CN110718516A - 散热膜及其制备方法、芯片组件和电子设备 - Google Patents

散热膜及其制备方法、芯片组件和电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请提供了散热膜及其制备方法、芯片组件和电子设备。散热膜包括石墨烯膜，所述石墨烯膜包括：基体；至少一个凸起部，至少一个凸起部设置在所述基体上，且和所述基体一体成型，其中，所述石墨烯膜中不含有粘结剂。由此，石墨烯膜包括基体和凸起，构成一个3D结构的石墨烯膜，该结构的石墨烯膜与高度不等的热源电子件(比如芯片)可以匹配组合设置；本申请的石墨烯膜中不含有粘结剂，可以大大提升石墨烯膜的导热率，提高散热膜的散热率，进而更好的将热源电子件的热量散发出去。

Description

散热膜及其制备方法、芯片组件和电子设备
技术领域
本申请涉及电子设备技术领域，具体的，涉及散热膜及其制备方法、芯片组件和电子设备。
背景技术
目前，电子产品上常用到的散热件材料有石墨片、导热硅胶、导热凝胶、导热胶带等材料，但是，其散热效果仍有欠缺，而且，结构单一，不利于散热片与热源电子件(比如芯片)的组装，进而影响散热效果。
因此，关于散热膜的研究有待深入。
发明内容
本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种导热系数较高的散热膜。
在本申请的一个方面，本申请提供了一种散热膜。根据本申请的实施例，所述散热膜包括石墨烯膜，所述石墨烯膜包括：基体；至少一个凸起部，所述凸起部设置在所述基体上，且和所述基体一体成型，其中，所述石墨烯膜中不含有粘结剂。由此，石墨烯膜包括基体和凸起，构成一个3D结构的石墨烯膜，该结构的石墨烯膜与高度不等的热源电子件(比如芯片)可以匹配组合设置；本申请的石墨烯膜中不含有粘结剂，可以大大提升石墨烯膜的导热率，提高散热膜的散热率，进而更好的将热源电子件的热量散发出去。
在本申请的另一方面，本申请提供了一种制备散热膜的方法。根据本申请的实施例，制备散热膜的方法包括制备石墨烯膜的方法，制备所述石墨烯膜的方法包括：将膨胀石墨烯原膜放置在3D模具中进行压合处理，得到石墨烯膜，且所述3D模具具有至少一个凹陷部。由此，可以得到具有3D结构的石墨烯膜，即制备的石墨烯膜包括基体和设置在基体上的凸起部，该结构的石墨烯膜与高度不等的热源电子件(比如芯片)可以匹配组合设置；本申请的石墨烯膜在制备中不添加粘结剂，进而可以避免粘结剂对石墨烯膜导热率的影响，即有效提升石墨烯膜的导热率，提高散热膜的散热率，进而更好的将热源电子件的热量散发出去。
在本申请的又一方面，本申请提供了一种芯片组件。根据本申请的实施例，所述芯片组件包括：衬底；至少一个芯片，至少一个所述芯片间隔设置在所述衬底的一个表面上；前面所述的散热膜，所述散热膜中的石墨烯膜的凸起部和所述芯片一一对应设置，对应设置的所述凸起部和所述芯片构成一个连接组，每个所述连接组的厚度相同。由此，芯片的散热效率较高，可以更好的保证芯片的性能稳定性，延长芯片的使用寿命。本领域技术人员可以理解，该芯片组件具有前面所述散热膜的所有特征和优点，在此不再一一赘述。
在本申请的又一方面，本申请提供了一种电子设备。根据本申请的实施例，所述电子设备包括前面所述的芯片组件。由此，该电子设备具有良好的散热性，很好的保证电子设备的运行、性能的稳定性，延长电子设备的使用寿命。本领域技术人员可以理解，该电子设备具有前面所述的芯片组件的所有特征和优点，在此不再一一赘述。
附图说明
图1是本申请一个实施例中石墨烯膜的结构示意图。
图2是现有技术中石墨膜与热源电子件的组装结构示意图。
图3是本申请另一个实施例中石墨烯膜与热源电子件的组装结构示意图。
图4是本申请又一个实施例中散热膜的结构示意图。
图5是本申请又一个实施例中制备石墨烯膜的结构示意图。
图6是本申请又一个实施例中制备膨胀石墨烯原膜的方法流程图图。
图7是本申请又一个实施例中芯片组件的结构示意图。
图8是本申请又一个实施例中芯片组件的结构示意图。
图9是本申请又一个实施例中芯片组件的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
在本申请的一个方面，本申请提供了一种散热膜。根据本申请的实施例，参照图1，散热膜包括石墨烯膜100，石墨烯膜100包括：基体10；至少一个凸起部20，至少一个凸起部20设置在基体10上，且和基体10一体成型，其中，石墨烯膜中不含有粘结剂。由此，石墨烯膜包括基体和凸起部，构成一个3D结构的石墨烯膜，该结构的石墨烯膜与高度不等的热源电子件(比如芯片)可以匹配组合设置；本申请的石墨烯膜中不含有粘结剂，可以大大提升石墨烯膜的导热率，提高散热膜的散热率，进而更好的将热源电子件的热量散发出去。
目前，参照图2，热源电子件1(比如芯片)通常是高低不等(热源电子件1设置在衬底4上)，在采用平板的石墨膜2作为散热膜时，通常会在石墨膜2与热源电子件1之间设置热界面材料3(比如导热垫片、导热凝胶)，以使得石墨膜2与衬底4平行(两者平行可以较好的保证石墨膜2和热源电子件1之间的接触稳定性)，但是热界面材料的导热系数低于20W/k·m，远小于石墨的导热系数，如此，便会严重影响热源电子件的散热效果。而且，若石墨膜采用的石墨为人工合成石墨(比如采用高定向聚酰亚胺(PI)膜经过高温石墨化而成)，人工合成石墨的厚度有限(通常为70微米以内)，为了增加散热通量，会使用粘结剂将多层石墨片粘结在一起，但由于粘结剂的导热率(小于0.5W/k·m)较低，十分不利于石墨膜的散热效果。
而本申请中，参照图3，石墨烯膜100包括基体10和至少一个凸起部20，通过设定石墨烯膜的凸起部20的高度和宽度，使得石墨烯膜100的凸起部20与高低不等的热源电子件1一一对应设置，即可以使得石墨烯膜与热源电子件直接接触设置，保证良好的热传导，还可使得石墨烯膜100的水平面100A与热源电子件1的基底水平面1A平行，保证结构稳定性，即每个对应设置的石墨烯膜100的凸起部20与热源电子件1的总厚度H相等，即如前面所述的：本申请的石墨烯膜100与高度不等的热源电子件1(比如芯片)可以匹配组合设置。而且，本申请的石墨烯膜中不含有粘结剂，石墨烯膜中的不同的石墨烯层之间通过范德华力结合，无需使用粘结剂粘结，可以更好的保证石墨烯膜较佳的导热率，进而提升散热膜的导热系数。
需要说明的是，石墨烯膜并非是指单层的石墨烯，而是指由多层石墨烯构成的薄膜，即石墨烯膜。
其中，石墨烯薄膜的凸起部的数量和每个凸起部的高度没有特殊要求，本领域技术人员根据与该散热膜匹配对应设置的热源电子件的数量和高度等实际情况灵活选择即可，在此不作限制要求。由于热源电子件的高度通常不等，所以石墨烯薄膜的凸起部的高度通常也是不等的。
其中，石墨烯膜的导热系数大于1000W/k·m，比如1000W/k·m、1050W/k·m、1100W/k·m、1150W/k·m、1200W/k·m、1250W/k·m、1300W/k·m、1400W/k·m、1500W/k·m、1600W/k·m等。由此，散热膜具有良好的导热率，可以快速有效的将热源电子件产生的热量散发出去，使得热源电子件在工作过程中保持较低的温度，进而保持其工作稳定性和性能的稳定性。
进一步的，不同厚度处对应的石墨烯膜的密度不同，其中，石墨烯膜的密度随着石墨烯膜厚度的增大而减小。如图1和3所示，本申请的石墨烯膜中的凸起部部分对应的石墨烯膜的密度必然小于其他部分的基体的密度，如此，凸起部与热源电子件接触时，密度较小的凸起部具有一定的可压缩性能，进而可以降低对热源电子件的应力冲击，提升热源电子件的使用寿命；而密度较高部分基体可以有效改善石墨烯膜的导热性和强度，提供较佳的结构支撑。
其中，石墨烯膜的密度为1.5～2.2g/cm3，比如1.5g/cm3、1.6g/cm3、1.7g/cm3、1.8g/cm3、1.9g/cm3、2.0g/cm3、2.1g/cm3、2.2g/cm3。由此，石墨烯膜具有良好的致密性以及较佳的散热性，即散热膜具有较佳的散热效果；若石墨烯膜的密度低于1.5g/cm3，则石墨烯膜会因为致密性较差、空隙较多，而导致导热率较差，严重影响散热膜的散热效果；若石墨烯膜的密度大于2.2g/cm3，则在制备过程会大大增加制备成本，进而相对降低散热膜的性价比。
进一步的，石墨烯膜的厚度为0.1毫米～0.5毫米，比如0.1毫米、0.2毫米、0.3毫米、0.4毫米、0.5毫米。由此，石墨烯膜具有适宜的厚度，可以有效保持散热膜的结构稳定性，且同时具有良好的散热效果；若厚度小0.1毫米，则散热膜的结构稳定性相对较差；若厚度大于0.5毫米，则会使得石墨烯膜的整体厚度偏厚，进而使得散热膜的整体厚度偏厚，占据较多的空间。需要说明的是，如前所述，石墨烯膜包括基体和基体上的凸起部，所述不同位置处的石墨烯膜的厚度不均一，而上述厚度为0.1～0.5毫米，是指石墨烯膜不同位置处的厚度在0.1～0.5毫米的范围内。
进一步的，参照图4，散热膜还包括：保护层200，保护层200设置在石墨烯膜100的至少部分外表面上。由于石墨烯膜为导电材料，若石墨烯膜掉粉，则容易导致使用该散热膜的电子产品短路，而保护层的设置则可以有效避免石墨烯膜掉粉的现象，或防止掉落的石墨烯粉散落在电子产品。
其中，保护层包括绝缘层和金属层中的至少一种。由此，可以有效的避免石墨烯膜的掉粉现象，或防止掉落的石墨烯粉散落在电子产品。
进一步的，保护层采用金属层时，不仅可以避免石墨烯膜的掉粉现象，相比绝缘层，还可以提升散热膜的散热率；另外，金属层的具体材料可以选自铜或铝等金属材料。其中，金属层的厚度为1～20微米，比如1微米、2微米、4微米、6微米、8微米、10微米、12微米、14微米、16微米、17微米、18微米20微米。由此，上述厚度的金属层不易破碎开裂，而且厚度较薄，对石墨烯膜的导热性影响极小。
进一步的，保护层采用绝缘层时，可以采用高分子绝缘材料或无机绝缘材料，比如PET材料，此时为了提升绝缘层和石墨烯膜之间的粘结性，还可预先对石墨烯膜的外表面进行等离子处理，提高石墨烯膜的表面活性，进而提升绝缘层和石墨烯膜之间的粘结性。其中，为了不影响热源电子件向石墨烯膜的热量传递，绝缘层的厚度小于或等于10微米，比如1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米，如此，上述厚度的绝缘层对石墨烯膜的导热性影响较小，而且不易损坏。
在本申请的另一方面，本申请提供了一种制备散热膜的方法。根据本申请的实施例，制备散热膜的方法包括制备石墨烯膜的方法，制备石墨烯膜的方法包括：将膨胀石墨烯原膜30放置在3D模具300中进行压合处理，得到石墨烯膜100，且3D模具300具有至少一个凹陷部310，结构示意图如图5所示。由此，可以得到具有3D结构的石墨烯膜，即制备的石墨烯膜包括基体和设置在基体上的凸起部(模具的凹陷部对应形成石墨烯膜的凸起部)，该结构的石墨烯膜与高度不等的热源电子件(比如芯片)可以匹配组合设置；本申请的石墨烯膜在制备中不添加粘结剂，进而可以避免粘结剂对石墨烯膜导热率的影响，即有效提升石墨烯膜的导热率，提高散热膜的散热率，进而更好的将热源电子件的热量散发出去；另外，上述制备方法简单、易实施，且便于工业化生产。
进一步的，参照图6，膨胀石墨烯原膜的制备步骤包括：
S100：在基板的表面上涂覆氧化石墨烯分散液。
在该步骤中，氧化石墨烯分散液的固含量为5％～8％，比如5％、5.5％、6％、6.5％、7％、7.5％、8％，由此，有利于得到密度适宜的膨胀石墨烯原膜。其中氧化石墨烯的片径为1～30微米，比如1微米、5微米、10微米、15微米、20微米、25微米或30微米，氧化石墨烯薄膜的成膜性较佳，且有利于制备散热率较高的石墨烯膜；若氧化石墨烯的片径小于1微米，则会相对降低石墨烯膜的导热性；若氧化石墨烯的片径大于30微米，则相对不利于氧化石墨烯薄膜的成膜性。
进一步的，在将氧化石墨烯分散液涂覆到基板上之前，还可预先对氧化石墨烯分散液进行充分的搅拌，保证氧化石墨烯分散的均匀性，之后将氧化石墨烯分散液进行脱泡处理，以便得到性能较佳的膨胀石墨烯原膜。
S200：将石墨烯分散液蒸干，以便得到氧化石墨烯薄膜。
其中，蒸干的温度没有限制要求，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择，只要不破坏氧化石墨烯的结构和性能，且将分散液中的溶剂蒸干即可。
S300：将氧化石墨烯薄膜进行还原处理，得到膨胀石墨烯原膜。
在该步骤中，在还原处理之前，可预先将带有氧化石墨烯薄膜的基板置入含有还原剂的水溶液中，以此将氧化石墨烯薄膜从基板上脱离下来，以使得还原剂与氧化石墨烯充分接触，之后通过热处理，实现氧化石墨烯的还原(即氧化石墨烯的还原处理)，得到膨胀石墨烯原膜。需要说明的是，该膨胀石墨烯原膜并非是指单层的膨胀石墨烯(即前面形成的氧化石墨烯薄膜并非是单层的氧化石墨烯)，而是由多层层叠的膨胀石墨烯构成。
其中，还原处理的温度为2700～3000℃(比如2700℃、2750℃、2800℃、2850℃、2900℃、2950℃、3000℃、)，时间为30分钟～3小时(比如30分钟、1小时、1.5小时、2小时、2.5小时或3小时)。由此，在上述温度下，可以有效的将氧化石墨烯充分还原。
其中，还原剂的具体种类没有特殊要求，本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择可用于还原氧化石墨烯的常规还原剂，其中还原剂溶液中还原剂质量浓度也没有特殊要求，本领域技术人员可以根据氧化石墨烯分散液的固含量、所需的膨胀石墨烯原膜的密度、还原剂的具体种类等实际情况灵活设定，在一些实施例中，还原剂的具体种类为氢碘酸、水合肼、以及硼氢化钠的一种或多种，还原剂溶液中还原剂的摩尔溶度为0.1～1mol/L。
在氧化石墨烯的还原过程中，氧化石墨烯结构中的羧基、羟基等官能团分解，使氧化石墨烯被还原，在该过程中石墨烯发生膨胀，得到膨胀石墨烯原膜，通过压合处理，将多层膨胀石墨烯紧密压合在一起，单层的石墨烯之间通过范德华力结合，无需使用粘结剂粘结，进而提升散热膜的导热系数。
进一步的，膨胀石墨烯原膜的密度为0.5～1.3g/cm3，比如0.5g/cm3、0.6g/cm3、0.7g/cm3、0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3、1.2g/cm3、1.3g/cm3。由此，既可以便于膨胀石墨烯原膜与3D模具的压合，而且，还可以得到致密性好、导热性较佳的石墨烯膜；有利于得到尺寸更精准的石墨烯膜，在一些实施例中，压合得到的石墨烯膜得尺寸与所需的石墨烯膜的尺寸相比，实际制备得到的石墨烯膜的尺寸公差可控制在0.02毫米以内；若膨胀石墨烯原膜的密度小于0.5g/cm3，则压合得到的石墨烯膜的致密性相对较差，孔隙较多，则会使得石墨烯膜的导热性相对较差；若膨胀石墨烯原膜的密度大于1.3g/cm3，则相对不利于膨胀石墨烯薄膜的压合处理，在压合处理中，膨胀石墨烯薄膜易发生破碎，影响石墨烯膜的结构稳定性和导热性，而且，制备的石墨烯膜的尺寸精准度相对也较差。其中，膨胀石墨烯原膜的密度可以通过还原温度、还原剂用量以及氧化石墨烯中的碳氧比来调节，本领域技术人员可以根据实际情况调整上述参数，来得到所需密度的膨胀石墨烯原膜。
进一步的，将膨胀石墨烯原膜放入3D模具之前，先对膨胀石墨烯原膜进行平压处理(及利用平板进行一定程度的压合)，以使得其密度为0.5～1.3g/cm3。由此，通过平压处理，可以先提升膨胀石墨烯原膜的表面平整性，之后再将其放入3D模具中进行压合处理，如此可以更好的控制得到的石墨烯膜的尺寸，使得实际制备的石墨烯膜的尺寸更接近所需要的石墨烯膜的尺寸，即进一步可以降低制备的石墨烯膜的尺寸公差。在一些实施例中，该尺寸公差可以控制在0.01毫米以内。
需要说明的是，当还原处理之后得到的膨胀石墨烯原膜的密度小于0.5g/cm3，则可以为提升膨胀石墨烯的致密性和表面平整性，对其预先平压处理，使其平压后的膨胀石墨烯原膜的密度为0.5～1.3g/cm3；当然，也可以是还原处理之后得到的膨胀石墨烯原膜的密度大于0.5g/cm3，但是小于0.8g/cm3，或小于1.0g/cm3，也可以预先对其平压处理，以提高膨胀石墨烯原膜的表面平整性。
进一步的，压合处理(或平压处理)之前的膨胀石墨烯原膜，可以使通过一次制备工艺得到的膨胀石墨烯原膜，也可以是将多次制备得到的多层原膜叠加在一起之后的膨胀石墨烯原膜，本领域技术人员可以根据所需石墨烯膜的厚度和单次制备的膨胀石墨烯原膜的厚度的等实际情况灵活选择，在此不做限制要求。
进一步的，压合处理的压力为1～30MPa，比如1MPa、5MPa、10MPa、15MPa、20MPa、25MPa、30MPa。由此，可以得到致密性和导热性较佳的石墨烯膜。
其中，当制备的具有网格等纹理的石墨烯膜时，压合处理可以选择压延工艺，如此，可以制备结构更加稳定、纹理较均匀的石墨烯膜。
其中，由于膨胀石墨烯原膜的密度较低，在压延处理中会出现大量的气泡，气泡的存在会导致石墨烯膜的热阻较大，所以可以采用真空压延处理的方法(即在真空环境下完成压合处理)，如此，可以膨胀石墨烯膜中的气泡排除，进而有效解决上述气泡的问题，即有效降低石墨烯膜的热阻。
其中，压合处理中使用的3D模具的具体材料没有特殊要求，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择，比如，在一些实施例中，3D模具材料为不锈钢，如此，性能稳定，硬度较佳，材料来源广泛，可以降低模具的制备成本。
根据本申请的实施例，制备散热膜的方法还包括：在石墨烯膜100的至少一部分的外表面上形成保护层200，结构示意图参照图4。由于石墨烯膜为导电材料，若石墨烯膜掉粉，则容易导致使用该散热膜的电子产品短路，而保护层的设置则可以有效避免石墨烯膜掉粉的现象，或防止掉落的石墨烯粉散落在电子产品。
进一步的，本申请的制备散热膜的方法可以用于制备前面所述的散热膜，其中，对石墨烯膜的厚度、导热系数、密度，以及保护层的材料等要求与前面所述的一致，在此不再一一赘述，即该制备散热膜的方法具有前面所述散热膜的所有特征和优点。
在本申请的又一方面，本申请提供了一种芯片组件。根据本申请的实施例，参照图7，芯片组件包括：衬底4；至少一个芯片400，至少一个芯片400间隔设置在所述衬底4的一个表面上；前面所述的散热膜，所述散热膜中的石墨烯膜100的凸起部20和芯片400一一对应设置，对应设置的凸起部20和芯片400构成一个连接组500，每个连接组500的厚度D相同。由此，芯片的散热效率较高，可以更好的保证芯片的性能稳定性，延长芯片的使用寿命。本领域技术人员可以理解，该芯片组件具有前面所述散热膜的所有特征和优点，在此不再一一赘述。
根据本申请的实施例，参照图8，石墨烯膜100的凸起部20和芯片400的芯片400之间可设有胶层600，即凸起部20和芯片400通过胶层600粘结在一起，以防止凸起部和芯片400发生错位，从而进一步提升芯片组件的稳定性。需要说明的是，此时连接组500包括胶层600，即连接组500的厚度D为凸起部的高度、第二凸起的高度和胶层600的厚度的总和。
其中，胶层的导热系数大于或等于0.3W/k·m，厚度小于或等于50微米，如此，可以较好的芯片的热量传递至散热片的石墨烯膜，及时地将芯片的热量散发出去。其中，本领域技术人员可以根据所需胶层的导热系数选择适宜的材料。
根据本发明的实施例，散热膜设有保护层时，散热膜的结构示意图参照图9所示，胶层600粘结保护层200和芯片400。
在本申请的又一方面，本申请提供了一种电子设备。根据本申请的实施例，所述电子设备包括前面所述的芯片组件。由此，该电子设备具有良好的散热性，很好的保证电子设备的运行、性能的稳定性，延长电子设备的使用寿命。本领域技术人员可以理解，该电子设备具有前面所述的芯片组件的所有特征和优点，在此不再一一赘述。
根据本申请的实施例，上述电子设备的具体种类没有特殊要求，比如电子设备的具体种类包括但不限于手机、游戏机、电视、iPad、kindle等电子设备。其中，本领域技术人员可以理解，该电子设备除了前面所述的芯片组件，还包括常规电子设备所必备的结构或部件，以手机为例，除了前面所述的芯片组件，还包括显示面板、触控面板、壳体组件、CPU、照相模组、音频模组等必备的结构或部件。
实施例
实施例1
制备散热膜的步骤为：
在基板的表面上涂覆氧化石墨烯分散液，其中，氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的质量浓度为5.8％；
将石墨烯分散液蒸干，以便得到氧化石墨烯薄膜；
将氧化石墨烯薄膜在还原剂溶液中放置一段时间后进行还原处理，得到膨胀石墨烯原膜，其中，还原剂为氢碘酸，还原剂溶液中还原剂的摩尔浓度为0.8mol/L，还原处理的温度为2850℃，时间为1小时，膨胀石墨烯原膜的密度为0.4g/cm3；
将膨胀石墨烯原膜放置在3D模具中进行压延处理，得到石墨烯膜(即散热膜)。
通过测试得到石墨烯膜的导热系数为920W/k.m，其尺寸与所需的石墨烯膜的尺寸之间的尺寸公差为25微米。
实施例2
制备散热膜的步骤为：
在基板的表面上涂覆氧化石墨烯分散液，其中，氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的质量浓度为5.8％；
将石墨烯分散液蒸干，以便得到氧化石墨烯薄膜；
将氧化石墨烯薄膜在还原剂溶液中放置一段时间后进行还原处理，得到膨胀石墨烯原膜，其中，还原剂为水合肼，还原剂溶液中还原剂的摩尔浓度为0.8mol/L，还原处理的温度为2900℃，时间为30分钟，膨胀石墨烯原膜的密度为0.5g/cm3；
将膨胀石墨烯原膜放置在3D模具中进行压延处理，得到石墨烯膜(即散热膜)。
通过测试得到石墨烯膜的导热系数为1090W/k.m，其尺寸与所需的石墨烯膜的尺寸之间的尺寸公差为15微米。
实施例3
制备散热膜的步骤为：
在基板的表面上涂覆氧化石墨烯分散液，其中，氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的质量浓度为6.2％；
将石墨烯分散液蒸干，以便得到氧化石墨烯薄膜；
将氧化石墨烯薄膜在还原剂溶液中放置一段时间后进行还原处理，得到膨胀石墨烯原膜，其中，还原剂为硼氢化钠，还原剂溶液中还原剂的摩尔浓度为0.6mol/L，还原处理的温度为2900℃，时间为1小时，膨胀石墨烯原膜的密度为0.8g/cm3；
将膨胀石墨烯原膜放置在3D模具中进行压延处理，得到石墨烯膜(即散热膜)。
通过测试得到石墨烯膜的导热系数为1170W/k.m，其尺寸与所需的石墨烯膜的尺寸之间的尺寸公差为15微米。
实施例4
制备散热膜的步骤为：
在基板的表面上涂覆氧化石墨烯分散液，其中，氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的质量浓度为6.2％；
将石墨烯分散液蒸干，以便得到氧化石墨烯薄膜；
将氧化石墨烯薄膜在还原剂溶液中放置一段时间后进行还原处理，得到膨胀石墨烯原膜，其中，还原剂为硼氢化钠，还原剂溶液中还原剂的摩尔浓度为0.5mol/L，还原处理的温度为2820℃，时间为3小时，膨胀石墨烯原膜的密度为1.0g/cm3；
将膨胀石墨烯原膜放置在3D模具中进行压延处理，得到石墨烯膜(即散热膜)。
通过测试得到石墨烯膜的导热系数为1210W/k.m，其尺寸与所需的石墨烯膜的尺寸之间的尺寸公差为15微米。
实施例5
制备散热膜的步骤为：
在基板的表面上涂覆氧化石墨烯分散液，其中，氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的质量浓度为7.5％；
将石墨烯分散液蒸干，以便得到氧化石墨烯薄膜；
将氧化石墨烯薄膜在还原剂溶液中放置一段时间后进行还原处理，得到膨胀石墨烯原膜，其中，还原剂为水合肼，还原剂溶液中还原剂的摩尔浓度为1.0mol/L，还原处理的温度为2900℃，时间为1小时，膨胀石墨烯原膜的密度为1.3g/cm3；
将膨胀石墨烯原膜放置在3D模具中进行压延处理，得到石墨烯膜(即散热膜)。
通过测试得到石墨烯膜的导热系数为1140W/k.m，其尺寸与所需的石墨烯膜的尺寸之间的尺寸公差为15微米。
实施例6
制备散热膜的步骤为：
在基板的表面上涂覆氧化石墨烯分散液，其中，氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的质量浓度为8.0％；
将石墨烯分散液蒸干，以便得到氧化石墨烯薄膜；
将氧化石墨烯薄膜在还原剂溶液中放置一段时间后进行还原处理，得到膨胀石墨烯原膜，其中，还原剂为水合肼，还原剂溶液中还原剂的摩尔浓度为0.6mol/L，还原处理的温度为2800℃，时间为30分钟，膨胀石墨烯原膜的密度为1.5g/cm3；
将膨胀石墨烯原膜放置在3D模具中进行压延处理，得到石墨烯膜(即散热膜)。
通过测试得到石墨烯膜的导热系数为950W/k.m，其尺寸与所需的石墨烯膜的尺寸之间的尺寸公差为15微米。
实施例7
制备散热膜的步骤为：
在基板的表面上涂覆氧化石墨烯分散液，其中，氧化石墨烯分散液中氧化石墨烯的质量浓度为5.8％；
将石墨烯分散液蒸干，以便得到氧化石墨烯薄膜；
将氧化石墨烯薄膜在还原剂溶液中放置一段时间后进行还原处理，得到膨胀石墨烯原膜，其中，还原剂为水合肼，还原剂溶液中还原剂的摩尔浓度为0.8mol/L，还原处理的温度为2900℃，时间为30分钟，膨胀石墨烯原膜的密度为0.5g/cm3；
对膨胀石墨烯原膜进行平压处理，使其密度为1.0g/cm3；
将平压处理之后的膨胀石墨烯原膜放置在3D模具中进行压延处理，得到石墨烯膜(即散热膜)。
通过测试得到石墨烯膜的导热系数为1260W/k.m，其尺寸与所需的石墨烯膜的尺寸之间的尺寸公差为8微米。
各实施例的测试结果统计见表1。
表1
Figure BDA0002226438640000111
备注：上述各个实施例中制备的石墨烯膜的尺寸一致，最厚(即最高凸起对应的石墨烯膜部分)为0.4毫米，最薄(即不设置凸起的基体部分)为0.2毫米，而上述测试的导热系数均为石墨烯膜的最薄位置处的导热系数。
由上述实施例的测试结果可见，当膨胀石墨烯原膜的密度小于0.5g/cm3或大于1.3g/cm3时，制备的石墨烯膜的导热系数均比较差，而且在实施例6中，由于膨胀石墨烯原膜的密度较大，不利于后续的压延处理，且得到的石墨烯膜有裂痕，影响石墨烯膜的导热系数；膨胀石墨烯原膜的密度在0.5～1.3g/cm3范围内时，石墨烯膜的导热系数先增大后减小，但是导热系数均大于1000W/k.m，可以有效将芯片的热量尽快散发出去，保证芯片的性能稳定性；通过实施例4和7对比可知，在采用3D模具进行压延之前，预先对膨胀石墨烯原膜进行平压处理，不仅可以提升石墨烯膜的导热系数，还可以提升石墨烯膜的尺寸精度。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (15)

1.一种散热膜，其特征在于，包括石墨烯膜，所述石墨烯膜包括：
基体；
至少一个凸起部，所述凸起部设置在所述基体上，且和所述基体一体成型，
其中，所述石墨烯膜中不含有粘结剂。
2.根据权利要求1所述的散热膜，其特征在于，所述石墨烯膜的导热系数大于1000W/k·m。
3.根据权利要求1或2所述的散热膜，其特征在于，不同厚度处对应的所述石墨烯膜的密度不同，其中，所述石墨烯膜的密度随着所述石墨烯膜的厚度的增大而减小。
4.根据权利要求3所述的散热膜，其特征在于，所述石墨烯膜的密度为1.5～2.2g/cm3。
5.根据权利要求1或4所述的散热膜，其特征在于，所述石墨烯膜的厚度为0.1毫米～0.5毫米。
6.根据权利要求1或4所述的散热膜，其特征在于，还包括：
保护层，所述保护层设置在所述石墨烯膜的至少部分外表面上，
任选的，所述保护层包括绝缘层和金属层中的至少一种。
7.一种制备散热膜的方法，其特征在于，包括制备石墨烯膜的方法，制备所述石墨烯膜的方法包括：
将膨胀石墨烯原膜放置在3D模具中进行压合处理，得到石墨烯膜，且所述3D模具具有至少一个凹陷部。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述膨胀石墨烯原膜的密度为0.5～1.3g/cm3。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述膨胀石墨烯原膜放入所述3D模具之前，先对所述膨胀石墨烯原膜进行平压处理，以使得其密度为0.5～1.3g/cm3。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述膨胀石墨烯原膜的制备步骤包括：
在基板的表面上涂覆氧化石墨烯分散液；
将所述石墨烯分散液蒸干，以便得到氧化石墨烯薄膜；
将所述氧化石墨烯薄膜进行还原处理，得到所述膨胀石墨烯原膜。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述还原处理的温度为2700～3000℃，时间为30分钟～3小时。
12.根据权利要求7或9所述的方法，其特征在于，所述压合处理的压力为1～30MPa。
13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述石墨烯膜的至少一部分的外表面上形成保护层。
14.一种芯片组件，其特征在于，包括：
衬底；
至少一个芯片，至少一个所述芯片间隔设置在所述衬底的一个表面上；
权利要求1～6中任一项所述的散热膜，所述散热膜中的石墨烯膜的凸起部和所述芯片一一对应设置，对应设置的所述凸起部和所述芯片构成一个连接组，每个所述连接组的厚度相同。
15.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求14所述的芯片组件。
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