CN105624747A - 一种铜/石墨烯复合多层散热膜 - Google Patents
一种铜/石墨烯复合多层散热膜 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105624747A CN105624747A CN201511022980.6A CN201511022980A CN105624747A CN 105624747 A CN105624747 A CN 105624747A CN 201511022980 A CN201511022980 A CN 201511022980A CN 105624747 A CN105624747 A CN 105624747A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- graphene
- copper
- layer
- heat dissipation
- graphene oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 164
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 160
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 57
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 57
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 title claims abstract description 37
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 28
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 58
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 24
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 10
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 10
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 10
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 claims description 10
- VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N sodium nitrate Chemical compound [Na+].[O-][N+]([O-])=O VWDWKYIASSYTQR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 6
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 5
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 claims description 5
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims description 5
- 229940001516 sodium nitrate Drugs 0.000 claims description 5
- 235000010344 sodium nitrate Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000004317 sodium nitrate Substances 0.000 claims description 5
- HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K trisodium citrate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O HRXKRNGNAMMEHJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- 229940038773 trisodium citrate Drugs 0.000 claims description 5
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 claims description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000007747 plating Methods 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 2
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 2
- 238000003490 calendering Methods 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D5/00—Electroplating characterised by the process; Pretreatment or after-treatment of workpieces
- C25D5/10—Electroplating with more than one layer of the same or of different metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D3/00—Electroplating: Baths therefor
- C25D3/02—Electroplating: Baths therefor from solutions
- C25D3/38—Electroplating: Baths therefor from solutions of copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D9/00—Electrolytic coating other than with metals
- C25D9/04—Electrolytic coating other than with metals with inorganic materials
- C25D9/08—Electrolytic coating other than with metals with inorganic materials by cathodic processes
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种铜/石墨烯复合多层散热膜及其制备方法，该散热膜主要由石墨烯层、铜层交替叠加而成；该方法主要为在金属基体上依次镀上石墨烯薄膜和铜，最好溶去金属基体，得到自支撑的铜/石墨烯复合多层散热膜。采用该方法制备的散热膜，散热效率高，使用方便。
Description
技术领域
本发明属于散热材料技术领域，尤其是一种铜/石墨烯复合多层散热膜及其制备方法。
背景技术
随着大规模集成电路和封装技术的发展，电子产品也向薄、轻、小方向发展，使得电子产品表面温度也在不断升高，而元器件也迫切需要一个相对低温的环境才能可靠运行，否则会降低电子元件的寿命，因此电子产品的散热成为一个很突出的问题。
目前市场部分产品通过金属类进行导热散热，尤其是铜和铝，虽然铜的导热系数为（398W/mK），但是重量大，易氧化等限制了其的应用，而铝的导热系数并不高（237W/mK），很难满足现有产品对导热散热的需求。目前已经使用的天然石墨材料和人工合成的石墨材料制成的散热膜对电子产品的散热有了一定的改善，但石墨散热膜主要是通过把石墨处理后直接压延的方法以及高分子炭化、石墨化等方法制成的，表面是石墨的散热材料其抗拉强度不高，易碎且颗粒粉尘多，不方便安装和使用。
石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一个碳原子厚度的二维材料。石墨烯是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，使得石墨烯材料在散热材料领域成为备受瞩目的一颗新星。然而石墨烯的导热效果存在各向异性，它只在二维平面上的散热效果较佳，在纵向上的导热性能却急剧打折，而现有的石墨烯散热膜均没有解决这个问题。此外，现有工艺制备的石墨烯散热膜均为一层散热结构，散热效率还有待进一步提高。
发明内容
本发明旨在解决现有的散热膜存在散热效率低、散热方向受限等缺点，而提供一种铜/石墨烯复合多层散热膜及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案。
一种铜/石墨烯复合多层散热膜，主要由石墨烯层、铜层交替叠加而成。
进一步地，所述铜层厚度为0.1～1μm，所述石墨烯层的厚度为0.1～1μm。
进一步地，所述铜/石墨烯复合多层散热膜的表层为石墨烯层，中间层为铜层和石墨烯层交替叠加而成，其总厚度为10～50μm。
一种铜/石墨烯复合多层散热膜的制备方法，主要包括以下步骤：步骤一，取一片金属基体，化学除油；步骤二，在金属基体上沉积一层氧化石墨烯薄膜；然后利用电化学法将步骤二中的氧化石墨烯薄膜还原为石墨烯薄膜；步骤三，将表面覆有石墨烯薄膜的金属基体放入含铜离子的镀液中，在石墨烯薄膜表面电镀一层铜；步骤四，依次重复步骤二、步骤三，从而在金属基体表面形成由石墨烯层、铜层交替叠加的铜/石墨烯多层结构，清洗晾干；步骤五，用酸液溶解金属基体，洗净晾干，得到自支撑的铜/石墨烯复合多层散热膜。
作为本发明改进的技术方案，所述金属基体为铝、锌、铁中的任意一种。
作为本发明改进的技术方案，所述化学除油的作用是除去金属基体表面的油污，使其表面具备亲水性，其工艺参数为除油粉10～20g/L，氢氧化钠2～5g/L，温度40～50℃，超声波清洗时间2～10min。
作为本发明改进的技术方案，所述步骤二为（1）首先采用Hummer’s法制备氧化石墨烯，然后将氧化石墨烯溶于去离子水中，加入质量分数为0.1%～1%的十二烷基苯磺酸钠，超声分散2～5h，配制成0.5～3mg/mL的氧化石墨烯溶液；（2）将所述氧化石墨烯溶液放入电解槽中，以步骤一处理后的金属基体为正极，Pt片为负极，两个电极的间距设在1～5cm，在电极两端施加1～5V的电压，反应5min～5h，使氧化石墨烯电泳到覆盖金属基体表面，取出晾干；（3）将步骤（2）中制得的表面带氧化石墨烯的金属基体放入pH值为7～9的PBS缓冲液中，仍以金属基体为正极，Pt片为负极，调节电极电势为在-2～-3V，反应5min～0.5h，使金属基体表面的氧化石墨烯还原成石墨烯，然后取出洗净晾干。
优选地，所述步骤二为（1）首先采用Hummer’s法制备氧化石墨烯，然后将氧化石墨烯溶于去离子水中，加入质量分数为0.5%的十二烷基苯磺酸钠，超声分散3h，配制成2mg/mL的氧化石墨烯溶液；（2）将所述氧化石墨烯溶液放入电解槽中，以步骤一处理后的金属基体为正极，Pt片为负极，两个电极的间距设在3cm，在电极两端施加3V的电压，反应0.5h，使氧化石墨烯电泳到覆盖有镍的金属基体表面，取出晾干；（3）将步骤（2）中制得的表面带氧化石墨烯的金属基体放入pH值为8的PBS缓冲液中，仍以金属基体为正极，Pt片为负极，调节电极电势为在-2.3V，反应10min，使金属基体表面的氧化石墨烯还原成石墨烯，然后取出洗净晾干，所制得的石墨烯膜厚为0.35μm。
作为本发明改进的技术方案，所述步骤二为（1）首先采用Hummer’s法制备氧化石墨烯，然后将氧化石墨烯溶于去离子水中，加入质量分数为0.1%～1%的十二烷基苯磺酸钠，超声分散2～5h，配制成0.5～3mg/mL的氧化石墨烯溶液；（2）取每平方厘米0.1～1mL的所述氧化石墨烯溶液滴覆在金属基体，晾干；（3）将步骤（2）中制得的表面带氧化石墨烯的金属基体放入pH值为7～9的PBS缓冲液中，以金属基体为正极，Pt片为负极，调节电极电势为在-2～-3V，反应5min～0.5h，使金属基体表面的氧化石墨烯还原成石墨烯，然后取出洗净晾干。
优选地，所述步骤二为（1）首先采用Hummer’s法制备氧化石墨烯，然后将氧化石墨烯溶于去离子水中，加入质量分数为0.5%的十二烷基苯磺酸钠，超声分散3h，配制成2mg/mL的氧化石墨烯溶液；（2）取每平方厘米0.5mL的所述氧化石墨烯溶液滴覆在金属基体覆盖有镍的部分，晾干；（3）将步骤（2）中制得的表面带氧化石墨烯的金属基体放入pH值为8的PBS缓冲液中，以金属基体为正极，Pt片为负极，调节电极电势为在-2.3V，反应20min，使金属基体表面的氧化石墨烯还原成石墨烯，然后取出洗净晾干，所制得的石墨烯膜厚为0.67μm。
作为本发明改进的技术方案，所述步骤三为将表面覆有石墨烯薄膜的金属基体放入主要由硫酸铜20～50g/L、柠檬酸三钠25～50g/L、硝酸钠4～8g/L、氢氧化钠20～40g/L、乙二醇50～150g/L、余量水构成的电镀液中，控制电流密度5～10A/dm2、pH值7～9、温度30～50℃的工艺条件下电镀10min～0.5h。
优选地，所述步骤三为将表面覆有石墨烯薄膜的金属基体放入主要由硫酸铜40g/L、柠檬酸三钠40g/L、硝酸钠6g/L、氢氧化钠30g/L、乙二醇100g/L、余量水构成的电镀液中，控制电流密度8A/dm2、pH值8、温度45℃的工艺条件下电镀20min，所制得的铜层厚度为0.89μm。
作为本发明改进的技术方案，所述步骤五为用5～10%的稀盐酸酸液溶解金属基体。
优选地，所述稀盐酸的质量百分比为8%。
有益效果
本发明的铜/石墨烯复合多层散热膜利用铜粒子将底层石墨烯的热能带动各层石墨烯中，然后利用各层石墨烯的二维平面散热模式快速将热能散出，使得现有的石墨烯散热膜的散热效率显著提高。此外，石墨烯及铜粒子在化学活性较强的时候即进行着交替电沉积，石墨烯和铜粒子之间存在交叉互渗入，因而本发明的石墨烯层和铜层之间的连接十分紧密。
附图说明
图1为本发明的铜/石墨烯复合多层散热膜的结构示意图。
具体实施方式
现结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
本发明的铜/石墨烯复合多层散热膜，主要由石墨烯层1、铜层2交替叠加而成。其中，所述石墨烯层和铜层的层数可以根据电子设备大面积工业使用的要求进行设定，在本发明中，所述铜/石墨烯复合多层散热膜的表层优选为石墨烯层，中间层为铜层和石墨烯层交替叠加而成，其总厚度为10～50μm。
本发明的铜/石墨烯复合多层散热膜的制备方法，主要包括以下步骤：步骤一，取一片金属基体，化学除油；步骤二，在金属基体上沉积一层氧化石墨烯薄膜；然后利用电化学法将步骤二中的氧化石墨烯薄膜还原为石墨烯薄膜；步骤三，将表面覆有石墨烯薄膜的金属基体放入含铜离子的镀液中，在石墨烯薄膜表面电镀一层铜；步骤四，依次重复步骤二、步骤三，从而在金属基体表面形成由石墨烯层、铜层交替叠加的铜/石墨烯多层结构，清洗晾干；步骤五，用酸液溶解金属基体，洗净晾干，得到自支撑的铜/石墨烯复合多层散热膜。所述金属基体应选择比铜易溶的金属，例如铝、锌、铁。
在步骤一中，所述化学除油的作用是除去金属基体表面的油污，使其表面具备亲水性，其工艺参数为除油粉10～20g/L，氢氧化钠2～5g/L，温度40～50℃，超声波清洗时间2～10min。
所述步骤二为（1）首先采用Hummer’s法制备氧化石墨烯，然后将氧化石墨烯溶于去离子水中，加入质量分数为0.1%～1%的十二烷基苯磺酸钠，超声分散2～5h，配制成0.5～3mg/mL的氧化石墨烯溶液；（2）将所述氧化石墨烯溶液放入电解槽中，以步骤一处理后的金属基体为正极，Pt片为负极，两个电极的间距设在1～5cm，在电极两端施加1～5V的电压，反应5min～5h，使氧化石墨烯电泳到覆盖金属基体表面，取出晾干；（3）将步骤（2）中制得的表面带氧化石墨烯的金属基体放入pH值为7～9的PBS缓冲液中，仍以金属基体为正极，Pt片为负极，调节电极电势为在-2～-3V，反应5min～0.5h，使金属基体表面的氧化石墨烯还原成石墨烯，然后取出洗净晾干。优选地，所述步骤二为（1）首先采用Hummer’s法制备氧化石墨烯，然后将氧化石墨烯溶于去离子水中，加入质量分数为0.5%的十二烷基苯磺酸钠，超声分散3h，配制成2mg/mL的氧化石墨烯溶液；（2）将所述氧化石墨烯溶液放入电解槽中，以步骤一处理后的金属基体为正极，Pt片为负极，两个电极的间距设在3cm，在电极两端施加3V的电压，反应0.5h，使氧化石墨烯电泳到覆盖有镍的金属基体表面，取出晾干；（3）将步骤（2）中制得的表面带氧化石墨烯的金属基体放入pH值为8的PBS缓冲液中，仍以金属基体为正极，Pt片为负极，调节电极电势为在-2.3V，反应10min，使金属基体表面的氧化石墨烯还原成石墨烯，然后取出洗净晾干，所制得的石墨烯膜厚为0.35μm。
作为本发明另一具体实施方式，所述步骤二为（1）首先采用Hummer’s法制备氧化石墨烯，然后将氧化石墨烯溶于去离子水中，加入质量分数为0.1%～1%的十二烷基苯磺酸钠，超声分散2～5h，配制成0.5～3mg/mL的氧化石墨烯溶液；（2）取每平方厘米0.1～1mL的所述氧化石墨烯溶液滴覆在金属基体，晾干；（3）将步骤（2）中制得的表面带氧化石墨烯的金属基体放入pH值为7～9的PBS缓冲液中，以金属基体为正极，Pt片为负极，调节电极电势为在-2～-3V，反应5min～0.5h，使金属基体表面的氧化石墨烯还原成石墨烯，然后取出洗净晾干。优选地，所述步骤二为（1）首先采用Hummer’s法制备氧化石墨烯，然后将氧化石墨烯溶于去离子水中，加入质量分数为0.5%的十二烷基苯磺酸钠，超声分散3h，配制成2mg/mL的氧化石墨烯溶液；（2）取每平方厘米0.5mL的所述氧化石墨烯溶液滴覆在金属基体覆盖有镍的部分，晾干；（3）将步骤（2）中制得的表面带氧化石墨烯的金属基体放入pH值为8的PBS缓冲液中，以金属基体为正极，Pt片为负极，调节电极电势为在-2.3V，反应20min，使金属基体表面的氧化石墨烯还原成石墨烯，然后取出洗净晾干，所制得的石墨烯膜厚为0.67μm。
所述步骤三为将表面覆有石墨烯薄膜的金属基体放入主要由硫酸铜20～50g/L、柠檬酸三钠25～50g/L、硝酸钠4～8g/L、氢氧化钠20～40g/L、乙二醇50～150g/L、余量水构成的电镀液中，控制电流密度5～10A/dm2、pH值7～9、温度30～50℃的工艺条件下电镀10min～0.5h。优选地，所述步骤三为将表面覆有石墨烯薄膜的金属基体放入主要由硫酸铜40g/L、柠檬酸三钠40g/L、硝酸钠6g/L、氢氧化钠30g/L、乙二醇100g/L、余量水构成的电镀液中，控制电流密度8A/dm2、pH值8、温度45℃的工艺条件下电镀20min，所制得的铜层厚度为0.89μm。
所述步骤五为用5～10%的稀盐酸酸液溶解金属基体。优选地，所述稀盐酸的质量百分比为8%。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (10)
1.一种铜/石墨烯复合多层散热膜，主要由石墨烯层、铜层交替叠加而成。
2.根据权利要求1所述的铜/石墨烯复合多层散热膜，其特征在于：所述铜层厚度为0.1～1μm，所述石墨烯层的厚度为0.1～1μm。
3.根据权利要求2所述的铜/石墨烯复合多层散热膜，其特征在于：所述铜/石墨烯复合多层散热膜的表层为石墨烯层，中间层为铜层和石墨烯层交替叠加而成，其总厚度为10～50μm。
4.一种铜/石墨烯复合多层散热膜的制备方法，主要包括以下步骤：步骤一，取一片金属基体，化学除油；步骤二，在金属基体上沉积一层氧化石墨烯薄膜；然后利用电化学法将步骤二中的氧化石墨烯薄膜还原为石墨烯薄膜；步骤三，将表面覆有石墨烯薄膜的金属基体放入含铜离子的镀液中，在石墨烯薄膜表面电镀一层铜；步骤四，依次重复步骤二、步骤三，从而在金属基体表面形成由石墨烯层、铜层交替叠加的铜/石墨烯多层结构，清洗晾干；步骤五，用酸液溶解金属基体，洗净晾干，得到自支撑的铜/石墨烯复合多层散热膜。
5.根据权利要求4所述的铜/石墨烯复合多层散热膜的制备方法，其特征在于：所述金属基体为铝、锌、铁中的任意一种。
6.根据权利要求4所述的铜/石墨烯复合多层散热膜的制备方法，其特征在于：所述化学除油的作用是除去金属基体表面的油污，使其表面具备亲水性，其工艺参数为除油粉10～20g/L，氢氧化钠2～5g/L，温度40～50℃，超声波清洗时间2～10min。
7.根据权利要求4所述的铜/石墨烯复合多层散热膜的制备方法，其特征在于：所述步骤二为（1）首先采用Hummer’s法制备氧化石墨烯，然后将氧化石墨烯溶于去离子水中，加入质量分数为0.1%～1%的十二烷基苯磺酸钠，超声分散2～5h，配制成0.5～3mg/mL的氧化石墨烯溶液；（2）将所述氧化石墨烯溶液放入电解槽中，以步骤一处理后的金属基体为正极，Pt片为负极，两个电极的间距设在1～5cm，在电极两端施加1～5V的电压，反应5min～5h，使氧化石墨烯电泳到覆盖金属基体表面，取出晾干；（3）将步骤（2）中制得的表面带氧化石墨烯的金属基体放入pH值为7～9的PBS缓冲液中，仍以金属基体为正极，Pt片为负极，调节电极电势为在-2～-3V，反应5min～0.5h，使金属基体表面的氧化石墨烯还原成石墨烯，然后取出洗净晾干。
8.根据权利要求4所述的铜/石墨烯复合多层散热膜的制备方法，其特征在于：所述步骤二为（1）首先采用Hummer’s法制备氧化石墨烯，然后将氧化石墨烯溶于去离子水中，加入质量分数为0.1%～1%的十二烷基苯磺酸钠，超声分散2～5h，配制成0.5～3mg/mL的氧化石墨烯溶液；（2）取每平方厘米0.1～1mL的所述氧化石墨烯溶液滴覆在金属基体，晾干；（3）将步骤（2）中制得的表面带氧化石墨烯的金属基体放入pH值为7～9的PBS缓冲液中，以金属基体为正极，Pt片为负极，调节电极电势为在-2～-3V，反应5min～0.5h，使金属基体表面的氧化石墨烯还原成石墨烯，然后取出洗净晾干。
9.根据权利要求4所述的铜/石墨烯复合多层散热膜的制备方法，其特征在于：所述步骤三为将表面覆有石墨烯薄膜的金属基体放入主要由硫酸铜20～50g/L、柠檬酸三钠25～50g/L、硝酸钠4～8g/L、氢氧化钠20～40g/L、乙二醇50～150g/L、余量水构成的电镀液中，控制电流密度5～10A/dm2、pH值7～9、温度30～50℃的工艺条件下电镀10min～0.5h。
10.根据权利要求4所述的铜/石墨烯复合多层散热膜的制备方法，其特征在于：所述步骤五为用5～10%的稀盐酸酸液溶解金属基体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201511022980.6A CN105624747B (zh) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | 一种铜/石墨烯复合多层散热膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201511022980.6A CN105624747B (zh) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | 一种铜/石墨烯复合多层散热膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105624747A true CN105624747A (zh) | 2016-06-01 |
| CN105624747B CN105624747B (zh) | 2017-10-13 |
Family
ID=56040079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201511022980.6A Expired - Fee Related CN105624747B (zh) | 2015-12-29 | 2015-12-29 | 一种铜/石墨烯复合多层散热膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105624747B (zh) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107579201A (zh) * | 2017-09-14 | 2018-01-12 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种多层体及其制备方法 |
| CN107739869A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-02-27 | 天津工业大学 | 纳米多孔铜复合材料及其制备方法 |
| CN107815720A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-03-20 | 广东工业大学 | 一种自支撑还原氧化石墨烯涂层及其制备方法和应用 |
| CN108866412A (zh) * | 2017-05-08 | 2018-11-23 | 清华大学 | 三维多孔复合材料的制备方法 |
| CN109161941A (zh) * | 2018-08-09 | 2019-01-08 | 浙江工业大学 | 一种烧结钕铁硼磁体铜复合石墨烯镀层打底以提高耐蚀性的方法及产品 |
| CN109748267A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-05-14 | 苏州市安派精密电子有限公司 | 一种基于多道清洗的石墨烯散热部件制备方法 |
| CN111481994A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-08-04 | 广州康滤净化科技有限公司 | 通过铜网镀铜协同生长石墨烯制备的过滤膜及其制备方法 |
| CN111690963A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-09-22 | 上海理工大学 | 一种制备高导热性能的铜/石墨/铜叠层复合材料的方法 |
| CN112064077A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-12-11 | 江西理工大学 | 一种铜箔/碳纳米管/铜箔复合箔的制备方法 |
| CN112490204A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-12 | 西安交通大学 | 一种基于石墨烯的三明治结构散热薄膜、半导体器件及其制备方法 |
| CN113873750A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-12-31 | 华为技术有限公司 | 复合铜箔结构、其制备方法及覆铜箔层压板和印刷电路板 |
| GB2562805B (en) * | 2017-05-26 | 2022-02-23 | Graphitene Ltd | Heat spreader and method of manufacture thereof |
| CN114686944A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-07-01 | 北京科技大学 | 一种降低无氧铜二次电子产额的表面处理方法 |
| CN114951610A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-08-30 | 中车工业研究院有限公司 | 精确浇铸和化学气相沉积相结合的石墨烯/铜复合材料及制备方法 |
| JP7187069B1 (ja) * | 2021-09-08 | 2022-12-12 | 蘇州市安派精密電子有限公司 | 柔軟性の高いグラファイト材料又はグラフェン材料の熱放散コンポーネントを製造する方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102061504A (zh) * | 2009-11-13 | 2011-05-18 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种含有石墨烯复合薄膜材料的合成方法 |
| CN102548353A (zh) * | 2010-12-31 | 2012-07-04 | 上海杰远环保科技有限公司 | 一种叠积型膜散热结构及其实现方法 |
| CN102555324A (zh) * | 2010-12-31 | 2012-07-11 | 上海杰远环保科技有限公司 | 高散热膜型金属复合材料及其制造方法 |
| KR20140003218A (ko) * | 2012-06-29 | 2014-01-09 | 세종대학교산학협력단 | 그래핀의 적층 방법, 그래핀 적층체, 및 이를 포함하는 소자 |
| CN103625029A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-03-12 | 许子寒 | 一种石墨烯导热器件 |
-
2015
- 2015-12-29 CN CN201511022980.6A patent/CN105624747B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102061504A (zh) * | 2009-11-13 | 2011-05-18 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种含有石墨烯复合薄膜材料的合成方法 |
| CN102548353A (zh) * | 2010-12-31 | 2012-07-04 | 上海杰远环保科技有限公司 | 一种叠积型膜散热结构及其实现方法 |
| CN102555324A (zh) * | 2010-12-31 | 2012-07-11 | 上海杰远环保科技有限公司 | 高散热膜型金属复合材料及其制造方法 |
| KR20140003218A (ko) * | 2012-06-29 | 2014-01-09 | 세종대학교산학협력단 | 그래핀의 적층 방법, 그래핀 적층체, 및 이를 포함하는 소자 |
| CN103625029A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-03-12 | 许子寒 | 一种石墨烯导热器件 |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108866412A (zh) * | 2017-05-08 | 2018-11-23 | 清华大学 | 三维多孔复合材料的制备方法 |
| GB2562805B (en) * | 2017-05-26 | 2022-02-23 | Graphitene Ltd | Heat spreader and method of manufacture thereof |
| CN107579201A (zh) * | 2017-09-14 | 2018-01-12 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种多层体及其制备方法 |
| CN107579201B (zh) * | 2017-09-14 | 2023-07-18 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种多层体及其制备方法 |
| CN107815720A (zh) * | 2017-09-15 | 2018-03-20 | 广东工业大学 | 一种自支撑还原氧化石墨烯涂层及其制备方法和应用 |
| CN107739869A (zh) * | 2017-11-09 | 2018-02-27 | 天津工业大学 | 纳米多孔铜复合材料及其制备方法 |
| CN109161941A (zh) * | 2018-08-09 | 2019-01-08 | 浙江工业大学 | 一种烧结钕铁硼磁体铜复合石墨烯镀层打底以提高耐蚀性的方法及产品 |
| CN109748267A (zh) * | 2019-02-21 | 2019-05-14 | 苏州市安派精密电子有限公司 | 一种基于多道清洗的石墨烯散热部件制备方法 |
| CN111481994A (zh) * | 2020-04-14 | 2020-08-04 | 广州康滤净化科技有限公司 | 通过铜网镀铜协同生长石墨烯制备的过滤膜及其制备方法 |
| CN111690963A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-09-22 | 上海理工大学 | 一种制备高导热性能的铜/石墨/铜叠层复合材料的方法 |
| CN112064077B (zh) * | 2020-09-21 | 2021-05-14 | 江西理工大学 | 一种铜箔/碳纳米管/铜箔复合箔的制备方法 |
| CN112064077A (zh) * | 2020-09-21 | 2020-12-11 | 江西理工大学 | 一种铜箔/碳纳米管/铜箔复合箔的制备方法 |
| CN112490204A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-12 | 西安交通大学 | 一种基于石墨烯的三明治结构散热薄膜、半导体器件及其制备方法 |
| CN112490204B (zh) * | 2020-11-26 | 2024-04-02 | 西安交通大学 | 一种基于石墨烯的三明治结构散热薄膜、半导体器件及其制备方法 |
| CN113873750A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-12-31 | 华为技术有限公司 | 复合铜箔结构、其制备方法及覆铜箔层压板和印刷电路板 |
| JP7187069B1 (ja) * | 2021-09-08 | 2022-12-12 | 蘇州市安派精密電子有限公司 | 柔軟性の高いグラファイト材料又はグラフェン材料の熱放散コンポーネントを製造する方法 |
| KR20230036941A (ko) * | 2021-09-08 | 2023-03-15 | 쑤저우 온탭 프리시젼 일렉트로닉 컴퍼니 리미티드 | 고유연성 흑연 재질 또는 그래핀 재질 방열 부재 제조 방법 |
| KR102631465B1 (ko) | 2021-09-08 | 2024-01-31 | 쑤저우 온탭 프리시젼 일렉트로닉 컴퍼니 리미티드 | 고유연성 흑연 재질 또는 그래핀 재질 방열 부재 제조 방법 |
| CN114686944A (zh) * | 2022-04-08 | 2022-07-01 | 北京科技大学 | 一种降低无氧铜二次电子产额的表面处理方法 |
| CN114686944B (zh) * | 2022-04-08 | 2024-01-26 | 北京科技大学 | 一种降低无氧铜二次电子产额的表面处理方法 |
| CN114951610A (zh) * | 2022-05-13 | 2022-08-30 | 中车工业研究院有限公司 | 精确浇铸和化学气相沉积相结合的石墨烯/铜复合材料及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105624747B (zh) | 2017-10-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105624747A (zh) | 一种铜/石墨烯复合多层散热膜 | |
| CN105325067B (zh) | 导电散热片及包括导电散热片的电气部件和电子产品 | |
| Zhang et al. | Fabrication of Cu2O‐based materials for lithium‐ion batteries | |
| Chu et al. | Carbon coated nickel-nickel oxide composites as a highly efficient catalyst for hydrogen evolution reaction in acid medium | |
| Sahoo et al. | Room-temperature synthesis of NiS hollow spheres on nickel foam for high-performance supercapacitor electrodes | |
| CN105514065A (zh) | 一种导热胶/石墨烯复合多层散热膜及其制备方法 | |
| Liu et al. | Electrochemical synthesis of Cu2O concave octahedrons with high-index facets and enhanced photoelectrochemical activity | |
| CN106222694B (zh) | 海绵结构合金负载三元氧化物层析氢电极材料的制备方法 | |
| Tao et al. | Activating three-dimensional networks of Fe@ Ni nanofibers via fast surface modification for efficient overall water splitting | |
| Song et al. | Interfacial engineering of MoS2/TiO2 hybrids for enhanced electrocatalytic hydrogen evolution reaction | |
| CN104071867B (zh) | 一种三维PbO2电催化电极的制备方法 | |
| CN103625029A (zh) | 一种石墨烯导热器件 | |
| Cao et al. | Interlayer Injection of Low‐Valence Zn Atoms to Activate MXene‐Based Micro‐Redox Capacitors With Battery‐Type Voltage Plateaus | |
| Huang et al. | Simultaneous fabrications of nanoparticles and 3D porous films of Sn or Pb from pure electrodes | |
| Chu et al. | Ni (HCO3) 2 nanosheet/nickel tetraphosphate (Ni (P4O11)) nanowire composite as a high-performance electrode material for asymmetric supercapacitors | |
| CN104252974A (zh) | 一种制造复合薄膜材料的方法 | |
| CN105332010A (zh) | 一种脉冲电沉积Co/Y2O3纳米复合镀层的制备方法 | |
| Arai et al. | Carbon nanofiber-copper composites fabricated by electroplating | |
| CN106350842B (zh) | 一种耐高温液态硫腐蚀的集流体涂层及制备方法 | |
| CN107680707A (zh) | 一种核壳结构的复合金属纳米线及其制备方法与应用 | |
| CN102191519A (zh) | 铝基复合材料表面熔盐电沉积铝膜的制备方法 | |
| Tian et al. | 3D Printing‐Directed Synergistic Design of High‐Performance Zinc‐Ion Hybrid Capacitors and Nanogenerators for All‐In‐One Self‐Powered Energy Wristband | |
| Lu et al. | TiO2 nanotube heterostructure modified with a metal-organic framework showing robust stability for photocathodic protection | |
| Hu et al. | Dynamic template assisted electrodeposition of porous ZnO thin films using a triangular potential waveform | |
| Cao et al. | Transport channel engineering between MXene interlayers for Zn‐ion hybrid microsupercapacitor with enhanced energy output and cycle stability |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20170831 Address after: 523000, Guangdong, Dongcheng District, the main mountain in the Middle East Road, South Road, No. 81, brilliant business building, floor A03, one of the Applicant after: Dongguan City Guanxin Enterprise Management Consulting Co., Ltd. Address before: 523000, Dongguan, Dongcheng District, the main mountain in the Middle East Road, South Road, No. 81 brilliant business building, floor C10, 6, Applicant before: DONGGUAN QINGMAITIAN DIGITAL TECHNOLOGY CO., LTD. |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20181019 Address after: 523000 Room 301, international finance innovation park, Dongguan hi tech Industrial Development Zone, Guangdong, 6B Patentee after: Dongguan Guangxin Intellectual Property Services Limited Address before: 523000 A03, one of the 8 floors of brilliant business building, 81 South Central Road, Dongcheng District, Dongguan, Guangdong. Patentee before: Dongguan City Guanxin Enterprise Management Consulting Co., Ltd. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20190603 Address after: 052400 Southern Ring of Wuji County Town, Shijiazhuang City, Hebei Province (Jiaotou Village, Wuji County) Patentee after: Hebei Diman New Energy Technology Co., Ltd. Address before: 523000 Room 301, international finance innovation park, Dongguan hi tech Industrial Development Zone, Guangdong, 6B Patentee before: Dongguan Guangxin Intellectual Property Services Limited |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20171013 Termination date: 20191229 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |