CN102917574A - 导热垫、制造导热垫的方法、散热装置和电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种导热垫、制造导热垫的方法、散热装置和电子设备。该导热垫包括：导热的片状基材，该片状基材在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构；和导热的涂覆层，该涂覆层由柔性的有机化合物形成，其中，该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面。本发明实施例的导热垫、制造导热垫的方法、散热装置和电子设备，通过采用柔性导热的有机化合物，填充或覆盖厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构的导热片状基材，使得形成的导热垫在具有良好的压缩性能的同时，还具有良好的导热性能，从而能够提高电子设备的散热性能。

Description

导热垫、制造导热垫的方法、散热装置和电子设备
技术领域
本发明涉及电子设备领域，尤其涉及电子设备领域中的导热垫、制造导热垫的方法、散热装置和电子设备。
背景技术
电子设备中芯片工作产生的热量通常需借助散热器实现热量向外部的扩散。从微观角度看，芯片与散热器的接触界面都存在很多的凹凸不平，需使用界面导热材料填充芯片与散热器的接触界面，降低接触热阻。界面导热材料通常包含导热硅脂、导热垫、导热凝胶、相变导热材料、导热双面胶带等，根据不同的应用场景，可使用不同类型、不同导热系数的界面导热材料。
导热是一种与原子、分子及自由电子等微观粒子的无序随机运动相联系的物理过程。由于高分子材料没有均一致密的有序晶体结构或者载荷子，其导热性较差。目前，提高高分子材料的导热性主要有两种途径：一是制备具有良好导热性的结构型导热高分子材料，如具有共轭结构的聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等材料，或者是提高聚合物的结晶性，通过声子导热机理实现导热目的；二是通过向基体中添加具有高导热性的填料的方法制备填充型高分子复合。在实际工业应用中，大多采用在有机基体中添加导热填料的方法制备高分子导热材料。
导热垫、导热凝胶都是在有机树脂中添加导热填料，使导热填料在高分子有机树脂中均匀分散，然后在一定条件下发生聚合反应形成的复合导热材料。制作成片状的复合导热材料通常称为导热垫，制作成凝胶状的复合导热材料通常称为导热凝胶。由于导热垫、导热凝胶具有良好的柔软性，在一定压力下可压缩至初始厚度的一定百分比，可弥补装配公差，填充发热部件与散热器件之间的装配间隙，实现热量从发热部件到散热部件的传递。
对于导热垫、导热凝胶这类填充型高分子复合材料，其导热性能的提高主要依赖于填充物的导热系数的高低、填充物在基体中的分布以及与基体的相互作用。
当粒子填充物的含量比较小的时候，粒子在基体中均匀而孤立地分布，粒子之间相互接触的机会比较小，这样粒子就会被基体所包围形成以填充物为分散相、高分子材料为连续相的“海岛”结构，即使是具有高热传导系数的填充物，对复合材料的热传导性能提高的贡献也不大。添加更多的导热填料，通过合理的导热填料分布，使更多的导热填料粒子相互接触，形成导热通路，可增加高分子复合材料的导热性能。
随着电子设备高密小型化的发展，芯片及电路板的功率密度越来越高，多个芯片使用同一个散热器进行散热的情况也越来越多。由于不同芯片存在不同的高度及高度公差，使用同一散热器实现装配，在芯片与散热器之间存在一定的缝隙。通常需使用柔软易变形的界面导热材料来填充缝隙，吸收公差，同时实现良好的导热功能。
然而，针对添加导热填料，与有机树脂基材共混后形成的高分子复合材料，通常情况下，更高的导热系数与更好的可应用性是相互矛盾的关系。对于导热垫，实际应用中的关键性能是具有良好的可压缩性。导热系数越高，意味着更高的导热填料含量，会导致导热垫的可压缩性变差。导热垫的可压缩性变差，在弥补同等的公差下，其压缩应力会增加，可能导致电路板及其组件损伤。对于导热凝胶，实际应用中的关键性能是具有良好的可施加性。导热系数越高，意味着更高的导热填料含量，会导致导热凝胶的粘度过高。导热凝胶粘度过高，会导致导热凝胶无法通过点胶工艺施加，不适合工业批量加工生产。
因此，随着电子设备中发热部件的功率密度持续上升，单板的功率密度持续上升，对界面导热材料的导热性能要求越来越高，现有技术体系制作的导热垫、导热凝胶已不能满足某些高性能电子设备的散热需求，发热部件与散热器之间的温升过高成为散热瓶颈。在此情况下，在保证良好的可压缩性前提下，后续需持续提高柔软易变形的界面导热材料的导热系数。
发明内容
本发明实施例提供了一种导热垫、制造导热垫的方法、散热装置和电子设备，能够使得导热垫在具有良好的压缩性能的同时，还具有良好的导热性能。
第一方面，本发明实施例提供了一种导热垫，该导热垫包括：导热的片状基材，该片状基材在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构；和导热的涂覆层，该涂覆层由柔性的有机化合物形成，其中，该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面。
在第一方面的第一种可能的实现方式中，该导热垫的导热系数大于或等于3W/mK；或该导热垫的导热系数在3W/mK至5W/mK的范围内；或该导热垫的导热系数在5W/mK至15W/mK的范围内；或该导热垫的导热系数在15W/mK至30W/mK的范围内。
在第一方面的第二种可能的实现方式中，该导热垫的肖式硬度小于或等于Shore A 60；或该导热垫的肖式硬度小于或等于Shore OO 60。
在第一方面的第三种可能的实现方式中，该导热垫在具有50%的压缩量时具有的压缩应力小于或等于100psi；或该导热垫在具有50%的压缩量时具有的压缩应力小于或等于150psi；或该导热垫在具有50%的压缩量时具有的压缩应力小于或等于250psi。
结合第一方面或第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，该片状基材的导热系数大于或等于2W/mK；或该片状基材的导热系数在5W/mK至30W/mK的范围内。
结合第一方面或第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，该片状基材的孔隙率大于或等于50%；或该片状基材的孔隙率在80.0%至99.8%的范围内。
结合第一方面或第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，该片状基材的多孔网状结构的材质为金属或炭素。
结合第一方面的第六方面，在第一方面的第七种可能的实现方式中，该片状基材为膨胀石墨片材、泡沫金属片材或石墨烯泡沫片材。
结合第一方面或第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，该有机化合物的导热系数在0.5W/mK至6W/mK的范围内；或该有机化合物的导热系数在1W/mK至3W/mK的范围内。
结合第一方面或第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，该涂覆层的肖式硬度小于或等于Shore OO 60；或该涂覆层的肖式硬度小于或等于ShoreOO 30。
结合第一方面或第一方面的第一种至第三种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式，在第一方面的第十种可能的实现方式中，覆盖在该片状基材的表面的该涂覆层的厚度在1μm至0.5mm的范围内。
结合第一方面的第七方面，在第一方面的第十一种可能的实现方式中，该片状基材为膨胀石墨片材，该膨胀石墨片材的密度在0.1g/cm3至0.25g/cm3的范围内，该片状基材的孔隙率在89.0%至96.0%的范围内，该导热垫的导热系数在5W/mK至25W/mK的范围内。
结合第一方面的第七方面，在第一方面的第十二种可能的实现方式中，该片状基材为泡沫铜片材，该泡沫铜片材的孔隙率在90.0%至98.0%的范围内，且该泡沫铜片材的孔径在90PPI至120PPI的范围内；或该片状基材为石墨烯泡沫片材，该石墨烯泡沫片材的孔隙率在80.0%至99.8%的范围内，且该石墨烯泡沫片材的孔径在90PPI至120PPI的范围内。
第二方面，本发明实施例提供了一种制造导热垫的方法，该方法包括：提供一种导热的片状基材，该片状基材在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构；提供一种导热的、柔性的有机化合物；将该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面，形成该导热垫。
在第二方面的第一种可能的实现方式中，该将该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面，形成该导热垫，包括：将该片状基材进行卷绕或叠加，形成具有多层结构的多层片状基材；该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面形成第一导热垫毛坯；沿该第一导热垫毛坯的导热方向对该第一导热垫毛坯进行切割，形成该导热垫。
在第二方面的第二种可能的实现方式中，该将该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面，形成该导热垫，包括：将该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面，形成第二导热垫毛坯；将该第二导热垫毛坯进行卷绕或叠加，形成具有多层结构的第三导热垫毛坯；沿该第三导热垫毛坯的导热方向对该第三导热垫毛坯进行切割，形成该导热垫。
结合第二方面或第二方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，该片状基材的导热系数大于或等于2W/mK；或该导热垫的导热系数在5W/mK至30W/mK的范围内。
结合第二方面或第二方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，该片状基材的孔隙率大于或等于50%；或该片状基材的孔隙率在80.0%至99.8%的范围内。
结合第二方面或第二方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，该片状基材的多孔网状结构的材质为金属或炭素；或该片状基材为膨胀石墨片材、泡沫金属片材或石墨烯泡沫片材。
结合第二方面或第二方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第二方面的第六种可能的实现方式中，该有机化合物的导热系数在0.5W/mK至6W/mK的范围内；或该有机化合物的导热系数在1W/mK至3W/mK的范围内。
结合第二方面或第二方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第二方面的第七种可能的实现方式中，该有机化合物固化后的肖式硬度小于或等于Shore OO 60；或该有机化合物固化后的肖式硬度小于或等于Shore OO 30。
第三方面，本发明实施例提供了一种散热装置，该散热装置包括：散热部件；和设置在该散热部件以及发热部件之间的根据本发明实施例的导热垫，或根据本发明实施例的方法制造的导热垫，
其中，该导热垫包括：导热的片状基材，该片状基材在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构；和导热的涂覆层，该涂覆层由柔性的有机化合物形成，其中，该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面；
其中，该制造导热垫的方法包括：提供一种导热的片状基材，该片状基材在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构；提供一种导热的、柔性的有机化合物；将该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面，形成该导热垫。
第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括：发热部件；散热部件；和设置在该发热部件以及散热部件之间的根据本发明实施例的导热垫，或根据本发明实施例的方法制造的导热垫，
其中，该导热垫包括：导热的片状基材，该片状基材在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构；和导热的涂覆层，该涂覆层由柔性的有机化合物形成，其中，该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面；
其中，该制造导热垫的方法包括：提供一种导热的片状基材，该片状基材在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构；提供一种导热的、柔性的有机化合物；将该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面，形成该导热垫。
基于上述技术方案，本发明实施例的导热垫、制造导热垫的方法、散热装置和电子设备，通过采用柔性导热的有机化合物，填充或覆盖厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构的导热片状基材，使得形成的导热垫在具有良好的压缩性能的同时，还具有良好的导热性能，从而能够提高电子设备的散热性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的导热垫的截面示意图。
图2是根据本发明实施例的制造导热垫的方法的示意性流程图。
图3是根据本发明实施例的制造导热垫的方法的另一示意性流程图。
图4是根据本发明实施例的制造导热垫的方法的再一示意性流程图。
图5是根据本发明实施例的散热装置的示意性结构图。
图6是根据本发明实施例的电子设备的示意性结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。
图1示出了根据本发明实施例的导热垫100的截面示意图。如图1所示，该导热垫100包括：
导热的片状基材110，该片状基材110在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构；和
导热的涂覆层120，该涂覆层120由柔性的有机化合物形成，
其中，该有机化合物填充在该片状基材110的内部或覆盖在该片状基材110的表面。
本发明实施例的导热垫，通过采用柔性导热的有机化合物，填充或覆盖厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构的导热片状基材，使得形成的导热垫在具有良好的压缩性能的同时，还具有良好的导热性能，从而能够提高电子设备的散热性能。
应理解，在本发明实施例中，厚度方向为与片状基材所在的平面相垂直的方向，如图1所示，片状基材110的厚度方向为z方向。本发明实施例的片状基材具有的可压缩性，一方面可以取决于片状基材的材质具有的脆性，当片状基材在厚度方向上受到外力压缩时，片状基材在厚度方向上容易断裂而被压缩，另一方面可以取决于片状基材形成的疏松多孔网状结构。
应理解，在本发明实施例中，片状基材在与厚度方向垂直的其它方向也可以具有可压缩的多孔网状结构，即该片状基材可以具有疏松多孔的空间网状结构，以具有更好的可压缩性和导热性。例如，在本发明实施例中，该片状基材可以为膨胀石墨片材、泡沫金属片材或石墨烯泡沫片材等。还应理解，本发明实施例仅以此为例进行说明，但本发明实施例并不限于此。
因而，根据本发明实施例的片状基材制成的导热垫具有良好的可压缩性，从而在多芯片共用散热器的应用场景下，构成该导热垫的片状基材会断裂，由此填补不同芯片之间的高度差或各种公差，使得发热装置与散热器充分接触，提高元器件之间的散热性能；另一方面，根据本发明实施例的导热垫由于具有高导热系数，也能够显著提高元器件之间的散热性能。
具体而言，根据本发明实施例可以制作出兼具高导热系数、良好可压缩性的片状导热垫。由于片状基材可以使用石墨、石墨烯等具有超高导热系数的材料，且构成片状基材的孔隙结构之间是相互连通的，相对于目前主流为球形氧化铝导热填料而言，在导热性方面天生具有很大的优势。另一方面，由于该片状基材本身是多孔疏松结构，通过合适的密度、孔径设计，可以容易实现良好的可压缩性。综合来看，根据本发明实施例的导热垫可以突破现有技术在高导热系数上的性能限制，制作出大于或等于15w/mk,甚至30w/mk的可压缩片状导热垫。
根据本发明实施例的可压缩片状导热垫，不仅可解决电子设备中高功率发热部件的散热瓶颈问题，更重要的是可简化散热器的结构设计及装配难度，实现降低散热器的制作成本，降低散热器的装配难度并提升长期可靠性。
此外，根据本发明实施例，将片状基材作为原料，与有机树脂的复合成型工艺简单，适合大批量生产。特别是采用低密度膨胀石墨为片状基材，由于低密度膨胀石墨基材的材料成本只有球形氧化铝导热填料成本的十分之一不到，可实现较低成本的超高导热系数的可压缩导热垫。
应理解，在本发明实施例中，根据本发明实施例的导热垫属于热界面材料（Thermal Interface Material），该热界面材料也称为导热界面材料或者界面导热材料，是一种普遍用于集成电路（Integrated Circuit，简称为“IC”）封装和电子器件散热的材料，主要用于填补两种材料接合或接触时产生的微空隙及表面凹凸不平的孔洞，减少热传递的阻抗。还应理解，在行业内，导热垫也可称之为导热硅胶片、导热矽胶垫、导热硅胶垫、绝缘导热片或软性散热垫等。
本发明实施例的导热垫，由于具有高导热系数和良好的可压缩性能，适用于发热部件与散热器表面的装配间隙大于0.1mm的界面填充导热，特别适用于发热部件与散热器表面的装配公差大于或等于±0.1mm的应用场景，例如多个芯片使用同一散热器的应用场景。
本发明实施例的导热垫完全不同于现有界面导热材料的技术原理，现有技术是在高分子材料基材中添加导热填料，以实现更高的导热系数。而本发明实施例是在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构的片状基材内或表面，添加柔性导热的有机化合物而形成导热垫。例如，可选地，本发明实施例在具有连续导热网络结构的柔性可压缩基材中，添加柔性导热的有机树脂，制作成片状导热材料。
为了使得根据本发明实施例的导热垫在具有良好的压缩性能的同时，还能够具有良好的导热性能，一方面需要片状基材具有良好的导热性和可压缩性，另一方面也需要构成涂覆层的有机化合物具有良好的导热性和可压缩性，下面将分别描述构成导热垫的片状基材和有机化合物。
在本发明实施例中，由于基材最终需要制作成片状的界面导热材料，基材本身可以制作成片状；另一方面，长长的片状基材甚至可以卷绕成卷，很适合大批量生产加工，从而能够降低生产成本。片状基材与有机化合物的相容性是构成导热垫的基础，构成片状基材的材料本身特性、微孔结构及孔壁的表面处理等对有机化合物的相容性影响较大。
根据本发明实施例的导热垫的导热性、可压缩性主要依靠在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构的片状基材实现，当该片状基材具有以下特性时，可同时具有良好的导热系数及可压缩性：
（1）片状基材为多孔结构，片状基材内部的孔密集的分布在基材中。孔的大小，孔壁的厚度，孔的数量都会影响基材的可压缩性及导热性能，通常而言，孔的数量越多，片状基材的可压缩性越好。
（2）从微观角度而言，至少在片状基材的厚度方向上，通过相邻孔的孔壁互连，构成连续导热的网状结构。优选地，在片状基材的厚度方向以及与厚度方向垂直的平面上，片状基材从上到下都可以形成连续的导热网络结构。当构成片状基材的材料本身为金属或者高导热炭素等材料时，该片状基材主要通过自由电子传热时，可以具备较高的导热系数。
（3）片状基材为疏松结构，并具有可压缩性。
具体而言，在本发明实施例中，可选地，该片状基材110的导热系数大于或等于2W/mK（瓦每米开）。例如，该片状基材110的导热系数为2W/mK、3W/mK、4W/mK、5W/mK、6W/mK、7W/mK、8W/mK、10W/mK、13W/mK、16W/mK、19W/mK、21W/mK、24W/mK、27W/mK或30W/mK。可选地，该片状基材110的导热系数大于或等于3W/mK；
可选地，该片状基材110的导热系数在3W/mK至5W/mK的范围内；或该片状基材110的导热系数在5W/mK至30W/mK的范围内。例如，该片状基材110的导热系数在5W/mK至10W/mK的范围内；或该片状基材110的导热系数在10W/mK至15W/mK的范围内；或该片状基材110的导热系数在15W/mK至20W/mK的范围内；或该片状基材110的导热系数在20W/mK至25W/mK的范围内；或该片状基材110的导热系数在25W/mK至30W/mK的范围内。
应理解，在本发明实施例中，术语“在A至B的范围内”表示大于或等于A，且小于或等于B。还应理解，在本发明实施例中，不同仪器或不同方法测量得到的物理量的具体数值可能稍有不同，或存在一定的转换关系，本发明实施例中各物理量的具体数值仅以本发明实施例中提供的仪器或方法为例进行说明，但本发明实施例并不限于此。
还应理解，在本发明实施例中，该片状基材110的导热系数也可以大于或等于30W/mK，本发明实施例并不限于此。
在本发明实施例中，可选地，该片状基材110的孔隙率大于或等于50%。例如，该片状基材110的孔隙率为55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或99.8%。可选地，该片状基材110的孔隙率在80.0%至99.8%的范围内。例如，该片状基材110的孔隙率在80.0%至85.0%的范围内；或该片状基材110的孔隙率在85.0%至90.0%的范围内；或该片状基材110的孔隙率在90.0%至95.0%的范围内；或该片状基材110的孔隙率在95.0%至99.8%的范围内。
应理解，在本发明实施例中，孔隙率指片状基材内部孔隙的体积占片状基材总体积的百分率，片状基材的孔隙率P可以如下列等式（1）表示：
P = V 0 - V V 0 × 100 % = ( 1 - ρ 0 ρ ) × 100 % - - - ( 1 )
其中，V0表示片状基材在自然状态下的体积，包括片状基材的实体及其开口孔隙、闭口孔隙；V表示片状基材的绝对密实体积；ρ0表示片状基材在自然状态下的密度，包括片状基材的实体及其开口孔隙、闭口孔隙；ρ表示片状基材的绝对密实密度。
在本发明实施例中，可选地，该片状基材的孔径在60PPI至150PPI的范围内，例如，该片状基材的孔径为70PPI、80PPI、90PPI、100PPI、110PPI、120PPI、130PPI或140PPI。可选地，该片状基材的孔径在90PPI至120PPI的范围内；可选地，该片状基材的孔径在100PPI至110PPI的范围内。应理解，在本发明实施例中，片状基材的孔径还可以大于150PPI，本发明实施例并不限于此。
在本发明实施例中，可选地，该片状基材110的多孔网状结构的材质为金属或炭素。例如，该片状基材110的多孔网状结构的材质为金属铜、金属铝、金属银、炭或石墨等。可选地，该片状基材110为膨胀石墨片材、泡沫金属片材或石墨烯泡沫片材。下文中将分别以该片状基材110为膨胀石墨片材、泡沫金属片材和石墨烯泡沫片材为例，详细描述由该片状基材110构成的导热垫100。
在本发明实施例中，可选地，该片状基材110为膨胀石墨片材，该膨胀石墨片材的密度在0.1g/cm3至0.25g/cm3的范围内，该片状基材110的孔隙率在89.0%至96.0%的范围内，该导热垫100的导热系数在5W/mK至25W/mK的范围内。
在本发明实施例中，可选地，该片状基材110为泡沫铜片材，该泡沫铜片材的孔隙率在90.0%至98.0%的范围内，且该泡沫铜片材的孔径在90PPI至120PPI的范围内；或
该片状基材110为石墨烯泡沫片材，该石墨烯泡沫片材的孔隙率在80.0%至99.8%的范围内，且该石墨烯泡沫片材的孔径在90PPI至120PPI的范围内。
应理解，在本发明实施例中，炭和石墨材料是以碳元素为主的非金属固体材料，其中炭材料基本上由非石墨质碳组成的材料，而石墨材料则是基本上由石墨质碳组成的材料，为了简便起见，炭和石墨材料统称为炭素材料。
由于多孔疏松的片状基材存在表面凹凸不平、应用过程中片状基材可能会碎裂、部分片状基材会脱落等问题，即使这种片状基材兼具高导热性及良好的可压缩性，也不能直接作为界面导热材料使用。因此，需要使用对表面具有浸润性的诸如高分子材料的有机化合物，与导热片状基材进行复合，弥补导热片状基材本身在应用上的缺点，以起到降低界面接触热阻、防止应用过程中有基材脱落的问题。
与导热片状基材进行复合的有机化合物，固化后本身需具有良好的柔性，制作成片状导热垫后不会显著劣化导热片状基材的可压缩性。使用具有一定导热系数的导热有机化合物需要固化后很柔软，甚至具有一定的触变性，硬度较低。具体而言，该有机化合物在固化前需要具有一定的可流动性，可通过加热、紫外线（UltraViolet，简称为“UV”）等方式进行固化。为了提升导热片状基材的导热性能，可使用具有一定导热系数的填充型高分子树脂。
根据不同的配方设计的填充型高分子树脂体现出的导热性、流动性、固化后可压缩性都会有所差别。本发明实施例对诸如高分子树脂的有机化合物的关键需求是固化后具有良好的可压缩性。该类固化后具有良好可压缩性的高分子树脂通常具有Tg点温度（玻璃化转变温度）低于材料实际工作温度的特点。例如，Tg小于或等于80℃，可选地，Tg小于或等于-30℃。可选地，固化后的填充型高分子树脂（通常称为导热有机化合物）的肖式硬度需低于Shore OO 60，可选地低于Shore OO 25。
具体而言，在本发明实施例中，该有机化合物的导热系数在0.5W/mK至6W/mK的范围内。例如，该有机化合物的导热系数在0.5W/mK至1W/mK的范围内；或该有机化合物的导热系数在1W/mK至2W/mK的范围内；或该有机化合物的导热系数在2W/mK至4W/mK的范围内；或该有机化合物的导热系数在4W/mK至6W/mK的范围内。可选地，该有机化合物的导热系数在1W/mK至3W/mK的范围内。例如，该有机化合物的导热系数在1W/mK至2W/mK的范围内；或该有机化合物的导热系数在2W/mK至3W/mK的范围内。
例如，该有机化合物的导热系数为0.8W/mK、1.2W/mK、1.6W/mK、2.0W/mK、2.4W/mK、2.8W/mK、3.2W/mK、3.6W/mK、4.0W/mK、4.4W/mK、4.8W/mK、5.2W/mK、5.6W/mK或6W/mK。
应理解，在本发明实施例中，有机化合物的导热系数也可以大于或等于6W/mK，本发明实施例并不限于此。
在本发明实施例中，可选地，该涂覆层120的肖式硬度小于或等于ShoreOO 60。例如，该涂覆层120的肖式硬度为Shore OO 55、Shore OO 50、ShoreOO 45、Shore OO 40、Shore OO 35、Shore OO 30、Shore OO 25、Shore OO20、Shore OO 15、Shore OO 10或Shore OO 5。可选地，该涂覆层120的肖式硬度小于或等于Shore OO 30。例如，该涂覆层120的肖式硬度小于或等于Shore OO 20。
在本发明实施例中，可选地，该有机化合物为有机硅树脂体系，具体技术实现可以参考常规技术的导热垫、导热凝胶。可选地，该有机化合物为聚丙烯酸、聚氨酯、环氧等树脂。
根据本发明实施例的导热垫，会应用于发热部件与散热部件之间。为了降低此复合导热垫的热阻，除了使用上述具有柔性的导热有机化合物填充在导热片状基材的表面或者内部外，在实际加工中可控制可压缩导热片状基材表面所填充的柔性导热有机化合物的平均厚度，导热有机化合物的厚度越薄，由于导热有机化合物导致的热阻越低，此复合导热垫的综合热阻也越低。应理解，部分导热片状基材可以裸露在复合导热垫的表面，实际应用中此裸露片状基材表面可直接与发热部件、散热部件接触，实现更低的热阻。
在本发明实施例中，可选地，覆盖在该片状基材110的表面的该涂覆层120的厚度在1μm至0.5mm的范围内。例如，覆盖在该片状基材110的表面的该涂覆层120的厚度在1μm至50μm的范围内；或该厚度在50μm至100μm的范围内；或该厚度在100μm至300μm的范围内；或该厚度在300μm至0.5mm的范围内。例如，覆盖在该片状基材110的表面的该涂覆层120的厚度为2μm、5μm、10μm、30μm、50μm、70μm、100μm、200μm、300μm或400μm。
在本发明实施例中，可压缩的导热片状基材的内部填充导热有机化合物的量，与可压缩导热片状基材中具有开孔特征的孔隙大小、数量、导热有机化合物的流动性，复合工艺条件（以抽真空为例，真空度大小及时间）等强相关。在本发明实施例中，可压缩的导热片状基材内部的导热有机化合物的填充量的取值范围可以为大于0（相当于内部无填充）至片状基材的开孔孔隙率（相当于内部被全部填充），本发明实施例并不限于此。
在本发明实施例中，在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构的导热片状基材110，以及由填充在该片状基材110内部或覆盖在该片状基材110表面上的柔性有机化合物形成的导热涂覆层120，使得形成的导热垫100在具有良好的压缩性能的同时，还具有良好的导热性能。
具体而言，在本发明实施例中，可选地，该导热垫100的导热系数大于或等于3W/mK，例如，该导热垫100的导热系数为6W/mK、9W/mK、12W/mK、15W/mK、18W/mK、21W/mK、24W/mK、27W/mK或30W/mK。可选地，该导热垫100的导热系数在3W/mK至5W/mK的范围内。
可选地，该导热垫100的导热系数在5W/mK至15W/mK的范围内，例如，该导热垫100的导热系数在5W/mK至10W/mK的范围内，或该导热垫100的导热系数在10W/mK至15W/mK的范围内。可选地，该导热垫100的导热系数在15W/mK至30W/mK的范围内。例如，该导热垫100的导热系数在15W/mK至20W/mK的范围内；该导热垫100的导热系数在20W/mK至25W/mK的范围内；该导热垫100的导热系数在25W/mK至30W/mK的范围内。
在本发明实施例中，可选地，该导热垫100的肖式硬度小于或等于ShoreA 60，例如，该导热垫100的肖式硬度小于或等于Shore A 20；可选地，该导热垫100的肖式硬度小于或等于Shore OO 60，例如，该导热垫100的肖式硬度为Shore OO 55、Shore OO 50、Shore OO 45、Shore OO 40、Shore OO35、Shore OO 30、Shore OO 25、Shore OO 20、Shore OO 15或Shore OO 10。应理解，本发明实施例并不限于此。
在本发明实施例中，可选地，该导热垫100在具有50%的压缩量时具有的压缩应力小于或等于100psi。例如，该导热垫100在具有50%的压缩量时具有的压缩应力为90psi、80psi、70psi、60psi、50psi、40psi、30psi、20psi或10psi。可选地，该导热垫100在具有50%的压缩量时具有的压缩应力小于或等于150psi；或该导热垫100在具有50%的压缩量时具有的压缩应力小于或等于250psi。
因此，本发明实施例的导热垫，通过采用柔性导热的有机化合物，填充或覆盖厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构的导热片状基材，使得形成的导热垫在具有良好的压缩性能的同时，还具有良好的导热性能，从而能够提高电子设备的散热性能。
在本发明实施例中，可以选择选择低密度膨胀石墨片材作为导热基材，在表面或者内部填充柔性有机硅树脂，有机硅树脂固化后定型，可以制作成片状导热材料。
可选地，该膨胀石墨片材的密度在0.05g/cm3至0.5g/cm3的范围内。例如，该膨胀石墨片材的密度缩小至0.05g/cm3时，导热系数会降低，但压缩性更好；该膨胀石墨片材的密度增大至0.5g/cm3，导热系数会增加，但压缩性会变得较差。例如，该膨胀石墨片材的密度为0.1g/cm3、0.15g/cm3、0.2g/cm3、0.25g/cm3、0.3g/cm3、0.35g/cm3、0.4g/cm3或0.45g/cm3。
该膨胀石墨片材的孔隙率可根据密度进行计算，该膨胀石墨片材的孔隙率可以在80%至97%的范围内。例如，当该膨胀石墨片材的密度为0.1g/cm3时，孔隙率可以为96%；当该膨胀石墨片材的密度为0.2~0.25g/cm3时，孔隙率可以为89%至91%。
具体而言，膨胀石墨本身膨胀石墨是由石墨微晶组成的一种疏松多孔材料，又称石墨蠕虫。石墨微晶保留了石墨的层状结构，在平行于片层方向，碳原子经sp2杂化与相邻的三个碳原子以σ键结合，排列成网状平面结构；微晶之间结合力弱，以范德华力结合在一起。天然鳞片石墨经氧化、插层形成石墨插层化合物(GICs)，石墨插层化合物经一定高温膨胀，沿垂直于石墨片层的C轴方向微晶间距急剧增大，体积膨胀数百上千倍，形成蠕虫状膨胀石墨。膨胀后的石墨称为膨胀石墨或石墨蠕虫，由原鳞片状变成密度很低的蠕虫状，形成了一个非常好的绝热层。膨胀石墨既是膨胀体系中的碳源，又是绝热层，能有效隔热，在火灾中具有热释放率低，质量损失小，产生的烟气少的特点。膨胀石墨虽然是现有成熟材料，但本发明案例不同于现有技术对膨胀石墨的应用（隔热、吸附、或者磨碎成片状作为导热填料），而是将蠕虫状膨胀石墨在经过压制，制作成一定密度，一定厚度的片状膨胀石墨。
针对膨胀石墨的导热性研究少，利用膨胀石墨导热性的更少。目前有将膨胀石墨压制成密度>1.0g/cm3的柔性石墨片，X，Y平面导热系数>200w/mk，可用于电子设备局部热点的热量传递。但这种柔性石墨片已不具备可压缩性。
本发明实施例选择低密度膨胀石墨片材作为导热基材。这种膨胀石墨片材的导热系数及可压缩性主要由密度决定，压制方法、石墨插层化合物的材料设计、高温膨胀工艺等也会对片状膨胀石墨的导热性及可压缩性产生一定的影响。
传统膨胀石墨采用强酸作为插层剂，这种膨胀石墨在使用中会有S、Cl等腐蚀性物质存在，不适合用于电子设备。优选无硫膨胀石墨体系。传统膨胀石墨的膨胀温度为800~1000℃，高温下碳元素损耗比较大，不利于制作具有高导热系数的片状膨胀石墨基材。优选低温膨胀工艺。
例如，以磷酸铵为辅助插层剂制造可膨胀石墨片材为例，说明根据本发明实施例的在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构的导热片状基材的制造方法，但本发明实施例并不限于此。
具体地，可以以50目天然鳞片石墨为原料，以浓硫酸为插层剂，以磷酸铵为辅助插层剂，并以高锰酸钾为氧化剂，按照比例石墨:KMnO4:H2SO4(96%):(NH4)3PO4=1:0.2:3.0:0.45，用移液管量取一定体积的H2SO4(96％)于烧杯中并稀释至质量分数为75％，静置至室温后，可以依次加入磷酸铵、石墨、高锰酸钾，然后可以置于指定温度的恒温槽中反应60分钟，并不断进行搅拌以保证反应均匀。反应结束后将产品水洗、浸泡2小时至pH值为6-7，洗涤液无高锰酸钾溶液的颜色后转移至蒸发皿中，然后放入烘箱内于50～70℃下干燥一定时间，待完全干燥后制得起始膨胀温度165℃，膨胀体积400mL/g的高倍膨胀石墨。在165℃的烘箱中可以加热30分钟，制作得到高倍膨胀石墨。使用压制模具，可以将上述膨胀石墨压缩成0.1g/cm3的片状膨胀石墨片材。
具体制作工艺流程可以概括为包括：鳞片石墨与氧化剂和插层剂进行氧化插层反应流程、洗涤和过滤流程、干燥流程、高温膨胀流程和压制流程，从而形成低密度膨胀石墨片材。应理解，改变压制工艺条件或其它流程中的条件，可以获取其它密度的膨胀石墨片材，本发明实施例并不限于此。
应理解，在本发明实施例中，导热系数、一定压缩量下压缩应力的测试方法、测试设备及条件都是按照下述方法进行的，本发明实施例仅以此为例进行说明，但本发明实施例并不限于此。导热系数测试方法中，按照ASTMD 5470，测试设备为Longwin LW9389，在10psi、20psi、30psi、40psi、50psi下测试样品的热阻，通过拟合得出其等效导热系数。压缩应力测试方法中，使用Instron力学试验机，将25mm*25的测试样品放置在力学试验机的水平台面，使用25mm*25mm的压头以25mm/min的速度向下压缩被测试样品，记录不同压缩量下导热垫的压缩应力。
经过实测，片状膨胀石墨的密度为0.1g/cm3时（孔隙率约96%），在厚度方向上其导热系数约5w/mk,且具有良好的可压缩性，50%压缩量下压缩应力<100psi。片状膨胀石墨的密度为0.2~0.25g/cm3（孔隙率约89%~91%）时，在厚度方向的导热系数可达到15~25w/mk,50%压缩量下压缩应力<150psi。目前行业常用的有机硅导热垫，在有机硅树脂中添加>60%重量百分比的氧化铝填料，当导热系数为3w/mk时，50%压缩量下压缩应力>150psi。当导热系数为5w/mk时，由于压缩应力过大，实际应用很少。
但这种低密度膨胀石墨的机械强度差，容易开裂，破碎产生导电的碎屑。由于低密度膨胀石墨片存在导电碎屑脱落的问题，无法直接作为界面导热材料使用。
经评估，膨胀石墨与多数有机树脂的相容性良好。采用常规的技术，比如涂覆、印刷等，很容易在膨胀石墨片材的四周覆盖一层有机硅化合物。在一定的工艺条件下，未固化的有机硅树脂可渗透进入低密度膨胀石墨材料中。
例如，可以使用可膨胀石墨粉通过加热膨胀、压制等工艺制作出25mm(L)*25mm(W)*2.5mm(H),密度为0.1g/cm3的片状膨胀石墨。例如，可以将片状膨胀石墨放置在一个容器中，依次添加已经充分混合均匀的有机硅树脂A、B组份，其中A组份可以为添加有不同粒径球形氧化铝填料的含乙烯基的聚硅氧烷和Pt基催化剂的混合物，B组份可以为添加有不同粒径球形氧化铝填料的含硅氢键的低聚聚硅氧烷及其它添加物的混合物。此有机硅树脂A、B组份正常固化（120℃30min下）后，导热系数为1.15w/mk,硬度小于Shore OO 20。可以将容器放置在抽真空的设备中，随着抽真空的进行，可发现有机硅树脂的液面有所降低，表明有一定程度的有机硅渗透进入膨胀石墨基材。例如，在预定的加热固化温度为120℃且加热30分钟的情况下，可以实现有机硅树脂的固化，制作出膨胀石墨基材表面及内部填充有1.15w/mk柔性导热有机硅化合物的复合导热片材。
测试上述复合导热片状在厚度方向的导热系数，测试方法为：按照ASTM D 5470测试标注，使用Longwin LW9389设备，制作样品的Z向导热系数均>5.5w/mk。同时50%压缩量下的瞬间最大压缩应力的测试设备为Instron力学试验机，测试方法为：将导热片状放置在力学试验机的水平台面，使用25mm*25mm的压头以25mm/min的速度向下压缩导热片材，记录不同压缩量下导热垫的压缩应力。针对制作样品，50%压缩量下压缩应力均<120psi。根据上述实施例及其测试结果，片状膨胀石墨使用有机硅导热材料复合后，导热系数有所增强，压缩应力略有增加，但可接受，同时可解决导电碎屑脱落问题。
在本发明实施例中，应理解，蠕虫状膨胀石墨在压制过程中，总是具有一定的取向性。通常压制后的膨胀石墨在水平面(X，Y方向)的取向性好，导热系数较高，厚度方向(Z向)导热系数约X,Y平面的导热系数的1/20。本发明技术需利用片状导热材料在厚度方向的导热性能。在压制过程中，可通过改变压制工艺条件，适当提升厚度方向的导热系数。
例如，在片状基材的长、宽方向导热系数显著高于厚度方向导热系数时，为了利用片状基材长、宽方向的高导热系数，可在片状基材与有机树脂复合前或者复合后，将片状基材进行多层叠加或者卷绕，并制作成可连接成一体的上述导热复合材料，沿着厚度方向或者径向进行切割。通常这种制作方法，可将片状基材初始的高导热方向改变为最终片状导热材料的厚度方向。
由于可压缩导热基材通常较脆，容易掉碎屑。切割方法及切割工具无明确限制，优选单个刀片切割法，但不限制激光切割、水切割法、多刀片切割等。关键在于切割时的工作温度及细节方法。推荐将复合后的导热垫在-40℃~5℃下冷却后再切割，或者对切割部件在-60℃~5℃下冷却后再对复合后的导热垫进行切割。切割的工作温度范围推荐为材料的Tg-20℃~Tg+20℃范围。采取上述方法，可避免切割碎屑，且切割面平滑。
在本发明实施例中，可以选择开孔泡沫金属作为导热片状基材，在该导热片状基材的表面或者内部填充柔性有机硅树脂，有机硅树脂固化后定型，制作成片状的导热垫。
可选地，该片状基材为泡沫铜片材，该泡沫铜片材的孔隙率在90.0%至98.0%的范围内，且该泡沫铜片材的孔径在90PPI至120PPI的范围内。例如，该泡沫铜片材的孔隙率在95.0%至98.0%的范围内。
目前开孔泡沫金属包含泡沫铝、泡沫镍、泡沫铜等，多用于降噪、过滤分离、催化剂载体、热交换器等。泡沫金属用于两相热交换器，主要是借助其三维网络结构，有助于两相换热。由于铜的导热系数较高，优选泡沫铜。参考泡沫铜的一种现有制作技术，将有机泡沫基材经过活化、电镀铜、去除有机材料等一系列工艺，可批量制作出片状泡沫铜。有机泡沫基材通常是很柔软，可压缩性很好。泡沫铜维持了三维的网络骨架，具有良好的可压缩性，同时由于多孔网状结构的由金属铜组成，具有一定的导热性能。
泡沫铜的导热性、可压缩性与泡沫铜的孔隙率、孔密度强相关。以2.5mm厚度、面密度为650g/m2、孔隙率约97%、孔径为90PPI的泡沫铜为例，经测试厚度方向的导热系数可以为5.3w/mk,50%压缩量下压缩应力为常规3w/mk有机硅导热垫的50%。这种泡沫铜表面凹凸不平，可能有金属碎屑脱落，且铜易暴露在空气中易腐蚀，导致长期应用中导热性能变差，因此泡沫铜不能直接用于界面导热材料。
泡沫铜具有肉眼可见的孔隙结构，具有一定流动性的有机树脂在一定工艺条件下可实现在泡沫铜基材表面或者内部的填充。使用导热系数为1.2w/mk的柔性有机硅树脂，覆盖在上述90PPI，面密度650g/m2的泡沫铜表面，并部分填充泡沫铜内部，固化后制作成片状的泡沫铜基复合导热垫。测试此片状导热垫在厚度方向的导热系数大于或等于5.8w/mk，50%压缩量下压缩应力相对于泡沫铜基材，增加幅度小于50%。泡沫铜基材使用有机硅导热材料复合后，导热系数有所增强，压缩应力略有增加，但可接受，同时可解决导电碎屑脱落问题。
上述泡沫铜基复合导热垫，相当于泡沫铜基本被有机硅材料包覆。由于有机硅材料的疏水性，可延缓泡沫铜的腐蚀老化速度。实际应用中，可考虑在泡沫铜基材中再电镀一层耐蚀性好的金属层，比如镍，但本发明实施例并不限于此。
在本发明实施例中，可以选择具有开孔泡沫结构的片状石墨烯材料作为导热基材，在表面或者内部填充柔性有机硅树脂，有机硅树脂固化后定型，可以制作成片状导热材料。
可选地，该片状基材110为石墨烯泡沫片材，该石墨烯泡沫片材的孔隙率在80.0%至99.8%的范围内，且该石墨烯泡沫片材的孔径在90PPI至120PPI的范围内。例如，该石墨烯泡沫片材的孔隙率在90.0%至99.8%的范围内。
本发明实施例使用的具有开孔泡沫结构的片状石墨烯，具有三维的网络结构，构成网络结构的材料为石墨烯。石墨烯作为目前导热系数最高的材料，理论导热系数可高达5000w/mk。由于石墨烯的导热系数高，可以在孔壁直径很细的情况下依然体现较高的导热系数。正是由于石墨烯孔壁的直径很细，构成的片状石墨烯泡沫结构材料的可压缩性很好，压缩应力在界面导热材料的应用中可忽略不计。
按照一种现有的石墨烯泡沫技术，可以在泡沫镍上采用化学气相沉积法（CVD）制作石墨烯，然后去除金属，可以制作出具有三维连续导热网络结构的片状泡沫结构石墨烯材料，其孔隙率约99%。经实测，此类泡沫结构石墨烯片材的导热系数约2w/mk,50%压缩量下压缩应力可以小于10psi。上述CVD法制作的石墨烯泡沫的密度很低，孔隙率过高，炭素含量过低，导致导热系数偏低。通过增加石墨烯的密度，可制作出具有高导热系数，压缩应力极低的导热基材。
在本发明实施例中，根据本发明实施例的片状导热垫，是在具有连续导热网络结构的片状基材表面或者内部填充有机树脂，有机树脂固化后具有良好的柔性，制作成片状导热材料。有些片状基材由于构成网络结构的孔壁结构具有一定的取向性，导致片状基材具有各向异性的导热性，即厚度方向（Z向）与长、宽（X、Y方向）的导热系数不同。以低密度膨胀石墨片材为例，石墨微晶片层结构通常在X、Y平面的取向程度高，导致X、Y平面的导热系数显著高于Z向的导热系数。
为了利用片状基材长、宽方向的高导热系数，可在片状基材与有机树脂复合前或者复合后，将片状基材进行多层叠加或者卷绕，并制作成可连接成一体的上述导热复合材料，沿着厚度方向或者径向进行切割。通常这种制作方法，可将片状基材初始的高导热方向改变为最终片状导热材料的厚度方向。
应理解，片状基材具有多孔疏松结构，有机树脂具有良好的流动性，借助灌封、涂覆、涂布、吸附、沉积等方式，在一定温度、作用力的情况下，很容易实现有机树脂在片状基材表面或者内部的填充，然后在有机树脂的固化条件下完成有机树脂的固化，制作成片状导热材料。因此，结合多种常规技术可以容易实现片状基材与有机树脂的复合成型，因而上述发明实施例对片状基材与有机树脂的复合成型方法没有深入描述，但本发明实施例并不限于此。
因此，本发明实施例的导热垫，通过采用柔性导热的有机化合物，填充或覆盖厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构的导热片状基材，使得形成的导热垫在具有良好的压缩性能的同时，还具有良好的导热性能，从而能够提高电子设备的散热性能。
本发明实施例还提供了一种制造导热垫的方法，如图2所示，根据本发明实施例的制造导热垫的方法300包括：
S310，提供一种导热的片状基材，该片状基材在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构；
S320，提供一种导热的、柔性的有机化合物；
S330，将该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面，形成该导热垫。
因此，本发明实施例的制造导热垫的方法，通过采用柔性导热的有机化合物，填充或覆盖厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构的导热片状基材，使得形成的导热垫在具有良好的压缩性能的同时，还具有良好的导热性能，从而能够提高电子设备的散热性能。
在本发明实施例中，可选地，如图3所示，图2中的S330该将该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面，形成该导热垫，包括：
S331，将该片状基材进行卷绕或叠加，形成具有多层结构的多层片状基材；
S332，将该有机化合物填充在该多层片状基材的内部或覆盖在该多层片状基材的表面，形成第一导热垫毛坯；
S333，沿该第一导热垫毛坯的导热方向对该第一导热垫毛坯进行切割，形成该导热垫。
在本发明实施例中，可选地，如图4所示，图2中的S330该将该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面，形成该导热垫，包括：
S334，将该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面，形成第二导热垫毛坯；
S335，将该第二导热垫毛坯进行卷绕或叠加，形成具有多层结构的第三导热垫毛坯；
S336，沿该第三导热垫毛坯的导热方向对该第三导热垫毛坯进行切割，形成该导热垫。
在本发明实施例中，可选地，该片状基材的导热系数大于或等于2W/mK；或该导热垫的导热系数在5W/mK至30W/mK的范围内。
在本发明实施例中，可选地，该片状基材的孔隙率大于50%；或该片状基材的孔隙率在80.0%至99.8%的范围内。
在本发明实施例中，可选地，该片状基材的多孔网状结构的材质为金属或炭素；或该片状基材为膨胀石墨片材、泡沫金属片材或石墨烯泡沫片材。
在本发明实施例中，可选地，该有机化合物的导热系数在0.5W/mK至6W/mK的范围内；或该有机化合物的导热系数在1W/mK至3W/mK的范围内。
在本发明实施例中，可选地，该有机化合物固化后的肖式硬度小于或等于Shore OO 60；或该有机化合物固化后的肖式硬度小于或等于Shore OO30。
应理解，在本发明的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
还应理解，根据本发明实施例提供的片状基材以及有机化合物的上述或其它特性，与根据本发明实施例的片状基材110以及构成涂覆层120的有机化合物相同或相应，为了简洁，在此不再赘述。
因此，本发明实施例的制造导热垫的方法，通过采用柔性导热的有机化合物，填充或覆盖厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构的导热片状基材，使得形成的导热垫在具有良好的压缩性能的同时，还具有良好的导热性能，从而能够提高电子设备的散热性能。
本发明实施例还提供了一种散热装置，如图5所示，根据本发明实施例的散热装置500包括：
散热部件510；和
设置在该散热部件510以及发热部件之间的根据本发明实施例的导热垫530，或根据本发明实施例的方法制造的导热垫530，
其中，该导热垫包括：导热的片状基材，该片状基材在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构；和导热的涂覆层，该涂覆层由柔性的有机化合物形成，其中，该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面；
其中，该制造导热垫的方法包括：提供一种导热的片状基材，该片状基材在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构；提供一种导热的、柔性的有机化合物；将该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面，形成该导热垫。
应理解，根据本发明实施例的散热装置500所包括的导热垫530可对应于根据本发明实施例的导热垫100，或根据制造导热垫的方法300制造得到的导热垫，并且导热垫530所包括的片状基材以及构成涂覆层的有机化合物，与根据本发明实施例的导热垫100，或根据制造导热垫的方法300制造得到的导热垫的片状基材和有机化合物相同或相应，为了简洁，在此不再赘述。
因此，本发明实施例的散热装置，通过采用柔性导热的有机化合物，填充或覆盖厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构的导热片状基材，使得形成的导热垫在具有良好的压缩性能的同时，还具有良好的导热性能，从而能够提高电子设备的散热性能。
如图6所示，本发明实施例还提供了一种电子设备，根据本发明实施例的电子设备700包括：
发热部件710；
散热部件720；和
设置在该发热部件710以及该散热部件720之间的根据本发明实施例的导热垫730，或根据本发明实施例的方法制造的导热垫730，
其中，该导热垫包括：导热的片状基材，该片状基材在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构；和导热的涂覆层，该涂覆层由柔性的有机化合物形成，其中，该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面；
其中，该制造导热垫的方法包括：提供一种导热的片状基材，该片状基材在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构；提供一种导热的、柔性的有机化合物；将该有机化合物填充在该片状基材的内部或覆盖在该片状基材的表面，或者该有机化合物填充在该片状基材的内部的同时覆盖在该片状基材的表面，形成该导热垫。
应理解，根据本发明实施例的散热装置700所包括的导热垫730可对应于根据本发明实施例的导热垫100，或根据制造导热垫的方法300制造得到的导热垫，并且导热垫730所包括的片状基材以及构成涂覆层的有机化合物，与根据本发明实施例的导热垫100，或根据制造导热垫的方法300制造得到的导热垫的片状基材和有机化合物相同或相应，为了简洁，在此不再赘述。
因此，本发明实施例的电子设备，通过采用柔性导热的有机化合物，填充或覆盖厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构的导热片状基材，使得形成的导热垫在具有良好的压缩性能的同时，还具有良好的导热性能，从而能够提高电子设备的散热性能。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (23)

1.一种导热垫，其特征在于，包括：
导热的片状基材，所述片状基材在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构；和
导热的涂覆层，所述涂覆层由柔性的有机化合物形成，
其中，所述有机化合物填充在所述片状基材的内部或覆盖在所述片状基材的表面，或者所述有机化合物填充在所述片状基材的内部的同时覆盖在所述片状基材的表面。
2.根据权利要求1所述的导热垫，其特征在于，所述导热垫的导热系数大于或等于3W/mK；或
所述导热垫的导热系数在3W/mK至5W/mK的范围内；或
所述导热垫的导热系数在5W/mK至15W/mK的范围内；或
所述导热垫的导热系数在15W/mK至30W/mK的范围内。
3.根据权利要求1所述的导热垫，其特征在于，所述导热垫的肖式硬度小于或等于ShoreA60；或
所述导热垫的肖式硬度小于或等于Shore OO 60。
4.根据权利要求1所述的导热垫，其特征在于，所述导热垫在具有50%的压缩量时具有的压缩应力小于或等于100psi；或
所述导热垫在具有50%的压缩量时具有的压缩应力小于或等于150psi；或
所述导热垫在具有50%的压缩量时具有的压缩应力小于或等于250psi。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的导热垫，其特征在于，所述片状基材的导热系数大于或等于2W/mK；或
所述片状基材的导热系数在5W/mK至30W/mK的范围内。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的导热垫，其特征在于，所述片状基材的孔隙率大于或等于50%；或
所述片状基材的孔隙率在80.0%至99.8%的范围内。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的导热垫，其特征在于，所述片状基材的多孔网状结构的材质为金属或炭素。
8.根据权利要求7所述的导热垫，其特征在于，所述片状基材为膨胀石墨片材、泡沫金属片材或石墨烯泡沫片材。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的导热垫，其特征在于，所述有机化合物的导热系数在0.5W/mK至6W/mK的范围内；或
所述有机化合物的导热系数在1W/mK至3W/mK的范围内。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的导热垫，其特征在于，所述涂覆层的肖式硬度小于或等于Shore OO 60；或
所述涂覆层的肖式硬度小于或等于Shore OO 30。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的导热垫，其特征在于，覆盖在所述片状基材的表面的所述涂覆层的厚度在1μm至0.5mm的范围内。
12.根据权利要求8所述的导热垫，其特征在于，所述片状基材为膨胀石墨片材，所述膨胀石墨片材的密度在0.1g/cm3至0.25g/cm3的范围内，所述片状基材的孔隙率在89.0%至96.0%的范围内，所述导热垫的导热系数在5W/mK至25W/mK的范围内。
13.根据权利要求8所述的导热垫，其特征在于，所述片状基材为泡沫铜片材，所述泡沫铜片材的孔隙率在90.0%至98.0%的范围内，且所述泡沫铜片材的孔径在90PPI至120PPI的范围内；或
所述片状基材为石墨烯泡沫片材，所述石墨烯泡沫片材的孔隙率在80.0%至99.8%的范围内，且所述石墨烯泡沫片材的孔径在90PPI至120PPI的范围内。
14.一种制造导热垫的方法，其特征在于，包括：
提供一种导热的片状基材，所述片状基材在厚度方向上具有可压缩的多孔网状结构；
提供一种导热的、柔性的有机化合物；
将所述有机化合物填充在所述片状基材的内部或覆盖在所述片状基材的表面，或者所述有机化合物填充在所述片状基材的内部的同时覆盖在所述片状基材的表面，形成所述导热垫。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述将所述有机化合物填充在所述片状基材的内部或覆盖在所述片状基材的表面，或者所述有机化合物填充在所述片状基材的内部的同时覆盖在所述片状基材的表面，形成所述导热垫，包括：
将所述片状基材进行卷绕或叠加，形成具有多层结构的多层片状基材；
将所述有机化合物填充在所述片状基材的内部或覆盖在所述片状基材的表面，或者所述有机化合物填充在所述片状基材的内部的同时覆盖在所述片状基材的表面，形成第一导热垫毛坯；
沿所述第一导热垫毛坯的导热方向对所述第一导热垫毛坯进行切割，形成所述导热垫。
16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述将所述有机化合物填充在所述片状基材的内部或覆盖在所述片状基材的表面，或者所述有机化合物填充在所述片状基材的内部的同时覆盖在所述片状基材的表面，形成所述导热垫，包括：
将所述有机化合物填充在所述片状基材的内部或覆盖在所述片状基材的表面，或者所述有机化合物填充在所述片状基材的内部的同时覆盖在所述片状基材的表面，形成第二导热垫毛坯；
将所述第二导热垫毛坯进行卷绕或叠加，形成具有多层结构的第三导热垫毛坯；
沿所述第三导热垫毛坯的导热方向对所述第三导热垫毛坯进行切割，形成所述导热垫。
17.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述片状基材的导热系数大于或等于2W/mK；或
所述片状基材的导热系数在5W/mK至30W/mK的范围内。
18.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述片状基材的孔隙率大于或等于50%；或
所述片状基材的孔隙率在80.0%至99.8%的范围内。
19.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述片状基材的多孔网状结构的材质为金属或炭素；或
所述片状基材为膨胀石墨片材、泡沫金属片材或石墨烯泡沫片材。
20.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述有机化合物的导热系数在0.5W/mK至6W/mK的范围内；或
所述有机化合物的导热系数在1W/mK至3W/mK的范围内。
21.根据权利要求14至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述有机化合物固化后的肖式硬度小于或等于Shore OO 60；或
所述有机化合物固化后的肖式硬度小于或等于Shore OO 30。
22.一种散热装置，其特征在于，包括：
散热部件；和
设置在所述散热部件以及发热部件之间的根据权利要求1至13中任一项所述的导热垫，或根据权利要求14至21中任一项所述的方法制造的导热垫。
23.一种电子设备，其特征在于，包括：
发热部件；
散热部件；和
设置在所述发热部件以及所述散热部件之间的根据权利要求1至13中任一项所述的导热垫，或根据权利要求14至21中任一项所述的方法制造的导热垫。
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