CN105992490A - 一种高热辐射合成石墨散热膜及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有高热辐射性能的合成石墨散热膜及制造方法。该合成石墨散热膜包括合成石墨膜层及位于其一侧表面的微结构凸起。合成石墨膜在x-y平面具有极高的导热率，在其一侧表面制作凸起微结构可以有效的增加散热面积，并使其具有很强的热辐射能力，极大的增强了其散热效率。制造该合成石墨散热膜的步骤为：步骤1，将高分子膜在800-1200oC下碳化，步骤2，将碳化的高分子膜在2200-3200oC下石墨化，步骤3，将石墨化后得到的石墨膜通过双辊压延机，其中一个辊为镜面辊，另一个为表面具有凹陷微结构的哑光辊。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成石墨散热膜。
背景技术
随着电子设备的性能提高，电子元件的发热问题越来越受到大家的关注，如何在保证电子设备运转效率的同时控制好电子元件的发热是电子行业共同关注的问题。
近几年来，由于合成石墨散热膜（JP1985181129A）的超高的导热率（800-2000
W/m•k），其已经开始在电子行业尤其是智能手机，平板电脑，LED灯里开始大规模应用。但是，虽然合成石墨散热膜在x-y平面上的导热率很高，其在垂直于表面方向上的导热率只有5-10
W/m•k，因此不易将传导在其上的热量散发出去，这个问题降低了其在使用中的散热效能。其而如何在合成石墨散热膜本身具有优异导热性能的基础上，再提高其散热效率是有待研究的问题。
本发明提供了一种具有高热辐射性能的合成石墨膜，其导热层为合成石墨膜，在其一侧具有通过压延形成的凸起结构。这些凸起结构极大的增加了石墨膜的散热面积， 因此同时可以增加石墨膜通过热对流和热热辐射所散发出的热量，有效地增强了石墨膜的散热效率，为其在电子产品中的应用提供了更高的散热效能和稳定性。
发明内容
本发明目的是针对目前电子产品在散热技术上的技术问题，提供一种合成石墨散热膜，具有更高的散热效率的解决方案。
2、本发明所述的合成石墨散热膜，包括石墨膜层及位于其一侧表面的微结构凸起，其中所述的微结构凸起材料是石墨。
3、根据本发明所述的石墨膜层的厚度为10-100um，导热率为800-2000
W/m•k。
根据本发明所述的合成石墨散热膜一侧的微结构凸起，其形状为半球形、圆柱形、圆锥形、圆台，棱柱体、棱锥体、棱台或其中两种以上形状的混合。
4、根据本发明所述的合成石墨散热膜一侧的微结构凸起，其高度为1~10μm，底面直径或底边长为1~10μm。
5、根据本发明所述的合成石墨散热膜一侧的微结构凸起，其排布方式为非紧密排列或紧密排列，相邻两个凸起的相邻底边-底边之间的距离为0-100 um。
6、根据本发明所述的合成石墨散热膜一侧的微结构凸起的密度较好为104-108个/cm2，宜为105-108个/cm2，更好为105-107个/cm2。如果密度超过108个/cm2，则由于凸起太过拥挤而会影响散热效果，如果密度低于105个/cm2，则由于表面积增加有限而散热效果不明显。
7、优选地，所述的合成石墨散热膜的没有微结构凸起的一侧附有双面胶和离型膜，剥离离型膜后散热膜通过双面胶可以将散热膜与电子器件相贴合。
8、本发明还提供了一种合成石墨散热膜的制造方法，该方法包括“
步骤1，将高分子膜在惰性气体的保护下，以5-20oC/min的速度从室温升至800-1200oC并保温1-5个小时进行碳化，
步骤2，将碳化的高分子膜在惰性气体的保护下，以5-20oC/min的速度从室温升至2200-3200oC下进行石墨化，
步骤3，将石墨化后得到的石墨膜通过双辊压延机在10-50Mpa的压强下压延并制得所需的厚度，其中压延机的一个辊为镜面辊，另一个为表面具有凹陷微结构的哑光辊。
附图说明
本发明的高散热性能的合成石墨散热膜由以下实施例及附图给出。
图1是本发明一实施例的高散热性能的合成石墨散热膜的结构示意图。
图2是本发明一实施例的高散热性能的合成石墨散热膜的结构示意图。
图3是本发明一实施例的高散热性能的合成石墨散热膜的结构示意图。
图4是具有微结构凸起的合成石墨散热膜的制作方法。
具体实施方式
为使本发明的目的、特征更明显易懂，以下将结合附图和具体实施方式对本发明的高散热性能合成石墨散热膜作进一步的详细描述。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
如图1所示，提供了一种高散热性能的合成石墨散热膜，该合成石墨散热膜包括石墨膜层1及位于其一侧表面的微结构凸起2，由于由于石墨膜层1本身具有极高的导热率，同时因为其一侧表面的微结构凸起2增加散热面积，使其具有很强的热辐射能力，极大的增强了其散热效率。
根据本发明所述的合成石墨散热膜一侧的微结构凸起，其形状为半球形、圆柱形、圆锥形、圆台，棱柱体、棱锥体、棱台或其中两种以上形状的混合。
根据本发明所述的合成石墨散热膜一侧的微结构凸起，其高度为1~10μm，底面直径或底边长为1~10μm。
根据本发明所述的合成石墨散热膜一侧的微结构凸起，其排布方式为非紧密排列或紧密排列，相邻两个凸起的相邻底边-底边之间的距离为0-100 um。
根据本发明所述的合成石墨散热膜一侧的微结构凸起的密度较好为104-108个/cm2，宜为105-108个/cm2，更好为105-107个/cm2。如果密度超过108个/cm2，则由于凸起太过拥挤而会影响散热效果，如果密度低于105个/cm2，则由于表面积增加有限而散热效果不明显。
优选地，所述的合成石墨散热膜的没有微结构凸起的一侧附有双面胶和离型膜，剥离离型膜后散热膜通过双面胶可以将散热膜与电子器件相贴合。
本发明还提供了一种合成石墨散热膜的制造方法，该方法包括“
步骤1，将高分子膜在惰性气体的保护下，以5-20oC/min的速度从室温升至800-1200oC并保温1-5个小时进行碳化，
步骤2，将碳化的高分子膜在惰性气体的保护下，以5-20oC/min的速度从室温升至2200-3200oC下进行石墨化，
步骤3，将石墨化后得到的石墨膜通过双辊压延机在10-50Mpa的压强下压延并制得所需的厚度，其中压延机的一个辊为镜面辊，另一个为表面具有凹陷微结构的哑光辊。
实施例1
如图1所示，将高分子薄膜采用碳化和石墨化方法形成形成合成石墨膜，然后通过压辊压至25um，并在石墨膜的一侧形成紧密排列的半球形突起，该表面凸起均匀分布在所述背板的整个表面上，分布密度为1.6×105个/平方厘米，单个半球形突起的直径为5微米, 两个半球形突起顶点之间的距离为20微米。
实施例2
如图2所示，将高分子薄膜采用碳化和石墨化方法形成形成合成石墨膜，然后通过压辊压至25um，并在石墨膜的一侧形成紧密排列的圆锥形突起，该表面凸起均匀分布在所述背板的整个表面上，分布密度为1.6×105个/平方厘米，单个圆锥形突起的底面直径为5微米, 两个圆锥形突起顶点之间的距离为20微米。
实施例3
如图3所示，将高分子薄膜采用碳化和石墨化方法形成形成合成石墨膜，然后通过压辊压至25um，并在石墨膜的一侧形成紧密排列的圆柱形突起，该表面凸起均匀分布在所述背板的整个表面上，分布密度为1.6×105个/平方厘米，单个圆柱形突起的底面直径为5微米, 两个圆柱形突起底面中心点之间的距离为20微米。
对比例1
将高分子薄膜采用碳化和石墨化方法形成形成合成石墨膜，然后通过两个镜面压辊压至25um，其上下表面均为光滑平面
将实施例和对比例所得到的合成石墨膜分别贴覆在商业智能手机显示屏幕的背部，并在同时充电和播放影音文件的条件下于1小时之后观察屏幕发热情况（环境温度为25摄氏度），由Fluke
Ti30热成像仪得到热量分布图，其结果如表1.
| 样品 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例1 |
| 温度（oC） | 44.2 | 46.5 | 45.2 | 51.1 |
上述散热实验结果表明，本发明的高散热石墨膜相对于现有的通过无表面微结构的石墨膜具有显著优异的散热效果。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。
Claims (6)
1.一种合成石墨散热膜，该合成石墨散热膜包括石墨膜层及位于其一侧表面的微结构凸起。
2.根据权利要求1所述的合成石墨散热膜，其特征在于：所述的石墨膜层厚度在10-100um，导热率为800-2000 W/m•k。
3.根据权利要求1所述的合成石墨散热膜，其特征在于：所述的微结构凸起材料是石墨。
4.根据权利要求1所述的合成石墨散热膜，其特征在于：所述的微结构凸起为半圆形，锥形，菱形或其中任意图形的混合。
5.根据权利要求1所述的合成石墨散热膜，其特征在于：所述的微结构凸起高度为1~10μm，底面直径或底边长为1~10μm。
6.一种合成石墨散热膜的制造方法，其特征在于其包括步骤：
步骤1，将高分子膜在800-1200oC下碳化，
步骤2，将碳化的高分子膜在2200-3200oC下石墨化，
步骤3，将石墨化后得到的石墨膜通过双辊压延机，其中一个辊为镜面辊，另一个为表面具有凹陷微结构的哑光辊。
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| CN102149633A (zh) * | 2008-09-11 | 2011-08-10 | 株式会社钟化 | 碳质膜的制造方法及由其制得的石墨膜 |
| CN102555311A (zh) * | 2010-12-28 | 2012-07-11 | 常州碳元科技发展有限公司 | 交互鳍结构型高散热膜片及其制造方法 |
| CN104003381A (zh) * | 2014-06-13 | 2014-08-27 | 江苏悦达新材料科技有限公司 | 一种高导热石墨膜卷材的制备方法 |
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