CN212493755U - 一种气刀刮膜设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种刮膜设备，尤其涉及一种气刀刮膜设备。包括载样传送带，所述的载样传送带入口端的上方设有胶桶，所述的载样传送带的尾端设有干燥箱，所述的胶桶与干燥箱间设有气刀室。操作方便，提升产品质量。

Description

一种气刀刮膜设备

技术领域

本实用新型涉及一种刮膜设备，尤其涉及一种气刀刮膜设备。

背景技术

芯片的功率密度迅速增大，其内部的热流密度也随之增加，从而使芯片散热面临严峻的考验，芯片热管理的需求急剧增加。低热阻、高热导率的散热材料能有效地将芯片产生的热量快速导出并耗散掉。同时，半导体集成电路制造工艺从100纳米级别制程发展到目前的10纳米级制程，芯片功率密度急剧升高，越来越接近供认的150W/cm²的极限，高性能芯片的热问题已经成为制约芯片工作效率的关键难题之一。

集成电路芯片的散热材料主要包括散热片用材料、热界面材料和聚合物基***封装散热材料三类，其中散热片用材料主要是铜铝等高导热金属材料，用于制备封装***的被动散热片，并与其它组件如风冷、液冷装置耦合；热界面材料则用于连接芯片和散热片等以形成主要的导热通路，将热量从芯片有效传导至***散热设施；***封装散热材料则主要是含有高导热粒子的聚合物基复合材料，在封装结构中起辅助散热作用。通用性散热技术是将芯片热量直接或通过均热片间接传递至具有强散热能力的散热片上。虽然液体冷却、微流道冷却等散热冷却技术具有较高散热能力，但上述方法主要依靠固-固接触方法连接芯片与散热片，接触表面存在微米级的粗糙度和弯曲，实际界面接触面积少，仅占名义接触面积的1-2％左右。大部分界面间充斥着热传递性能极差的空气 (热导率为0.023W/mK)或其它介质(如散热油)，界面热阻过大，使得芯片工作时产生的大量热量不能经由封装外壳有效的传递出去，反而累积起来最终造成器件内部温度大幅提高。因此，固体-固体间的热量传递实际应用效果很差，使整个散热***的散热效率大大降低，即便使用了液态金属、液冷等高性能散热材料也无法发挥其应有的作用。

用于固体-固体之间填充空隙的导热介质称为热界面材料，热界面材料作用就是依靠其本身的流动性对固体界面凹凸不平的空隙进行填充，挤出界面上残余空气或其他低导热系数介质，增加散热通道，减小***整体热阻和降低电子产品工作温度，使芯片能够长期稳定的运行。通常热界面材料需具备两个方面的性能：第一，材料本身需要拥有良好的导热性能；第二，该材料具有优异的粘结性能和浸润性能，包括热界面材料的粘附力学，润湿性能以及流体性能等，保证能够充填界面空隙，减少接触热阻。高性能热界面材料已经成为芯片的核心功能材料之一，对芯片性能的完全发挥起到关键作用

传统的热界面材料由于其导热系数不高，不利于大规模热量传输，当芯片内部热量在芯片基底内积累到一定程度时，其晶体管材料间会发生微观位移，进一步导致出现孔洞、裂纹、乃至最后的脱落，原本设计的结构遭到破坏，导致最终失效。并且，传统的热界面材料采用的是导热硅脂和导热垫片，存在长期使用过程中容易固化变质，导热系数低、且完全无法应用于液态导热介质等问题因此，研究高导热系数、低接触热阻的基底与界面导热材料变得尤为迫切。

碳纳米管阵列由于其超高的导热性能最有望成为新一代的高导热界面材料。但是碳纳米管阵列本身自支撑强度低，且在液体浸润后蒸发过程中会收缩引起形貌改变，因而在实际应用中，裸露的碳纳米管阵列较易受到外界环境(如复杂力学环境和潮湿环境等)的破坏。所以对其施以一定保护以维持其结构形貌的一致性是较重要的步骤。目前将碳纳米管阵列与聚合物复合是最常用的保护技术。但是传统的浸泡和旋涂法无法控制聚合物的厚度，容易导致聚合物厚度大于碳纳米管阵列的长度，从而使得热界面材料的接触热阻变大，影响热界面材料的性能。由于胶体本身的粘附性，高于碳纳米管阵列的聚合物胶体无法如流体一般去除，同时由于碳纳米管脆弱的机械性能，也无法使用机械刮膜法去除多余的聚合物胶体。因此多余的胶体阻挡了碳纳米管阵列与芯片和散热片之间的接触，影响了热界面材料的散热性能。本实用新型公开的微孔气刀刮膜设备，可利用气刀上多个微型气孔喷出的高速气流，在不损害碳纳米管阵列结构的情况下，刮掉高于碳纳米管阵列表面的聚合物胶体，从而得到与碳纳米管阵列高度相近的聚合物层，实现碳纳米管阵列与聚合物复合加工的可控性。

实用新型内容

本实用新型主要是解决现有技术中存在的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种用于对碳纳米管阵列连续复合加工的微孔气刀刮膜设备，该微孔气刀刮膜设备具有结构简单、成本低、稳定性强、能够实现在不损伤碳纳米管阵列形貌的情况下，精确控制碳纳米管阵列和聚合物胶体复合加工厚度，去除多余聚合物胶体的特点。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种气刀刮膜设备，包括载样传送带，所述的载样传送带入口端的上方设有胶桶，所述的载样传送带的尾端设有干燥箱，所述的胶桶与干燥箱间设有气刀室；

所述的胶桶的左侧端设有一号激光测距仪，所述的气刀室中设有一号微孔气刀室和二号微孔气刀室，所述的一号微孔气刀室的左侧端设有二号激光测距仪，所述的一号微孔气刀室与二号微孔气刀室间设有三号激光测距仪；

所述的一号激光测距仪、二号激光测距仪、三号激光测距仪、一号微孔气刀室与二号微孔气刀室分别与载样传送带呈对应分布。

作为优选，所述的一号微孔气刀室与二号微孔气刀室二者结构相等；所述的一号微孔气刀室的上部设有气刀进气口，所述的一号微孔气刀室的底部设有气刀出气口，所述的一号微孔气刀室中设有20～30个微孔气刀，所述的一号微孔气刀室中每个微孔气刀的孔径为0.5～1mm。

按以下步骤进行：

①涂覆步骤：

提供恒定的压力使聚合物胶体由胶桶的灌胶通道均匀的涂覆在碳纳米管阵列上，聚合物渗透进碳纳米管阵列的孔隙中；

②刮膜步骤：

涂覆过聚合物胶体的碳纳米管阵列经过载样传送带运输到气刀室下方，经气刀室的微孔喷射出的气流刮掉高出碳纳米管阵列本身高度的多余的聚合物胶体，只保留渗透进碳纳米管孔隙中的聚合物胶体，达到即增加了碳纳米管阵列本身机械强度又不会影响其导热性能的目的；

最后将经过微孔气刀刮膜设备处理过的碳纳米管阵列热界面材料经过干燥箱固化成型，得到成型的碳纳米管阵列热界面材料。

胶桶用于装载聚合物胶体，通过灌胶通道将聚合物胶体缓慢均匀涂覆在碳纳米管阵列上，一部分聚合物胶体渗透进碳纳米管孔隙中，多余的覆盖在碳纳米管阵列表面的聚合物胶体将在后续工艺中由微孔气刀刮掉。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的微孔气刀刮膜设备可以精确控制与碳纳米管阵列复合的聚合物胶体的厚度，使复合加工后，碳纳米管阵列中只保留渗透进碳纳米管孔隙中的聚合物胶体，在表面残留的多余胶体经过气刀刮膜刮掉，即增加了碳纳米管阵列本身的机械强度，又不会增加额外的接触热阻，影响热界面材料的性能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中气刀室的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：如图所示，一种气刀刮膜设备，包括载样传送带1，所述的载样传送带1入口端的上方设有胶桶2，所述的载样传送带1的尾端设有干燥箱3，所述的胶桶2与干燥箱3间设有气刀室4；

所述的胶桶2的左侧端设有一号激光测距仪5，所述的气刀室4中设有一号微孔气刀室6和二号微孔气刀室7，所述的一号微孔气刀室6的左侧端设有二号激光测距仪8，所述的一号微孔气刀室6与二号微孔气刀室7间设有三号激光测距仪9；

所述的一号激光测距仪5、二号激光测距仪8、三号激光测距仪9、一号微孔气刀室6与二号微孔气刀室7分别与载样传送带1呈对应分布。

所述的一号微孔气刀室6与二号微孔气刀室7二者结构相等；所述的一号微孔气刀室6的上部设有气刀进气口10，所述的一号微孔气刀室6的底部设有气刀出气口11，所述的一号微孔气刀室6中设有20～30个微孔气刀12，所述的一号微孔气刀室6中每个微孔气刀12的孔径为0.5～1mm。

Claims (2)

1.一种气刀刮膜设备，其特征在于：包括载样传送带（1），所述的载样传送带（1）入口端的上方设有胶桶（2），所述的载样传送带（1）的尾端设有干燥箱（3），所述的胶桶（2）与干燥箱（3）间设有气刀室（4）；

所述的胶桶（2）的左侧端设有一号激光测距仪（5），所述的气刀室（4）中设有一号微孔气刀室（6）和二号微孔气刀室（7），所述的一号微孔气刀室（6）的左侧端设有二号激光测距仪（8），所述的一号微孔气刀室（6）与二号微孔气刀室（7）间设有三号激光测距仪（9）；

所述的一号激光测距仪（5）、二号激光测距仪（8）、三号激光测距仪（9）、一号微孔气刀室（6）与二号微孔气刀室（7）分别与载样传送带（1）呈对应分布。

2.根据权利要求1所述的一种气刀刮膜设备，其特征在于：所述的一号微孔气刀室（6）与二号微孔气刀室（7）二者结构相等；所述的一号微孔气刀室（6）的上部设有气刀进气口（10），所述的一号微孔气刀室（6）的底部设有气刀出气口（11），所述的一号微孔气刀室（6）中设有20～30个微孔气刀（12），所述的一号微孔气刀室（6）中每个微孔气刀（12）的孔径为0.5～1mm。

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