CN103043657B - 胶带用石墨散热片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种胶带用石墨散热片，将聚酰胺酸溶液中加入乙二醇或者三乙胺；放置于真空环境的烘箱中，100℃恒温0.9~1.1小时，然后升温到300℃，恒温0.9~1.1小时后自然冷却，从而获得聚酰亚胺薄膜；将聚酰亚胺薄膜从室温升至250℃，再升至500℃，再以9~11度/min的速度升至1200℃，从而获得预烧制的碳化膜；采用压延机压延所述步骤四的预烧制的碳化膜；以19~21度/min的速度升至2400℃，保持0.9~1.1小时，再以19~21度/min的速度升至2900℃，保持1.8~2.2小时后冷却，从而获得主烧制的石墨膜；然后石墨膜进行压延从而获得石墨散热片。本发明在垂直方向和水平方向均提高了导热性能，避免了局部过热，导热速度快，可实现了石墨散热片导热性能的均匀性和散热效率。

Description

胶带用石墨散热片
技术领域
本发明涉及一种胶带用石墨散热片，属于胶粘带技术领域。
背景技术
随着现代微电子技术高速发展，电子设备（如笔记本电脑、手机、平板电脑等）日益变得超薄、轻便，这种结构使得电子设备内部功率密度明显提高，运行中所产生的热量不易排出、易于迅速积累而形成高温。另一方面，高温会降低电子设备的性能、可靠性和使用寿命。因此，当前电子行业对于作为热控系统核心部件的散热材料提出越来越高的要求，迫切需要一种高效导热、轻便的材料迅速将热量传递出去，保障电子设备正常运行。
传统石墨散热片工艺是将石墨粉末，如鳞片石墨，分散在粘合剂中，通过热压制成石墨散热片，如中国专利申请号201110098100.9、201010240207.8。这种方法制备的石墨散热片已在市场上销售，其导热系数普遍较低。
为了提高导热性能，有报道，如中国专利申请号201110002281.0，将天然石墨处理后得到可膨胀石墨，热处理后得到蠕虫状，压延后可得到散热片。另有报道，如中国专利申请号200910074263.6，以天然鳞片石墨和煤沥青为原料，先混捏，再压制成型，然后在石墨化制备导热石墨散热材料。
这些方法虽然能部分提高石墨材料的导热性，但作用有限，其导热系数一般低于600，而石墨单晶面向导热系数可达2200，由此可见石墨散热片的导热性能在理论上有很大的上升空间。此外，由于石墨容易形成层状晶体结构，而层间不存在有序的结构，所以具有显著的各向异性，即轴向导热系数往往只有面向的几十分之一，这种特性限制了石墨散热片的应用范围。
发明内容
本发明目的是提供一种胶带用石墨散热片，该胶带用石墨散热片在垂直方向和水平方向均提高了导热性能，避免胶带局部过热，既有利于热量的扩散也避免胶带局部过热，提高了产品的性能和寿命，且产品通用性和便利性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种胶带用石墨散热片，所述石墨片通过以下工艺方法获得，此工艺方法包括以下步骤：
步骤一、将聚酰胺酸溶液中加入乙二醇或者三乙胺，充分搅拌后涂覆于一玻璃基材层或者有机基材层上；
步骤二、在氮气保护下，80℃恒温0.9~1.1小时；
步骤三、放置于真空环境的烘箱中，100℃恒温0.9~1.1小时，然后升温到300℃，恒温0.9~1.1小时后自然冷却，从而获得聚酰亚胺薄膜；
步骤四、 将聚酰亚胺薄膜在惰性气体保护下，以4~6度/min速度从室温升至250℃，保持0.9~1.1小时，然后以2.5~3.5度/min，升至500℃，保持1小时；然后以4~6度/min的速度升至800℃，保持0.9~1.1小时；再以9~11度/min的速度升至1200℃，保存0.9~1.1小时后冷却，从而获得预烧制的碳化膜；
步骤五、采用压延机压延所述步骤四的预烧制的碳化膜；
步骤六、以19~21度/min的速度升至2400℃，保持0.9~1.1小时，再以19~21度/min的速度升至2900℃，保持1.8~2.2小时后冷却，从而获得主烧制的石墨膜；
步骤七、然后步骤六所得的主烧制的石墨膜进行压延从而获得所述石墨散热片。
上述技术方案中进一步改进的方案如下：
1、上述方案中，所述步骤二、在氮气保护下，80℃恒温1小时；
所述步骤三、放置于真空环境的烘箱中，100℃恒温1小时，然后升温到300℃，恒温1小时后自然冷却，从而获得聚酰亚胺薄膜。
2、上述方案中，所述步骤四、将聚酰亚胺薄膜在氩气保护下，以5度/min速度从室温升至250℃，保持1小时，然后以3度/min，升至500℃，保持1小时，然后以5度/min的速度升至800℃，保持1小时，再以10度/min的速度升至1200℃，保存1小时后冷却，从而获得预烧制的碳化膜；
所述步骤六、以20度/min的速度升至2400℃，保持1小时，再以20度/min的速度升至2900℃，保持2小时后冷却，从而获得主烧制的石墨膜。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
1. 本发明胶带用石墨散热片，其在垂直方向和水平方向均提高了导热性能，避免胶带局部过热，实现了导热性能的均匀性，既有利于热量的扩散也避免局部过热，提高了产品的性能和寿命，且产品通用性和便利性。
2. 本发明胶带用石墨散热片，其基于本发明特定组分和工艺形成双向拉伸、高模量的石墨层，可降低聚酰亚胺薄膜在烧结过程中的体积收缩。
附图说明
附图1为本发明聚酰亚胺薄膜的热失重示意图；
附图2为本发明聚酰亚胺薄膜的热量变化示意图；
附图3为本发明石墨片XRD衍射图谱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：一种胶带用石墨散热片，所述石墨片通过以下工艺方法获得，此工艺方法包括以下步骤：
步骤一、将聚酰胺酸溶液中加入乙二醇，充分搅拌后涂覆于玻璃基材层上；
步骤二、在氮气保护下，80℃恒温0.95小时；
步骤三、放置于真空环境的烘箱中，100℃恒温1.05小时，然后升温到300℃，恒温0.9小时后自然冷却，从而获得聚酰亚胺薄膜；
步骤四、 将聚酰亚胺薄膜在惰性气体保护下，以4.5度/min速度从室温升至250℃，保持0.92小时，然后以2.5度/min，升至500℃，保持1小时；然后以5度/min的速度升至800℃，保持1小时；再以9.5度/min的速度升至1200℃，保存1.05小时后冷却，从而获得预烧制的碳化膜；
步骤五、采用压延机压延所述步骤四的预烧制的碳化膜；
步骤六、以19.5度/min的速度升至2400℃，保持1.05小时，再以21度/min的速度升至2900℃，保持2.1小时后冷却，从而获得主烧制的石墨膜；
步骤七、然后步骤六所得的主烧制的石墨膜进行压延从而获得所述石墨散热片。
从图附图3中，可以看见石墨结构的衍射峰，证明石墨结构的形成。
实施例1的垂直导热系数为200w/m k，水平导热系数为1600w/m k，耐弯曲实验＞10000（R5/180°）。
实施例2：一种胶带用石墨散热片，所述石墨片通过以下工艺方法获得，此工艺方法包括以下步骤：
步骤一、将聚酰胺酸溶液中加入三乙胺，充分搅拌后涂覆于有机基材层上；
步骤二、在氮气保护下，80℃恒温1小时；
步骤三、放置于真空环境的烘箱中，100℃恒温1小时，然后升温到300℃，恒温1小时后自然冷却，从而获得聚酰亚胺薄膜；
步骤四、 将聚酰亚胺薄膜在惰性气体保护下，以5度/min速度从室温升至250℃，保持1小时，然后以3度/min，升至500℃，保持1小时；然后以5度/min的速度升至800℃，保持1小时；再以10度/min的速度升至1200℃，保存1小时后冷却，从而获得预烧制的碳化膜；
步骤五、采用压延机压延所述步骤四的预烧制的碳化膜；
步骤六、以20度/min的速度升至2400℃，保持1小时，再以20度/min的速度升至2900℃，保持2小时后冷却，从而获得主烧制的石墨膜；
步骤七、然后步骤六所得的主烧制的石墨膜进行压延从而获得所述石墨散热片。
实施例2的垂直导热系数为260W/ M K，水平导热系数为1600W/M K，耐弯曲实验＞10000（R5/180°）。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1. 一种胶带用石墨散热片，其特征在于：所述石墨片通过以下工艺方法获得，此工艺方法包括以下步骤：
步骤一、将聚酰胺酸溶液中加入乙二醇或者三乙胺，充分搅拌后涂覆于一玻璃基材层或者有机基材层上；
步骤二、在氮气保护下，80℃恒温0.9~1.1小时；
步骤三、放置于真空环境的烘箱中，100℃恒温0.9~1.1小时，然后升温到300℃，恒温0.9~1.1小时后自然冷却，从而获得聚酰亚胺薄膜；
步骤四、 将聚酰亚胺薄膜在惰性气体保护下，以4~6度/min速度从室温升至250℃，保持0.9~1.1小时，然后以2.5~3.5度/min，升至500℃，保持1小时；然后以4~6度/min的速度升至800℃，保持0.9~1.1小时；再以9~11度/min的速度升至1200℃，保存0.9~1.1小时后冷却，从而获得预烧制的碳化膜；
步骤五、采用压延机压延所述步骤四的预烧制的碳化膜；
步骤六、以19~21度/min的速度升至2400℃，保持0.9~1.1小时，再以19~21度/min的速度升至2900℃，保持1.8~2.2小时后冷却，从而获得主烧制的石墨膜；
步骤七、然后步骤六所得的主烧制的石墨膜进行压延从而获得所述石墨散热片。
2. 根据权利要求1所述的胶带用石墨散热片，其特征在于：
所述步骤二、在氮气保护下，80℃恒温1小时；
所述步骤三、放置于真空环境的烘箱中，100℃恒温1小时，然后升温到300℃，恒温1小时后自然冷却，从而获得聚酰亚胺薄膜。
3. 根据权利要求1所述的胶带用石墨散热片，其特征在于：
所述步骤四、将聚酰亚胺薄膜在氩气保护下，以5度/min速度从室温升至250℃，保持1小时，然后以3度/min，升至500℃，保持1小时，然后以5度/min的速度升至800℃，保持1小时，再以10度/min的速度升至1200℃，保存1小时后冷却，从而获得预烧制的碳化膜；
所述步骤六、以20度/min的速度升至2400℃，保持1小时，再以20度/min的速度升至2900℃，保持2小时后冷却，从而获得主烧制的石墨膜。
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