。

进一步优选为，所述聚酰亚胺骨架的制备方法为：将聚酰亚胺纤维、粘合剂、分散剂和去离子水进行混合，并于800-1200rpm转速下，分散15-30Min，得到聚酰亚胺纤维浆料，将聚酰亚胺纤维浆料涂布到PET膜材表面并于60-80℃下进行烘干，即得聚酰亚胺骨架。

通过采用上述技术方案，采用聚酰亚胺作为骨架，由于聚酰亚胺纤维具有定义明确的分子结构，提供良好的石墨化特性以及优质碳素产品，其纤维形态的一维结构能提供固定方向的导热效果；此外，氧化石墨烯结构中丰富的含氧和含氮官能团，能和聚酰亚胺纤维纤维浆料之间具有良好的润湿性，增强与氧化石墨烯的相互作用。

进一步优选为，所述聚酰亚胺纤维、粘合剂、分散剂和去离子水的质量比为20:3:25:50000。

通过采用上述技术方案，采用上述比例各原料制备得到的聚酰亚胺骨架具有良好的一维结构和均匀的供氧化石墨烯嵌入的孔隙。

进一步优选为，所述粘合剂为聚乙烯醇，所述分散剂为聚丙烯酰胺。

通过采用上述技术方案，聚乙烯醇在水中溶解度较高，与亲水性的纤维具有很好的粘结力，以其作为粘合剂，得到的聚酰亚胺骨架具有较高的强度；聚丙烯酰胺热稳定好，且能以任意比例溶于水，极少用量的聚丙烯酰胺，即可受到极大的絮凝效果。

进一步优选为，所述石墨烯基体为氧化石墨烯分散液，其制备方法为：

S1、在冰浴温度＜2℃的条件下，将1重量份石墨粉和3重量份硝酸钠分散在50重量份、质量分数为98%的硫酸中，升温至0-5℃，然后在4h内逐渐加入6重量份的高锰酸钾，继续反应20h；

S2、将上述反应物倒入到1000重量份的冰水中，并逐渐添加30重量份、质量分数为3%的双氧水，直至无气体产生；

S3、加入500重量份去离子水，1000-1200rpm下离心，直至上层澄清液pH=7，400W超声处理，得到分散液，继续离心去除残留沉淀物，得到氧化石墨烯分散液。

第二方面，本申请提供一种用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片的制备方法，采用如下的技术方案：

一种用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚酰亚胺骨架浸入到氧化石墨烯分散液中，保持15min，形成复合膜；

（2）将复合膜在1200℃下碳化2h，然后通惰性气体，升温至2300℃，石墨化1h，冷却至室温，再经过30MPa压实30min，即得石墨烯散热片。

通过采用上述技术方案，先将聚酰亚胺纤维浆料干燥制成骨架，所得到的聚酰亚胺骨架具有较大的层间间距和微孔，将其浸入到氧化石墨烯分散液中，氧化石墨烯能够完全嵌入，在热处理过程中，聚酰亚胺的骨架状允许一部分石墨烯片垂直站立，相邻的石墨烯层平面以形成3D结构微孔，这种整体的纳米皱纹结构连续弯曲并致密化，使薄膜具有维持的能力，且大幅提高了柔韧性。

对复合膜进行诱导石墨化，可增加复合膜的孔隙率和孔体积，高温处理也扩大了复合膜的孔径，然后压力处理可使得散热片从原料的亮黑色转变为银灰色，相邻的石墨烯散热片粘结在一起压制后形成具有丰富纳米皱纹的完整连续表面。

第三方面，本申请提供另一种用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片的制备方法，采用如下的技术方案：

一种用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片的制备方法，包括以下步骤：

（1）将聚酰亚胺纤维浆料与氧化石墨烯分散液混合均匀，得到混合液，将混合液以卷对卷方式连续式涂布至PET膜材表面，并在40-80℃的温度下，持续烘干24h，即得复合膜；

（2）将复合膜在1200℃下碳化2h，然后通惰性气体，升温至2300℃，石墨化1h，冷却至室温，再经过30MPa压实30min，即得石墨烯散热片。

通过采用上述技术方案，采用卷对卷方式连续式涂布替代聚酰亚胺骨架浸涂氧化石墨烯分散液，无需将聚酰亚胺纤维浆料制成聚酰亚胺骨架，可直接将纤维浆料与氧化石墨烯分散液进行混合，然后进行涂布干燥，其制备效率高，制备简单，适合工业规模化生产。

进一步优选为，所述混合液在PET膜材表面的涂覆厚度为5-50μm。

通过采用上述技术方案，将散热片的厚度控制在上述厚度区间之内，其涂布效果好，且导热性能与机械性能优良。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

（1）本申请利用石墨烯纳米皱折和由二维石墨烯纳米片与聚酰亚胺纤维缠绕而成的三维微观结构的结合，制备成具有超柔韧性和可折叠性收缩的碳纤维结构，并通过调节氧化石墨烯含量，建立垂直倾斜在聚酰亚胺纤维石墨化的骨架状结构片材，从而形成三维桥接的微链锁状结构，得到石墨烯散热片不仅具有高柔韧性，且在垂直方向的导热率达到100W/mK以上；

（2）本申请提供了一种石墨烯散热片的制备方法，首先制备聚酰亚胺骨架和氧化石墨烯分散液，然后将具有较大层间间距和微孔的聚酰亚胺骨架浸入氧化石墨烯分散液中，并通过石墨化等后处理，得到具有高柔韧性的石墨烯散热片；

（3）本申请还提供了另一种石墨烯散热片的制备方法，通过将聚酰亚胺纤维浆料与氧化石墨烯分散液进行直接混合，然后卷对卷连续涂布至PET片材上来得到石墨烯散热片，这种制备方法相对高效，且制备方法简单，适合工业规模化生产。

附图说明

图1为本申请实施例1中聚酰亚胺骨架的结构示意图；

图2为本申请实施例1中以聚酰亚胺骨架浸涂氧化石墨烯分散液后得到的石墨烯散热片的结构示意图，其中PI为聚酰亚胺骨架，GO为石墨烯分散液；

图3为本申请实施例2中以卷对卷方式涂布后得到的石墨烯散热片的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。

制备例

制备例1

一种聚酰亚胺骨架，其通过如下步骤制备获得：将0.02kg聚酰亚胺纤维、0.003kg粘合剂、0.025kg分散剂、50kg去离子水进行混合，并于1000rpm转速下，分散30Min，得到聚酰亚胺纤维浆料，将聚酰亚胺纤维浆料涂布到PET膜材表面并于75℃下进行烘干，即得聚酰亚胺骨架。

其中粘合剂为聚乙烯醇，分散剂为聚丙烯酰胺。

制备例2

一种氧化石墨烯分散液，其通过如下步骤制备获得：

S1、在冰浴温度＜2℃的条件下，将0.01kg石墨粉和0.03kg硝酸钠分散在0.5kg、质量分数为98%的硫酸中，升温至0℃，然后在4h内逐渐加入0.06kg的高锰酸钾，继续反应20h；

S2、将上述反应物倒入到1000mL的冰水中，并逐渐添加0.3kg、质量分数为3%的双氧水，直至无气体产生；

S3、加入5kg去离子水，1100rpm下离心，直至上层澄清液pH=7，400W超声处理，得到分散液，继续离心去除残留沉淀物，得到氧化石墨烯分散液。

实施例

实施例1

一种用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将聚酰亚胺骨架浸入到氧化石墨烯分散液中，保持15min，形成复合膜，所得复合膜中，聚酰亚胺骨架与氧化石墨烯的质量比为1:0.5；

（2）将复合膜放置到高温炉中，并以5℃/min的速率升到1200℃，在1200℃的温度下继续碳化2h，然后通入氮气，并以5℃/min的速率升温至2300℃，石墨化1h，冷却至室温25℃；

（3）将石墨化后的复合膜夹在两个光滑的铜片/石墨板之间，并在30MPa的压力下保持30min，即得。

本实施例上述的聚酰亚胺骨架由制备例1制得，氧化石墨烯分散液由制备例2制得。

本实施例制备得到的用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片，其由聚酰亚胺骨架和石墨烯基体组成，且聚酰亚胺骨架与石墨烯基体形成三维桥接的微链锁状结构，其中聚酰亚胺骨架如图1所示，石墨烯散热片结构如图2所示。

实施例2

一种用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将聚酰亚胺骨架浸入到氧化石墨烯分散液中，保持15min，形成复合膜，所得复合膜中，聚酰亚胺骨架与氧化石墨烯的质量比为1:0.6；

（2）将复合膜放置到高温炉中，并以5℃/min的速率升到1200℃，在1200℃的温度下继续碳化2h，然后通入氮气，并以5℃/min的速率升温至2300℃，石墨化1h，冷却至室温25℃；

（3）将石墨化后的复合膜夹在两个光滑的铜片/石墨板之间，并在30MPa的压力下保持30min，即得。

本实施例上述的聚酰亚胺骨架由制备例1制得，氧化石墨烯分散液由制备例2制得。

本实施例制备得到的用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片，其由聚酰亚胺骨架和石墨烯基体组成，且聚酰亚胺骨架与石墨烯基体形成三维桥接的微链锁状结构，其中聚酰亚胺骨架如图1所示，石墨烯散热片结构如图2所示。

实施例3

一种用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将聚酰亚胺骨架浸入到氧化石墨烯分散液中，保持15min，形成复合膜，所得复合膜中，聚酰亚胺骨架与氧化石墨烯的质量比为1:0.8；

（2）将复合膜放置到高温炉中，并以8℃/min的速率升到1200℃，在1200℃的温度下继续碳化2h，然后通入氮气，并以8℃/min的速率升温至2300℃，石墨化1h，冷却至室温25℃；

（3）将石墨化后的复合膜夹在两个光滑的钨片之间，并在30MPa的压力下保持30min，即得。

本实施例上述的聚酰亚胺骨架由制备例1制得，氧化石墨烯分散液由制备例2制得。

本实施例制备得到的用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片，其由聚酰亚胺骨架和石墨烯基体组成，且聚酰亚胺骨架与石墨烯基体形成三维桥接的微链锁状结构，其中聚酰亚胺骨架如图1所示，石墨烯散热片结构如图2所示。

实施例4

一种用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）将聚酰亚胺骨架浸入到氧化石墨烯分散液中，保持15min，形成复合膜，所得复合膜中，聚酰亚胺骨架与氧化石墨烯的质量比为1:1；

（2）将复合膜放置到高温炉中，并以10℃/min的速率升到1200℃，在1200℃的温度下继续碳化2h，然后通入氮气，并以10℃/min的速率升温至2300℃，石墨化1h，冷却至室温25℃；

（3）将石墨化后的复合膜夹在两个光滑的钨片之间，并在30MPa的压力下保持30min，即得。

本实施例上述的聚酰亚胺骨架由制备例1制得，氧化石墨烯分散液由制备例2制得。

本实施例制备得到的用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片，其由聚酰亚胺骨架和石墨烯基体组成，且聚酰亚胺骨架与石墨烯基体形成三维桥接的微链锁状结构，其中聚酰亚胺骨架如图1所示，石墨烯散热片结构如图2所示。

实施例5

一种用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）按照质量比1:0.6，将聚酰亚胺纤维浆料与氧化石墨烯分散液混合均匀，得到混合液，将混合液以卷对卷方式连续式涂布至PET膜材表面，速度为3m/min，并在40℃的温度下，持续烘干24h，即得复合膜；

（2）将复合膜放置到高温炉中，并以5℃/min的速率升到1200℃，在1200℃的温度下继续碳化2h，然后通入氮气，并以5℃/min的速率升温至2300℃，石墨化1h，冷却至室温；

（3）将石墨化后的复合膜夹在两个光滑的铜片/石墨板之间，并在30MPa的压力下保持30min，即得。

本实施例上述的聚酰亚胺骨架由制备例1制得，氧化石墨烯分散液由制备例2制得。

本实施例制备得到的用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片，其由聚酰亚胺纤维浆料和石墨烯分散液混合后制备而成，其结构如图3所示。

实施例6

一种用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）按照质量比1:0.8，将聚酰亚胺纤维浆料与氧化石墨烯分散液混合均匀，得到混合液，将混合液以卷对卷方式连续式涂布至PET膜材表面，速度为8m/min，并在80℃的温度下，持续烘干24h，即得复合膜；

（2）将复合膜放置到高温炉中，并以8℃/min的速率升到1200℃，在1200℃的温度下继续碳化2h，然后通入氮气，并以8℃/min的速率升温至2300℃，石墨化1h，冷却至室温；

（3）将石墨化后的复合膜夹在两个光滑的铜片/石墨板之间，并在30MPa的压力下保持30min，即得。

本实施例上述的聚酰亚胺骨架由制备例1制得，氧化石墨烯分散液由制备例2制得。

本实施例制备得到的用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片，其由聚酰亚胺纤维浆料和石墨烯分散液混合后制备而成，其结构如图3所示。

实施例7

一种用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片的制备方法，具体包括以下步骤：

（1）按照质量比1:1，将聚酰亚胺纤维浆料与氧化石墨烯分散液混合均匀，得到混合液，将混合液以卷对卷方式连续式涂布至PET膜材表面，速度为8m/min，并在80℃的温度下，持续烘干24h，即得复合膜；

（2）将复合膜放置到高温炉中，并以10℃/min的速率升到1200℃，在1200℃的温度下继续碳化2h，然后通入氮气，并以10℃/min的速率升温至2300℃，石墨化1h，冷却至室温；

（3）将石墨化后的复合膜夹在两个光滑的铜片/石墨板之间，并在30MPa的压力下保持30min，即得。

本实施例上述的聚酰亚胺骨架由制备例1制得，氧化石墨烯分散液由制备例2制得。

本实施例制备得到的用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片，其由聚酰亚胺纤维浆料和石墨烯分散液混合后制备而成，其结构如图3所示。

性能检测试验

分别对实施例1-7制得的石墨烯散热片进行性能测试。

其中垂直导热率依据《石墨烯粉体导热系数的测定》（广东省特种设备行业协会团体标准制定）进行测定。测试结果计入下表1中。

表1 性能测试结果

测试项目	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7
								垂直导热率(W/mK)	150	162	163	160	154	152	148
100μm、180°折叠次数（次）	1019	1200	1257	1104	1043	1027	1010
								折叠1000次后的电阻增加率	11.0%	7.5%	7.1%	8.2%	9.6%	10.5%	11.3%

由上表1中测试结果可以看出，实施例1-4制备的石墨烯散热片，垂直导热率性能、柔韧性能均稍优于实施例5-7；说明采用聚酰亚胺骨架浸入石墨烯分散液的方法，以及聚酰亚胺纤维浆料与石墨烯分散液混合成型的方法，前者制备的散热片性能要优于后者制备的散热片性能。

其中，实施例3为最优实施例，垂直导热率可达到163W/mK，半径为100μm、弯曲角度为180°折叠达到1257次循环弯曲，且循环1000次后的电阻仅增加了7.1%。

综上说明本申请制备的石墨烯散热片导热性能优良，而且具有优异的柔韧性能和力学性能，适用于半导体组件中相关设备的散热。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，本申请的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本申请思路下的技术方案均属于本申请的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片，其特征在于，由聚酰亚胺骨架和石墨烯基体组成，所述聚酰亚胺骨架与石墨烯基体形成三维桥接的微链锁状结构。

2.根据权利要求1所述的用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片，其特征在于，所述聚酰亚胺骨架与石墨烯基体的质量比为1:(0.6-1)。

3.根据权利要求1所述的用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片，其特征在于，所述石墨烯散热片的水平导热率≥1400W/mK，垂直导热率≥100W/mK；通过耐折性测试，承受半径为100μm、折叠角度为180°时，折叠次数＞1000次。

4.根据权利要求1所述的用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片，其特征在于，所述聚酰亚胺骨架的制备方法为：将聚酰亚胺纤维、粘合剂、分散剂和去离子水进行混合，并于800-1200rpm转速下，分散15-30Min，得到聚酰亚胺纤维浆料，将聚酰亚胺纤维浆料涂布到PET膜材表面并于60-80℃下进行烘干，即得聚酰亚胺骨架。

5.根据权利要求4所述的用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片，其特征在于，所述聚酰亚胺纤维、粘合剂、分散剂和去离子水的质量比为20:3:25:50000。

6.根据权利要求4所述的用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片，其特征在于，所述粘合剂为聚乙烯醇，所述分散剂为聚丙烯酰胺。

7.根据权利要求1所述的用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片，其特征在于，所述石墨烯基体为氧化石墨烯分散液，其制备方法为：

S1、在冰浴温度＜2℃的条件下，将1重量份石墨粉和3重量份硝酸钠分散在50重量份、质量分数为98%的硫酸中，升温至0-5℃，然后在4h内逐渐加入6重量份的高锰酸钾，继续反应20h；

S2、将上述反应物倒入到1000重量份的冰水中，并逐渐添加30重量份、质量分数为3%的双氧水，直至无气体产生；

S3、加入500重量份去离子水，1000-1200rpm下离心，直至上层澄清液pH=7，400W超声处理，得到分散液，继续离心去除残留沉淀物，得到氧化石墨烯分散液。

8.权利要求1-7任一所述的用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将聚酰亚胺骨架浸入到氧化石墨烯分散液中，保持15min，形成复合膜；

（2）将复合膜在1200℃下碳化2h，然后通惰性气体，升温至2300℃，石墨化1h，冷却至室温，再经过30MPa压实30min，即得石墨烯散热片。

9.权利要求1-7任一所述的用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将聚酰亚胺纤维浆料与氧化石墨烯分散液混合均匀，得到混合液，将混合液以卷对卷方式连续式涂布至PET膜材表面，并在40-80℃的温度下，持续烘干24h，即得复合膜；

（2）将复合膜在1200℃下碳化2h，然后通惰性气体，升温至2300℃，石墨化1h，冷却至室温，再经过30MPa压实30min，即得石墨烯散热片。

10.根据权利要求9所述的用于半导体组件中具有三维结构超高垂直方向热传导系数的石墨烯散热片的制备方法，其特征在于，所述混合液在PET膜材表面的涂覆厚度为5-50μm。

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