CN107286837A - 一种导热涂料、导热涂层以及复合散热膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种导热涂料，所述涂料包括：PUA低聚物50～75％、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯0.5～20％、乙二醇类二丙烯酸酯0.2～10％、光引发剂1～10％、纳米粉体1％～10％、分散剂0.2～1％、偶联剂0.2～1％，该涂料进行紫外光固化后可形成导热涂层；本发明还提供一种复合散热膜，所述复合散热膜从上往下依次是导热涂层(Ⅰ)、石墨片(Ⅱ)、双面胶层(Ⅴ)，该复合散热膜具有优异的耐弯折性、耐电压击穿性和辐射散热性能，可有效地降低热源温度，满足散热领域的使用要求。

Description

一种导热涂料、导热涂层以及复合散热膜
技术领域
本发明涉及散热领域，具体涉及一种涂料和散热膜。
背景技术
随着微电子工业的高速发展，电子元器件和电子设备日趋小型化、集成化和高密度化，电子产品的发热问题成为制约其发展的瓶颈，生产厂家通常采用散热膜来加速电子产品的散热。石墨片具有导热系数高、密度小、轻薄和耐弯折性好等优点，在近年来得到广泛的应用，但是，石墨片具有表面易损、机械加工性差、导电性强等缺点，从石墨片中脱落下来的微小碎屑可能会引起电子产品的短路。目前，市场上使用的石墨膜产品都经过贴合单面胶和双面胶处理，贴胶过程容易引起石墨片因起皱而报废，而且产品的散热性能出现大幅下降现象。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种导热涂料，将该涂料涂布在石墨片基材上，再贴合双面胶，形成复合散热膜，该复合散热膜具有优异的耐弯折性、耐电压击穿性和辐射散热性能，可有效地降低热源温度，满足散热领域的使用要求。
本发明中“％”指的是质量百分含量。
一种导热涂料，该涂料包括：PUA低聚物50～75％、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯0.5～20％、乙二醇类二丙烯酸酯0.2～10％、光引发剂1～10％、纳米粉体1％～10％、分散剂0.2～1％、偶联剂0.2～1％。
所述导热涂料还可包括活性稀释剂(1)，所述活性稀释剂(1)包括丙烯酸羟基酯、丙烯酸四氢糠基酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸四氢糠基酯中的一种或两种，所述活性稀释剂(1)的含量为0.05～10％。
所述导热涂料还可包括助剂0.05～0.4％。
所述助剂包括流平剂和阻聚剂中的一种或两种。
所述流平剂包括迪高Tego 410、迪高Tego 440和毕克化学BYK-333中的一种。
所述阻聚剂包括对羟基苯甲醚、对苯二酚和二叔丁基对苯甲酚中的一种。
所述PUA低聚物是一种含有光固化基团丙烯酰氧基(CH2＝CH-COO-)且相对分子量小于10000的聚氨酯丙烯酸酯低聚物。
所述PUA低聚物为脂肪族PUA低聚物和芳香族PUA低聚物中的一种。
优选所述PUA低聚物为脂肪族PUA低聚物，所述脂肪族PUA低聚物可为单官能度脂肪族PUA低聚物、双官能度脂肪族PUA低聚物、三官能度脂肪族PUA低聚物或六官能度脂肪族PUA低聚物；进一步优选所述PUA低聚物为双官能度脂肪族PUA低聚物，更进一步优选所述双官能度脂肪族PUA低聚物包括聚醚链段。
所述乙二醇类二丙烯酸酯包括二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯中的一种；优选所述乙二醇类二丙烯酸酯为四甘醇二丙烯酸酯。
所述光引发剂包括1-羟基环己基苯基甲酮、2,4,6-三甲基甲酰基二苯基氧化膦、双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)苯基氧化膦、2-异丙基硫杂蒽酮、二甲氨基苯甲酸异辛酯和4-二甲氨基苯甲酸乙酯中的一种或多种。
所述纳米粉体包括氮化硼、氮化铝、碳化硅、氮化硅、二氧化硅、氧化铝、氧化锌和氧化镁中的一种或多种。
所述纳米粉体的粒径为20～800nm。
所述分散剂包括十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇脂肪酸酯、南京天行新材料TDL-ND2型纳米粉体专用分散剂中的一种或多种；优选所述分散剂为南京天行新材料TDL-ND2型纳米粉体专用分散剂。
所述偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、硼酸酯偶联剂中的一种；优选所述偶联剂包括KH-550，KH-560，KH-570中的一种；进一步优选所述偶联剂为KH-550。
一种导热涂层，由上述导热涂料制备而成。
一种复合散热膜，所述复合散热膜从上往下依次是上述导热涂层(Ⅰ)、石墨片(Ⅱ)、双面胶层(Ⅴ)。
优选所述石墨片与双面胶层之间还有导热涂层(Ⅲ)。
所述导热涂层(Ⅰ)的厚度为5～50μm，优选厚度为5～30μm，进一步优选厚度为为10μm；
所述石墨片(Ⅱ)的厚度为10～100μm，优选厚度为17～40μm，进一步优选厚度为25μm；
所述双面胶层(Ⅴ)的厚度为5～20μm，优选厚度为5～10μm，进一步优选厚度为5μm；
所述导热涂层(Ⅲ)的厚度为5～50μm，优选厚度为5～30μm，进一步优选厚度为为10μm；
进一步地，所述石墨片包括人工石墨片和天然石墨片中的一种。
上述复合散热膜的制备方法，包括如下步骤：
(1)制备导热涂料：
a.纳米粉体分散：将纳米粉体、PUA低聚物、分散剂、偶联剂依次加入搅拌杯中，在行星式搅拌机内以1600～1800rpm的速率搅拌80～150s，重复搅拌8～10次，脱除气泡；上述搅拌完成后，将搅拌杯固定在超声波清洗仪中，开启超声波，同时采用分散机进行机械搅拌，以2000～3000rpm的转速搅拌4min，重复8～10次，得到分散良好的浆料。
b.制备导热涂料：将上述分散好的浆料、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯、乙二醇类二丙烯酸酯、光引发剂依次加入搅拌杯中，在行星式搅拌机内以1200～1800rpm的速率搅拌30～150s，重复搅拌3～10次，脱除气泡，得到导热涂料；
(2)制备导热涂层：通过自动涂布机将步骤(1)得到的涂料均匀地涂布在石墨片的一面上，涂布速率为10～30mm/s；
(3)导热涂层UV固化：将步骤(2)得到的涂层放入紫外固化机中进行光固化，进样速率为1～10m/min，光强为280～420mW/cm2，固化时间为5～50s；
(4)背双面胶：将上述步骤制得的样品用背胶机背上5～20μm的丙烯酸双面胶。
所述步骤b还可包括活性稀释剂(1)，所述活性稀释剂(1)包括丙烯酸羟基酯、丙烯酸四氢糠基酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸四氢糠基酯中的一种或两种。
所述步骤b还可包括助剂，所述助剂包括流平剂和阻聚剂中的一种或两种。
所述复合散热膜的制备方法，在所述步骤(2)中，还可包括，在石墨片的另一面涂布导热涂料，涂布速率为10～30mm/s；在所述步骤(3)中，还可包括，将石墨片的另一面得到的涂层放入紫外固化机中进行光固化，进样速率为1～10m/min，光强为280～420mW/cm2，固化时间为5～50s。
本发明的有益效果：
(1)本发明选用PUA低聚物作为涂层的主要成分，与环氧丙烯酸酯或不饱和聚酯制备的涂层相比，具有较好的柔韧性。其中，乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯与乙二醇类二丙烯酸酯的复配使用，可提高导热涂层的耐弯折性和耐电压击穿性。
(2)本发明选用氮化硼、氮化铝、碳化硅、氮化硅、二氧化硅等纳米粉体作为导热材料，与金属类和高分子类导热材料相比，本发明导热材料具有较好的导热性和绝缘性，并且在涂料中分散均匀，在不影响涂层的柔韧性的前提下，提高了涂层的导热性能和绝缘性。此外，本发明纳米粉体的粒径在20～800nm之间，具有良好的散热效果，当纳米尺寸过小时，可能会发生团聚现象，并增加成本；当纳米尺寸过大时，涂料的施工性变差，涂层厚度难以控制，且表面不平整，难以达到良好的散热效果。另外，本发明涂料具有较高的热辐射率，能有效地提高复合散热膜的热辐射散热效果，显著降低热源温度。
(3)本发明复合散热膜在R5/180°(即弯曲半径为5mm，弯曲角度为180°)的条件下，可反复弯折10000次以上，具有良好的耐弯折性。同时，该复合散热膜的绝缘性好，在膜厚为10μm时，可耐1000V的击穿电压。此外，该复合散热膜不仅具有良好的热传导能力，还具有优异的热辐射能力，散热效果优异。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明及其有益效果作进一步详细地描述，但本发明的实施方式不限于此。
复合散热膜的测试方法：
(1)耐弯折性测试：将样品两端以0.98N的力固定在HM-8666抗弯折试验机上，在弯曲半径为5mm，弯曲角度为180°的条件下，开始弯曲试验，测试样品能否弯折10000次以上。
(2)耐击穿电压测试：采用TH9320绝缘耐压测试仪进行测试，即先将测试仪的电压接受端连接在铜箔上，再将待测试样品放置在铜箔上，然后将测试仪的高压输出端连接到待测试样品的表面(此处指涂层面)，将电压设置为1000V，持续通交流电10～60s，观察仪器是否报警；若仪器报警，则表明样品的耐击穿电压＜1000V，绝缘性差；若仪器不报警，则表明样品的耐击穿电压≥1000V，绝缘性好。
(3)散热性能测试：
采用自制的散热膜测试平台进行散热测试，测试平台由功率可调的电源、热源、温度测试仪、Fluke红外热像仪、电脑及测温软件组成，测试步骤如下：
a.将功率可调的电源与热源连接，通过调节电压和电流(U1、I1)使得热源升温到实验设计的温度T；待温度稳定后，关闭电源，热源冷却至室温T0；室温T0采用温度测试仪和热电偶进行实时监控和记录，并通过相应的软件将数据保存在电脑上。
b.将复合散热膜贴合在热源上，开启电源并调节电压电流值至U1、I1，采用Fluke红外热像仪对热源温度T1进行实时监控，并通过仪器自带软件保存数据，待一定时间后(此处为30min)，热源温度稳定时，测试结束，关闭电源。
c.计算温升△T＝T1-T0，温升值越小表示复合散热膜的散热效果越好。
(4)厚度测试：采用膜厚仪测试涂层和双面胶层的厚度，单位：μm。
实施例
如无特殊说明，本发明实施例的“份”均指“质量份”。
实施例1
导热涂料配方：双官能度的脂肪族PUA低聚物70份，乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯5份，二乙二醇二丙烯酸酯10份，1-羟基环己基苯基甲酮8份，氮化硼5份(平均粒径200nm)，KH-550 1份，TDL-ND2型纳米粉体专用分散剂1份。
复合散热膜结构：10μm导热涂层+25μm石墨片+20μm双面胶。
复合散热膜的制备方法：
(1)制备导热涂料：
a.纳米粉体分散：将氮化硼5份(平均粒径200nm)、双官能度的脂肪族PUA低聚物70份、TDL-ND2型纳米粉体专用分散剂1份、KH-550 1份依次加入搅拌杯中，在行星式搅拌机内以1600rpm的速率搅拌150s，重复搅拌10次，脱除气泡；上述搅拌完成后，将搅拌杯固定在超声波清洗仪中，开启超声波，同时采用分散机进行机械搅拌，以3000rpm的转速搅拌4min，重复8次，得到分散良好的浆料。
b.制备导热涂料：将上述分散好的浆料、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯5份、二乙二醇二丙烯酸酯10份、1-羟基环己基苯基甲酮8份依次加入搅拌杯中，在行星式搅拌机内以1200rpm的速率搅拌150s，重复搅拌3次，脱除气泡，得到导热涂料；
(2)制备导热涂层：通过自动涂布机将步骤(1)得到的涂料均匀地涂布在石墨片的一面上，涂布速率为10mm/s；
(3)导热涂层UV固化：将步骤(2)得到的涂层放入紫外固化机中进行光固化，进样速率为1m/min，光强为280mW/cm2，固化时间为5s；
(4)背双面胶：将上述步骤制得的样品用背胶机背上20μm的丙烯酸双面胶。
对比实施例1-1
导热涂料配方：双官能度的脂肪族PUA低聚物70份，乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯5份，2-苯氧基乙基丙烯酸酯10份，1-羟基环己基苯基甲酮8份，氮化硼5份(平均粒径200nm)，KH-550 1份，TDL-ND2型纳米粉体专用分散剂1份。
复合散热膜结构和制备方法同实施例1，配方改为上述配方。
对比实施例1-2
导热涂料配方：双官能度的脂肪族PUA低聚物70份，乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯5份，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯10份，1-羟基环己基苯基甲酮8份，氮化硼5份(平均粒径200nm)，KH-550 1份，TDL-ND2型纳米粉体专用分散剂1份。
复合散热膜结构和制备方法同实施例1，配方改为上述配方。
对比实施例1-3
导热涂料配方：双官能度的脂肪族PUA低聚物70份，乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯5份，二乙二醇二丙烯酸酯4份，1-羟基环己基苯基甲酮4份，氮化硼15份(平均粒径200nm)，KH-550 1份，TDL-ND2型纳米粉体专用分散剂1份。
复合散热膜结构和制备方法同实施例1，配方改为上述配方。
对比实施例1-4
复合散热膜结构：25μm石墨片+20μm双面胶。
对比实施例1-5
复合散热膜结构：10μm单面胶+25μm石墨片+20μm双面胶。
实施例2
双官能度的脂肪族PUA低聚物70份，乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯5份，二乙二醇二丙烯酸酯10份，1-羟基环己基苯基甲酮8份，氮化硼2.5份(平均粒径200nm)，碳化硅2.5份(平均粒径20nm)，KH-550 1份，TDL-ND2型纳米粉体专用分散剂1份。
复合散热膜结构和制备方法同实施例1，配方改为上述配方。
实施例3
双官能度的脂肪族PUA低聚物70份，乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯3份，二乙二醇二丙烯酸酯10份，1-羟基环己基苯基甲酮10份，氮化硼2份(平均粒径200nm)，碳化硅2份(平均粒径20nm)，氧化铝1份(平均粒径800nm)，KH-550 1份，TDL-ND2型纳米粉体专用分散剂1份。
复合散热膜结构和制备方法同实施例1，配方改为上述配方。
实施例4
导热涂料配方：双官能度的脂肪族PUA低聚物75份，乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯20份，四甘醇二丙烯酸酯0.2份，1-羟基环己基苯基甲酮1.7份，2,4,6-三甲基甲酰基二苯基氧化膦1.7份，氮化硼1份(平均粒径200nm)，KH-550 0.2份，TDL-ND2型纳米粉体专用分散剂0.2份。
复合散热膜结构和制备方法同实施例1，配方改为上述配方。
实施例5
双官能度的脂肪族PUA低聚物70份，乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯5份，二乙二醇二丙烯酸酯5份，1-羟基环己基苯基甲酮8份，氮化硼10份(平均粒径200nm)，KH-550 1份，TDL-ND2型纳米粉体专用分散剂1份。
复合散热膜结构和制备方法同实施例1，配方改为上述配方。
实施例6
芳香族PUA低聚物50份，乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯20份，二乙二醇二丙烯酸酯10份，丙烯酸羟乙酯10份，1-羟基环己基苯基甲酮4.2份，迪高Tego 410 0.2份，F-2为对羟基苯甲醚0.2份，氮化硼2份(平均粒径200nm)，碳化硅2份(平均粒径20nm)，氮化铝1份(平均粒径800nm)，KH-550 0.2份，TDL-ND2型纳米粉体专用分散剂0.2份。
复合散热膜结构和制备方法同实施例1，配方改为上述配方。
实施例7
导热涂料配方：双官能度的脂肪族PUA低聚物75份，乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯0.5份，二乙二醇二丙烯酸酯10份，丙烯酸羟乙酯10份，1-羟基环己基苯基甲酮1份，氮化硼2.3份(平均粒径200nm)，KH-550 0.2份，TDL-ND2型纳米粉体专用分散剂1份。
复合散热膜结构和制备方法同实施例1，配方改为上述配方。
实施例8
导热涂料的配方如实施例1。
复合散热膜结构：10μm导热涂层+25μm石墨片+10μm涂层+20μm双面胶。
复合散热膜的制备方法：
(1)制备导热涂料：
a.纳米粉体分散：将氮化硼5份(平均粒径200nm)、双官能度的脂肪族PUA低聚物70份、TDL-ND2型纳米粉体专用分散剂1份、KH-550 1份依次加入搅拌杯中，在行星式搅拌机内以1800rpm的速率搅拌80s，重复搅拌8次，脱除气泡；上述搅拌完成后，将搅拌杯固定在超声波清洗仪中，开启超声波，同时采用分散机进行机械搅拌，以2000rpm的转速搅拌4min，重复10次，得到分散良好的浆料。
b.制备导热涂料：将上述分散好的浆料、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯5份、二乙二醇二丙烯酸酯10份、1-羟基环己基苯基甲酮8份依次加入搅拌杯中，在行星式搅拌机内以1800rpm的速率搅拌30s，重复搅拌10次，脱除气泡，得到导热涂料；
(2)制备导热涂层：通过自动涂布机将步骤(1)得到的涂料均匀地涂布在石墨片的一面上，涂布速率为30mm/s，在石墨片的另一面上重复该步骤；
(3)导热涂层UV固化：将步骤(2)得到的涂层放入紫外固化机中进行光固化，进样速率为10m/min，光强为420mW/cm2，固化时间为50s，在石墨片的另一面上重复该步骤；
(4)背双面胶：将上述步骤制得的样品用背胶机背上20μm的丙烯酸双面胶。
在实施例和对比实施例中，双官能度的脂肪族PUA低聚物选用的产品是长兴化学材料(珠海)有限公司的U240；芳香族PUA低聚物选用的产品是长兴化学材料(珠海)有限公司的6121F-80。所述石墨片为人工石墨片或天然石墨片，为了方便对比，均采用人工石墨片；所述石墨片的尺寸没有特别的要求，为了方便对比，石墨片的长度为15cm，宽度为8cm，厚度为25μm，涂层、双面胶和单面胶的的长度、宽度与石墨片保持一致。制成复合散热膜后，再根据需要裁切成需要的大小。
表1复合散热膜的柔韧性、绝缘性和热辐射性能
注：△指涂层在R5/180°的测试条件下，可弯折10000次以上，柔韧性好；▲指涂层在R5/180°的测试条件下，无法弯折10000次，柔韧性差。
○指涂层的耐击穿电压≥1000V，绝缘性好；●指涂层的耐击穿电压＜1000V，绝缘性差。
表2复合散热膜的散热效果测试
从表1和表2可以看出，本发明复合散热膜具有优异的耐弯折性、耐电压击穿性和散热性能，优于传统的背胶产品和石墨片裸材。当导热涂料中纳米粉体的含量相同时，多组分复合的纳米粉体涂层的散热效果优于单一成分的纳米粉体涂层，这是因为多种成分的纳米粒子组成的复合粉体，不仅有效地避免了单一成分纳米粒子的团聚问题，而且可发挥协同效应，增大了纳米粒子之间的接触面积，改善了单一纳米粒子的表面性质，从而提升涂层及复合散热膜的散热性能。另外，当纳米粒子的含量由1％增加到10％时，涂层及复合散热膜的散热性能有明显地提高，当纳米粒子的含量增加至15％时，涂层及复合散热膜的散热性能无明显变化，但耐弯折性变差，不满足散热领域的使用要求。这是因为纳米粉体含量较低时(如1％)，彼此孤立存在，纳米粒子作为分散相被PUA低聚物包裹，热传导和热辐射性能一般；随着纳米粉体含量的增加(如5％和10％)，纳米粒子之间彼此接触，形成导热链，可提高整个体系的导热性能和热辐射性能；当纳米粉体的含量过高时(如15％)，纳米粒子间彼此团聚，导致涂料的机械性能和加工性能变差，涂层及复合散热膜的耐弯折性出现明显地下降。此外，复合散热膜的尺寸越小，各实施例和对比实施例中温升的差值越大，辐射散热效应越明显。当复合散热膜的结构为导热涂层(Ⅰ)/石墨片(Ⅱ)/导热涂层(Ⅲ)/双面胶层(Ⅴ)时，其散热性能优于结构为导热涂层(Ⅰ)/石墨片(Ⅱ)/双面胶层(Ⅴ)的复合散热膜。
此外，由单官能度的2-苯氧基乙基丙烯酸酯取代乙二醇类二丙烯酸酯，其他条件不变时，如对比实施例1-1，复合散热膜的散热性能良好，但是其绝缘性和耐电压击穿性变差；由三官能度的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯取代乙二醇类二丙烯酸酯，其他条件不变时，如对比实施例1-2，复合散热膜的散热性能良好，但是其耐弯折性变差，这是因为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯具有三个活性位点，与PUA低聚物反应时，体系的交联密度过大，导致涂层及复合散热膜的柔韧性和耐弯折性变差。
另外，申请人在实验中发现，当实施例中导热涂料的配方相同时，涂层的厚度为5～30μm，石墨片的厚度为10～100μm，双面胶层的厚度为5～20μm时，复合散热膜的各项性能与表1、表2一致，符合使用要求；天然石墨片作基材时，不影响复合散热膜的散热效果；当偶联剂选用钛酸酯偶联剂或硼酸酯偶联剂时，其效果与KH-550偶联剂基本相同；当分散剂选用十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基硫酸钠、聚乙二醇脂肪酸酯时，其效果与TDL-ND2型纳米粉体专用分散剂基本相同。

Claims (10)

1.一种导热涂料，其特征在于，该涂料包括：PUA低聚物50～75％、乙氧基乙氧基乙基丙烯酸酯0.5～20％、乙二醇类二丙烯酸酯0.2～10％、光引发剂1～10％、纳米粉体1％～10％、分散剂0.2～1％、偶联剂0.2～1％。
2.根据权利要求1所述的一种导热涂料，其特征在于，所述涂料还包括活性稀释剂(1)，所述活性稀释剂(1)包括丙烯酸羟基酯、丙烯酸四氢糠基酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯和甲基丙烯酸四氢糠基酯中的一种或两种，所述活性稀释剂(1)的含量为0.05～10％。
3.根据权利要求1或2所述的一种导热涂料，其特征在于，所述涂料还包括助剂0.05～0.4％。
4.根据权利要求1所述的一种导热涂料，其特征在于，所述PUA低聚物包括脂肪族PUA低聚物和芳香族PUA低聚物中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种导热涂料，其特征在于，所述乙二醇类二丙烯酸酯包括二乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯和四甘醇二丙烯酸酯中的一种。
6.根据权利要求1所述的一种导热涂料，其特征在于，所述纳米粉体包括氮化硼、氮化铝、碳化硅、氮化硅、二氧化硅、氧化铝、氧化锌和氧化镁中的一种或多种。
7.一种导热涂层，由权利要求1～6任意一项所述的导热涂料制备而成。
8.一种复合散热膜，其特征在于，所述复合散热膜从上往下依次是权利要求7所述的导热涂层(Ⅰ)、石墨片(Ⅱ)、双面胶层(Ⅴ)。
9.根据权利要求8所述的一种复合散热膜，其特征在于，所述石墨片与双面胶层之间还有导热涂层(Ⅲ)。
10.根据权利要求8所述的一种复合散热膜，其特征在于，所述导热涂层(Ⅰ)的厚度为5～50μm。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107654959A (zh) * 2017-10-26 2018-02-02 南京卡莱德汽车照明系统有限公司 一种高散热型汽车车灯外壳
CN108264756A (zh) * 2018-01-25 2018-07-10 哈尔滨工业大学 一种三维激光沉积成型的3d打印材料及设备
CN110396373A (zh) * 2019-07-31 2019-11-01 中广核达胜加速器技术有限公司 一种基于eb固化的导热双面胶及其制备方法
US20200408600A1 (en) * 2018-01-11 2020-12-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Inspection method, inspection apparatus, production method, and production system for heatsink

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101488434A (zh) * 2008-01-16 2009-07-22 西安东旺精细化学有限公司 石墨复合导热片
CN103849186A (zh) * 2014-03-24 2014-06-11 宁波三泓新材料科技有限公司 一种uv固化散热组合物、散热膜及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101488434A (zh) * 2008-01-16 2009-07-22 西安东旺精细化学有限公司 石墨复合导热片
CN103849186A (zh) * 2014-03-24 2014-06-11 宁波三泓新材料科技有限公司 一种uv固化散热组合物、散热膜及其制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107654959A (zh) * 2017-10-26 2018-02-02 南京卡莱德汽车照明系统有限公司 一种高散热型汽车车灯外壳
US20200408600A1 (en) * 2018-01-11 2020-12-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Inspection method, inspection apparatus, production method, and production system for heatsink
US11802797B2 (en) * 2018-01-11 2023-10-31 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Inspection method, inspection apparatus, production method, and production system for heatsink
CN108264756A (zh) * 2018-01-25 2018-07-10 哈尔滨工业大学 一种三维激光沉积成型的3d打印材料及设备
CN108264756B (zh) * 2018-01-25 2020-11-24 哈尔滨工业大学 一种三维激光沉积成型的3d打印材料及设备
CN110396373A (zh) * 2019-07-31 2019-11-01 中广核达胜加速器技术有限公司 一种基于eb固化的导热双面胶及其制备方法

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