CN102555340B - 一种高散热膜复合结构及其制造方法 - Google Patents

一种高散热膜复合结构及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高散热膜复合结构及其制造方法，属于散热器材领域。该高散热膜复合结构包括有第一金属层、第二金属层以及高散热膜，所述的高散热膜设置于第一金属层与第二金属层之间。制造该高散热膜复合结构的步骤为：步骤1，将高散热膜设置在第一金属层上；步骤2，将第二金属层设置在第一金属层上，中间夹着高散热膜；步骤3，对第一金属层和第二金属层的边缘部分进行热熔处理；步骤4，对中间设置有高散热膜且边缘熔化的第一金属层和第二金属层进行冷却处理，使第一金属层与第二金属层粘附在一起。本发明采用了金属和高散热膜的复合结构，这种复合结构增强了高散热膜的坚硬度，同时也提高了散热效率，增强了其散热性能。

Description

一种高散热膜复合结构及其制造方法
技术领域
本发明属于散热器件领域。
技术背景
电子产品、机械、电力、通信、化工等诸多领域，在产品的加工、生产的过程中，以及使用的过程中，都会产生数量不同的热量。而且，所产生的热量如果不能得到有效散发的话，则会对产品的加工及使用，均有可能造成影响。
目前，各种各样的散热材料已经广泛使用。不同类型的散热材料，会具有不同的性能，比如说，金属材料的导热性能良好，特别是其中的一部分金属材料，如铜、铝、银等，其导热性尤其良好。利用这些金属制成的散热器，比如铜质的散热器、铝质的散热器，也得到普遍应用。
下面列举一下常用的一些散热材料的热导率性能：
铝：237W/m·K；
铜：401W/m·K；
银：420W/m·K；
金：318W/m·K。
因为价格因素，当前使用的绝大多数散热器，是采用铜质材料或者铝制材料来制造的；但有一些特殊场所，也使用银质或金质材料，来用作散热材料。散热器的形状与结构、尺寸等，根据不同的应用场合互有不同。比如，各种CUP上使用的散热器，以及电路板上使用的散热器，大多是具有波浪形散热沟槽的散热器件。虽然上述的金属作为散热材料比较常见，但是其散热性还是比较低，随着具有高散热性能的膜材料的出现，制造出的散热器材越来越多的使用这种膜材料。在本发明中就应用了这种具有高散热性能的膜材料。利用碳成分所制作的高散热石墨膜，具有很高的散热能力，可以达到：1500～1750W/m·K。而目前作为研究热点的石墨烯材料，则具有更加强大的散热能力，其热导率约为5000W/m·K。
在现有的散热器材中，大都是由金属或者散热膜材料单独作为一种制作材料制造而成的。我们将二者结合起来制造成散热材料或者散热器材，增强其散热性能。于是，在本发明中提出了一种高散热膜复合结构，由于高散热膜材料很薄，厚度在微米量级，因此将这种高散热膜材料设置在金属层之间，增强了其坚硬度。同时，金属也是很好的导热材料，因此本发明提出的技术方案反而增强了其散热性能。
发明内容
本发明的目的，是提供一种将高散热膜设置在金属层之间的复合结构，利用本发明不仅增强了高散热膜的坚硬度，同时还提高了散热效率。
一种高散热膜复合结构，它包括有第一金属层、第二金属层以及高散热膜，所述的高散热膜设置于第一金属层与第二金属层之间。
进一步，本发明所述的一种高散热膜复合结构还具有如下技术特征：
所述的高散热膜采用高散热石墨膜和石墨烯膜二者其一。
所述的高散热石墨膜的厚度在1微米～300微米之间。
所述的第一金属层和第二金属层为板状结构。
在第一金属层、第二金属层至少其一上设置有开孔。
所述的金属，是金或银或铜或铝或锡或铅，以及其合金。
一种高散热膜复合结构的制造方法，该方法包括如下步骤：
步骤1，将高散热膜设置在第一金属层上；
步骤2，将第二金属层设置在第一金属层上，中间夹着高散热膜；
步骤3，对第一金属层和第二金属层的边缘部分进行热熔处理；
步骤4，对中间设置有高散热膜且边缘熔化的第一金属层和第二金属层进行冷却处理，使第一金属层与第二金属层粘附在一起。
进一步，本发明所述的一种高散热膜复合结构的制造方法还具有如下技术特征：
在第一金属层、第二金属层至少其一上设置有开孔。
所述的高散热膜采用高散热石墨膜和石墨烯膜二者其一。
所述的第一金属层和第二金属层为板状结构。
在步骤3中，热熔处理的方式包括如下方式之一，
方式1，直接对第一金属层和第二金属层的边缘部分进行加热处理，使之熔化；
方式2，通过激光照射金属层开孔部分的高散热膜，使第一金属层与第二金属层熔化。
附图说明
图1是本发明所述的高散热膜复合结构的示意图。
图2是本发明所述的另一种实施例，描述的是在第二金属层上设置开孔的示意图。
图3是本发明所述的制造方法的流程图。
具体实施例
针对于本发明主要功能的描述：
本发明所述的高散热膜复合结构包括第一金属层、第二金属层以及设置在二者中间的高散热膜。这种复合结构增强了高散热膜的坚硬度，同时也提高了散热效率，增强了其散热性能。
下面通过举例对本发明进行描述。
参照图1所示，这儿展示的是本发明所述的高散热膜复合结构的示意图。在本实施例中，该高散热复合结构包括有第一金属层100、第二金属层200，以及夹在二者之间的高散热膜300。第一金属层100与第二金属层200采用板状结构，其材质为金或银或铜或铝或锡或铅，以及这些金属中的某两种或某几种的合金。由于这些金属的导热率高，比如金的导热率为318W/m·K；银的导热率为420W/m·K；铜的导热率为401W/m·K。如果将高散热膜300设置在这些金属或者合金中，就会增强其散热效率。
所述的高散热膜300采用高散热石墨膜或者石墨烯膜，在本实施例中，优选为高散热石墨膜，它的重量轻，其导热系数为1500～1750W/m K，是本发明优选的高散热材料，该高散热石墨膜的厚度在1微米～300微米之间。
上述的高散热膜复合结构由于采用了金属与高散热膜的混合结构，使得散热效率大大提高，同时在应用过程中，由于金属层起到了保护作用，使得高散热膜的坚硬度增强。为了进一步提高该高散热膜复合结构的散热效率，还可以在金属层上设置开孔，如图2所示。在本实施例中，在第二金属层200上设置开孔201，开孔201处的高散热膜300暴露在外面，当热量传递到高散热膜300上时，由于高散热膜300的散热率比较高，使得整个高散热复合结构的散热功能提高。
需要说明的是，在第一金属层100与第二金属层200的边缘部分经过热熔处理后，二者粘附在一起，将高散热膜300封存在二者之间，对高散热膜300起到固定的作用。
结合着附图，对本发明中所述的高散热膜复合结构的制造方法做详细描述。
本发明所述的高散热膜复合结构的制造方法包括如下步骤：
步骤1，将高散热膜设置在第一金属层上。
该步骤中的高散热膜采用高散热石墨膜或者石墨烯膜。在上述的实施例中优选为高散热石墨膜。
步骤2，将第二金属层设置在第一金属层上，中间夹着高散热膜。
上述的第一金属层与第二金属层采用板状结构。将高散热膜夹在金属层的中间，增强了该高散热复合结构的坚硬度，利用本发明不会因为高散热膜的厚度比较小而被破坏。所述的金属层的材质采用导热率较高的材料，比如金、银、铜、铝、锡、铅及其合金。为了增加该高散热膜复合结构的散热效率，可以在第一金属层、第二金属层至少其一上设置开孔。
步骤3，对第一金属层和第二金属层的边缘部分进行热熔处理；
在该步骤中，对于金属层边缘部分的热熔处理的方式包括如下方式之一：
方式1，直接对第一金属层和第二金属层的边缘部分进行加热处理，使之熔化。
方式2，通过激光照射金属层开孔部分的高散热膜，使第一金属层与第二金属层熔化。
步骤4，对中间设置有高散热膜且边缘熔化的第一金属层和第二金属层进行冷却处理，使第一金属层与第二金属层粘附在一起。
该步骤的目的就是对高散热膜起到固定作用，同时增强高散热膜复合结构的坚硬度。
以上是对本发明的描述而非限定，基于本发明思想的其它实施例，亦均在本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种高散热膜复合结构,其特征在于:它包括有第一金属层、第二金属层以及高散热膜，所述的高散热膜设置于第一金属层与第二金属层之间，其中在所述的第一金属层、第二金属层至少其一上设置有开孔，该开孔处的高散热膜暴露在外面。
2.根据权利要求1所述的一种高散热膜复合结构,其特征在于:所述的高散热膜采用高散热石墨膜和石墨烯膜二者其一。
3.根据权利要求2所述的一种高散热膜复合结构，其特征在于：所述的高散热石墨膜的厚度在1微米～300微米之间。
4.根据权利要求1所述的一种高散热膜复合结构，其特征在于：所述的第一金属层和第二金属层为板状结构。
5.根据权利要求1所述的一种高散热膜复合结构，其特征在于：所述的金属，是金或银或铜或铝或锡或铅，或者其合金。
6.一种高散热膜复合结构的制造方法，其特征在于该方法包括如下步骤：
步骤1，将高散热膜设置在第一金属层上；
步骤2，将第二金属层设置在第一金属层上，中间夹着高散热膜；
步骤3，对第一金属层和第二金属层的边缘部分进行热熔处理；
步骤4，对中间设置有高散热膜且边缘熔化的第一金属层和第二金属层进行冷却处理，使第一金属层与第二金属层粘附在一起，其中在第一金属层、第二金属层至少其一上设置有开孔，该开孔处的高散热膜暴露在外面。
7.根据权利要求6所述的一种高散热膜复合结构的制造方法，其特征在于：所述的高散热膜采用高散热石墨膜和石墨烯膜二者其一。
8.根据权利要求6所述的一种高散热膜复合结构的制造方法，其特征在于：所述的第一金属层和第二金属层为板状结构。
9.根据权利要求6所述的一种高散热膜复合结构的制造方法，其特征在于：在步骤3中，热熔处理的方式，是直接对第一金属层和第二金属层的边缘部分进行加热处理，使之熔化。
10.根据权利要求6所述的一种高散热膜复合结构的制造方法，其特征在于：通过激光照射金属层开孔部分的高散热膜，使第一金属层与第二金属层熔化。
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