CN105584122A - 一种天然石墨/铜的复合材料散热片及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种天然石墨/铜的复合材料散热片,散热片以一层天然石墨层+铜箔层+天然石墨层复合滚压而成为一单元散热层,所述散热片可为单独一单元散热层,或是可为多个单元散热层叠加而成,每层的散热片包括铜箔层和分布在铜箔层上下面的天然石墨层,所述天然石墨层通过导电胶均匀的贴附分布在铜箔层的上下面,所述多个单元散热层之间通过导电胶叠加而成。通过上述方式,本发明即是很好的导热载体,导热效果好,也具有很强的电磁屏蔽功能。
Description
技术领域
本发明涉及电子产品中发热组件的散热及电磁屏蔽技术领域,特别是涉及一种天然石墨/铜的复合材料散热片及其制备方法。
背景技术
现有技术中,随着研发的手机、平板计算机、或笔记本计算机及电视的需求量及显示屏使用量增加,显示屏高亮度的需求使发光二极管使用量增加,为提高各种电子产品的运行速度,目前各种电子产品中CPU因高速运行会散发出大量的热,也加大了设备的发热量,同时电池电量消耗增加,电池容量也跟着提高,使得显示器设备因耗能加大而发热更多,如不能有效控制发热,高温不仅使CPU运转出问题或丧失功能,也会使发热设备使用寿命缩短。同时现今显示器设备功能增多,使用零件也多样化,数量多而体积更小,显示设备的可用空间越感不足,各组件的距离更近,容易发生干扰。当天然石墨因厚度及导热率不高的问题,及人工石墨因柔軟度不高的可折断性,使其丧失本来固有的X、Y轴导热性。
目前市场上散热材的天然石墨厚度,因天然石墨Z軸向导热系数不佳,Z軸向更多的热量需要解决,我们就要把热量从发热组件“A”点传至其它点散发,使发热组件“A”的本体温度大幅度降低。因此需要更高导热系数和更大界面的导热载体。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种天然石墨/铜的复合材料散热片,即是很好的导热载体,导热效果好,也具有很强的电磁屏蔽功能。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种天然石墨/铜的复合材料散热片,散热片以一层天然石墨层+铜箔层+天然石墨层复合滚压而成为一单元散热层,所述散热片可为单独一单元散热层,或是可为多个单元散热层叠加而成,每层的散热片包括铜箔层和分布在铜箔层上下面的天然石墨层,所述天然石墨层通过导电胶均匀的贴附分布在铜箔层的上下面,所述多个单元散热层之间通过导电胶叠加而成。
在本发明一个较佳实施例中,所述天然石墨为高纯度石墨,其纯度在99.6%~99.9%,天然石墨由膨胀蠕虫石墨压制而成,天然石墨层厚度在滚压叠加后为50微米~500微米。
在本发明一个较佳实施例中,所述铜箔层的外形为卷状铜箔,所述铜箔层与天然石墨层通过多次连续滚压而成。
在本发明一个较佳实施例中,所述天然石墨层与铜箔层的复合材料总厚度总厚度在70微米~3000微米,所述铜箔层厚度为8微米~150微米,所述铜箔层为电解铜或紫铜所制备的铜箔;所述导电胶厚度为5微米~100微米。
在本发明一个较佳实施例中,所述一铜箔层+导电胶或一天然石墨层+导电胶为一复合层,最多可叠加的复合层数为十层,最终叠加后的散热片其上下面最外层为天然石墨层。
为解决上述技术问题,本发明采用的另一个技术方案是:提供一种天然石墨/铜的复合材料散热片的制备方法,包括:包括如下步骤:
第一步,铜箔层的双表面处理,铜箔层贴合导电胶之前进行预处理,用碱性除油剂除油并且酸洗处理;
第二步,将压制好的天然石墨单片以轻压滚筒滚压导电胶,再以多段滚压机滚压成复合卷材;
第三步,多层复合机将已复合单层的天然石墨层+导电胶+铜箔层+导电胶+天然石墨层复合为一层,可多层继续叠加,多层叠加后的厚度及层数增加,导热能力及电磁屏蔽能力也增加。
在本发明一个较佳实施例中,所述碱性除油剂为NaOH。
在本发明一个较佳实施例中,所述酸洗处理采用0.5%以下的稀硫酸。
在本发明一个较佳实施例中,所述步骤一中对铜箔层清洗顺序为:酸洗,水洗,再酸洗,再水洗,最好烘干。
在本发明一个较佳实施例中,所述步骤三中多层叠加方式为天然石墨层+导电胶+铜箔层+导电胶+天然石墨层+导电胶+铜箔层+导电胶+天然石墨层+导电胶+铜箔层+导电胶+天然石墨层的方式叠加,一铜箔层+导电胶或一天然石墨层+导电胶为一层,最多可叠加复合层数为十层,最终叠加后的散热片其上下面最外层为天然石墨层。
本发明的有益效果是:本发明除了其散热效果佳,更有极佳的电磁屏蔽功能,可控制发热组件的温度,并可使易受干扰的元器件受到电磁屏避保护,让3C电子产品能有更稳定的运行特性及更长的寿命;其导热系数高达500~700W/M·K,热扩散系数高达230m㎡/S~900m㎡/S;本发明散热效果佳,因铜片的加入,对于电磁屏蔽比单一石墨材更优,防高屏干扰能力为60~80db(分贝)(10MHz~1GHz),也因铜材的加入,使天然石墨片易弯折断裂及抗拉力不佳得到改善,且铜箔基材加入结构,也改善了单一天然石墨片材无可塑性的缺点。
附图说明
图1是本发明天然石墨/铜的复合材料散热片单一散热层的结构示意图;
图2是本发明天然石墨/铜的复合材料散热片多层散热层的结构示意图;
图3是本发明天然石墨/铜的复合材料散热片的制备方法中步骤一的流程图;
图4是本发明天然石墨/铜的复合材料散热片的制备方法中步骤三的加工工艺示意图;
图5是本发明天然石墨/铜的复合材料散热片的导热趋向图;
附图中各部件的标记如下:1、天然石墨层;2、铜箔层;3、导电胶。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1,本发明实施例包括:一种天然石墨/铜的复合材料散热片,散热片以一层天然石墨层1+铜箔层2+天然石墨层1复合滚压而成为一单元散热层,所述散热片可为单独一单元散热层,或是可为多个单元散热层叠加而成,每层的散热片包括铜箔层2和分布在铜箔层上下面的天然石墨层1,所述天然石墨层1通过导电胶3均匀的贴附分布在铜箔层2的上下面,所述多个单元散热层之间通过导电胶3叠加而成。
进一步说,所述天然石墨层1为高纯度石墨,其纯度在99.6%~99.9%,天然石墨由膨胀蠕虫石墨压制而成,天然石墨层1厚度在滚压叠加后为50微米~500微米;所述天然石墨层1与铜箔层2的复合材料总厚度总厚度在70微米~3000微米,所述铜箔层2厚度为8微米~150微米,所述铜箔层2为电解铜或紫铜所制备的铜箔;所述导电胶3厚度为5微米~100微米;所述铜箔层2的外形为卷状铜箔,所述铜箔层2与天然石墨层1通过多次连续滚压而成;所述一铜箔层2+导电胶3或一天然石墨层1+导电胶3为一复合层,最多可叠加的复合层数为十层,最终叠加后的散热片其上下面最外层为天然石墨层1。
本发明因铜箔基材的加入,其散热片X-Y方向(水平方向)的拉伸断裂值为100Kgf/m㎡~200Kgf/m㎡,是目前同等厚度天然石墨片的10倍。如图5所示,X轴和Y轴方向为天然石墨层导热佳,Z轴方向为铜箔层导热佳。不论复合散热片厚度为多少,其可弯折角度为180度,可弯折次数为100次,而不会使天然石墨+铜复合片断裂使散热效能降低,这是单一天然石墨散热片无法承受大于90度弯曲及无法承受多次弯曲所无法比拟的。
另外因复合散热片中铜箔的加入,可在装备组装中以金属螺栓固定且与地线端相连,并因铜的导电特性构成接地回路,且散热片覆盖在装备的芯片上,直接盖住最易被干扰的芯片,构成最佳的电磁屏敝效果。
请参阅图3和图4,一种天然石墨/铜的复合材料散热片的制备方法,包括:包括如下步骤:
第一步,铜箔层2的双表面处理,铜箔层贴合导电胶之前进行预处理,用碱性除油剂除油并且酸洗处理;
第二步,将压制好的天然石墨单片以轻压滚筒滚压导电胶,再以多段滚压机滚压成复合卷材;
第三步,多层复合机将已复合单层的天然石墨层1+导电胶3+铜箔层2+导电胶3+天然石墨层1复合为一层,可多层继续叠加,多层叠加后的厚度及层数增加,导热能力及电磁屏蔽能力也增加。
进一步说,所述碱性除油剂为NaOH;所述酸洗处理采用0.5%以下的稀硫酸;所述步骤一中对铜箔层清洗顺序为:酸洗,水洗,再酸洗,再水洗,最好烘干;所述步骤三中多层叠加方式为天然石墨层1+导电胶3+铜箔层2+导电胶3+天然石墨层1+导电胶3+铜箔层2+导电胶3+天然石墨层1+导电胶3+铜箔层2+导电胶3+天然石墨层1的方式叠加,一铜箔层2+导电胶3或一天然石墨层1+导电胶3为一层,最多可叠加复合层数为十层,最终叠加后的散热片其上下面最外层为天然石墨层1。
本发明复合散热片,不论复合散热片厚度为多少,其可弯折角度为180度,可弯折次数为100次,而不会使天然石墨+铜复合片断裂使散热效能降低,这是单一天然石墨散热片无法承受大于90度弯曲及无法承受多次弯曲所无法比拟的。另外不论复合散热片厚度为多少,其防高屏干扰能力为60~80db(分贝)(10MHz~1GHz)。
因复合片散热片中铜箔的加入,其铜箔基材的优良导电特性及复合散热片的优良导热及散热特性,可以在装备组装中因空间局限无法同时构筑接地线,散热片及电磁屏蔽片时,以单一天然石墨+铜散热片替代,进而使装备小型化并节约成本及便于组装。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种天然石墨/铜的复合材料散热片,其特征在于,散热片以一层天然石墨层+铜箔层+天然石墨层复合滚压而成为一单元散热层,所述散热片可为单独一单元散热层,或是可为多个单元散热层叠加而成,每层的散热片包括铜箔层和分布在铜箔层上下面的天然石墨层,所述天然石墨层通过导电胶均匀的贴附分布在铜箔层的上下面,所述多个单元散热层之间通过导电胶叠加而成。
2.根据权利要求1所述的天然石墨/铜的复合材料散热片,其特征在于:所述天然石墨层为高纯度石墨,其纯度在99.6%~99.9%,天然石墨由膨胀蠕虫石墨压制而成,天然石墨层厚度在滚压叠加后为50微米~500微米。
3.根据权利要求1所述的天然石墨/铜的复合材料散热片,其特征在于:所述天然石墨层与铜箔层的复合材料总厚度总厚度在70微米~3000微米,所述铜箔层厚度为8微米~150微米,所述铜箔层为电解铜或紫铜所制备的铜箔;所述导电胶厚度为5微米~100微米。
4.根据权利要求1所述的天然石墨/铜的复合材料散热片,其特征在于:所述铜箔层的外形为卷状铜箔,所述铜箔层与天然石墨层通过多次连续滚压而成。
5.根据权利要求1所述的天然石墨/铜的复合材料散热片,其特征在于:所述一铜箔层+导电胶或一天然石墨层+导电胶为一复合层,最多可叠加的复合层数为十层,最终叠加后的散热片其上下面最外层为天然石墨层。
6.一种天然石墨/铜的复合材料散热片的制备方法,其特征在于,包括:包括如下步骤:
第一步,铜箔层的双表面处理,铜箔层贴合导电胶之前进行预处理,用碱性除油剂除油并且酸洗处理;
第二步,将压制好的天然石墨单片以轻压滚筒滚压导电胶,再以多段滚压机滚压成复合卷材;
第三步,多层复合机将已复合单层的天然石墨层+导电胶+铜箔层+导电胶+天然石墨层复合为一层,可多层继续叠加,多层叠加后的厚度及层数增加,导热能力及电磁屏蔽能力也增加。
7.根据权利要求6所述的天然石墨/铜的复合材料散热片的制备方法,其特征在于,所述碱性除油剂为NaOH。
8.根据权利要求6所述的天然石墨/铜的复合材料散热片的制备方法,其特征在于,所述酸洗处理采用0.5%以下的稀硫酸。
9.根据权利要求6所述的天然石墨/铜的复合材料散热片的制备方法,其特征在于,所述步骤一中对铜箔层清洗顺序为:酸洗,水洗,再酸洗,再水洗,最好烘干。
10.根据权利要求6所述的天然石墨/铜的复合材料散热片的制备方法,其特征在于,所述步骤三中多层叠加方式为天然石墨层+导电胶+铜箔层+导电胶+天然石墨层+导电胶+铜箔层+导电胶+天然石墨层+导电胶+铜箔层+导电胶+天然石墨层的方式叠加,一铜箔层+导电胶或一天然石墨层+导电胶为一层,最多可叠加复合层数为十层,最终叠加后的散热片其上下面最外层为天然石墨层。
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160518 |