CN202750382U - 石墨烯复合散热膜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种石墨烯复合散热膜，由石墨烯层(1)、粘合层(2)和保护层(3)组成，其特征是所述的石墨烯层表面铺设了粘合层。所述石墨烯复合散热膜提供一种价格便宜，适合大规模生产的散热膜，适应新型的超薄电子终端设备苛刻的散热要求，可以广泛应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑等小空间高散热需求设备中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种散热器，尤其是一种具有高导热超薄型的石墨烯复合散热膜。
背景技术
随着电子器件微型化急速发展，尤其突显的是电子线路板上的元器件日益密集，使得电子产品表面温度也在升高，电子产品的热量管理成为产品设计得重要课题。随着大屏幕触控电子设备的出现，消费电子产品也开始全新的设计方向，更小尺寸，更薄的设计，越发流行。3G，4G手机，平板电脑，电子书，笔记型电脑等，该类电子设备密集的元器件带来产品内部温度的快速升高，而元器件也迫切需要一个相对低温的环境才能可靠的运行，这是散热***需面临解决的问题。
电子产品中的风扇散热***已经不再适应超薄平板化的设计空间，那么则需要有一种新的散热器产品作为替代。石墨烯散热膜可以将热量均匀传递到周围环境中，同时还能保证电子产品外壳温度在用户可以接受的程度内，最高效率的提高用户的舒适度，并且，也达到了避免产品不同部位存在过大温差。目前已经使用的天然石墨材料和人工合成石墨材料已经有了一定改善。但是，由于材料自身限制，天然石墨材料平面导热低于600W/mk，厚度难以低于0.05mm，难于应用一些高功率散热要求高的电子设备，人工合成石墨尺寸有较大限制，难以应用到尺寸超过30cmX30cm大小的电子设备上。
随着电子产品的日新月异的发展，需要性能优异的功能性散热材料，我们为了解决电子产品的狭小空间的散热问题，开发新的复合材料，开创新的热管理技术路线。我们选择了导热碳纤维，纳米碳管，富勒烯，石墨烯，金刚石膜等高导热率，尤其是高导热碳纤维沿着轴向具有最高1200W/mk导热率，金刚石膜最高导热系数2200w/mk，高导石墨烯沿着平面方向最高3000-5600W/mk导热率优选导热性各向异性的高导热碳纤维编织布或，热纤维复合材料或者大尺寸石墨烯或石墨烯高导热复合材料的应用将是未来电子产品热量管理发展的趋势。
石墨烯(Graphene)，基本上是由单层石墨(碳原子)以sp2轨域组成的六角型蜂巢晶格的平面结构，是一种只由一个碳原子厚度所组成的二维材料。石墨烯的二维结构， 一直被认为是无法单独稳定存在的假设性的结构，直至2004年，英国曼彻斯特大学(University of Manchester)物理学家安德烈·海姆(Andre Konstantin Geim)和康斯坦丁·诺沃肖洛夫(Konstantin″Kostya″Novoselov)，成功地从石墨中分离出石墨烯，而证实石墨烯可以单独存在的事实，此两人也因而共同获得2010年诺贝尔物理学奖。石墨烯目前是世上最薄、也是最坚硬的纳米材料，只吸收2.3％的光，可以说几乎是透明的；同时导热系数高达5300W/m·K，高于碳奈米管和金刚石，常温下的电子迁移率就可以超过15000cm2/V·s，而电阻率只约10-6Ω·cm，为目前世上电阻率最小的材料。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是调整石墨烯的用量和结合度，克服了石墨烯复合材料中因为石墨烯层间不完整的结构造成了导热性能的减低，开发新型高导热石墨烯复合散热膜。
一种石墨烯复合散热膜，由石墨烯层(1)、粘合层(2)和保护层(3)组成，其特征是所述的石墨烯层表面铺设了粘合层。
更进一步的，所述石墨烯层(1)的优选厚度为1.82nm。
更进一步的，所述粘合层(2)是压敏胶或热熔胶。
更进一步的，所述保护层(3)是树脂膜或金属膜。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：提供一种价格便宜，适合大规模生产的高导热超薄石墨烯复合散热膜，适应新型的超薄电子终端设备苛刻的散热要求。
附图说明
图1是本实用新型所述的结构示意图，其中：(1)为石墨烯层，(2)为粘合层，(3)为保护层
具体实施方式
本实用新型的实现具有多种方式，以下优选例为为了公众更好的理解本实用新型所述的技术内容，而不是对所述技术内容的限制。事实上，在不违反本实用新型所述发明精神实质内所做的对任意元件的增减、替换和改进都在本实用新型所要求保护的技术方案之内。
实施例1：
采用0.018mm铜箔作为支撑层，采用CVD法沉积石墨烯到铜箔表面控制碳源气体含量沉积石墨烯层0.007mm，制备成带铜支撑层的石墨烯膜，在石墨烯表面贴合粘合层，粘合层采用双面胶带0.005mm厚度，可以从NITTO公司购买Nitto 5600双面胶带，厚度0.005mm。制备好的石墨烯散热膜总厚度0.03mm，具有超薄的厚度，良好的导热热性能。石墨烯层导热性可达到1000W/mk，具有良好的可加工性。
通过改进CVD设备可以达到连续铜箔进入CVD沉积石墨烯，形成卷装材料，便于大规模批量生产。
实施例2：
采用0.018mm铜箔作为支撑层，采用CVD法合成生成0.01mm墨烯膜在铜层表面，热喷涂聚酯树脂0.005烯表面，得到铜，石墨烯，树脂复合薄膜0.01mm厚度，腐蚀去除0.018mm铜层，得到带树脂支撑层的石墨烯层0.015mm，贴合0.01mm粘合层后，得到0.025mm石墨烯散热膜，石墨烯层热传导系数1000W/mk
实施例3：
采用的单面强粘合胶带作为支撑层，采用胶带剥离法制备石墨烯。具体实施如下采用热分解石墨TPG作为石墨烯来源，热分解石墨可以从General Electric Company购买，先将热解石墨固定于平面，贴合单面强粘胶带，胶带可以采用DAINIPPON INK ANDCHEMICALS公司购买LS-025H单面胶带，厚度0.05mm。把LS-025H单面胶带贴合于热解石墨表面，用橡胶滚轮均匀施压后，使用平板压力机施加300PSI压力，并保持压力状态8小时后，然后按180°剥离LS-025H胶带使用平板压合设备对所得到的单面胶带与石墨烯复合物，控制石墨烯为0.005mm～0.015mm。使最终石墨烯与支撑层总厚度稳定在0.06mm，贴合Nitto 5601胶带，复合成厚度0.07mm石墨烯散热膜，石墨烯层导热系数1750W/mk。
本发明石墨烯散热膜降温效果明显，而且可采用工业化制造方法大幅降低成本，自动化生产，可以广泛应用于智能手机、平板电脑、笔记本电脑等小空间高散热需求设备中去。
Claims (4)
1.一种石墨烯复合散热膜，由石墨烯层(1)、粘合层(2)和保护层(3)组成，其特征是所述的石墨烯层表面铺设了粘合层。
2.根据权利要求1所述的石墨烯复合散热膜，其特征在于所述石墨烯层(1)的优选厚度为1.82nm。
3.根据权利要求1所述的石墨烯复合散热膜，其特征在于所述粘合层(2)是压敏胶或热熔胶。
4.根据权利要求1所述的石墨烯复合散热膜，其特征在于所述保护层(3)是树脂膜或金属膜。
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| CN106113731A (zh) * | 2016-06-23 | 2016-11-16 | 深圳市莱必德电子材料有限公司 | 石墨烯导热散热膜 |
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2011
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