CN113352729A - 一种基于六方氮化硼复合导热膜的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于六方氮化硼复合导热膜的加工方法，涉及导热材料制备技术领域，方法包括以下步骤：将承载在载带膜上的六方氮化硼膜片附上胶层，然后将氮化硼膜片从载带膜上进行分离，定义此刻膜片的胶层胶一侧为A侧，六方氮化硼膜片一侧为B侧；在所得膜片的B侧附上胶层；在所得膜片B侧粘贴高功率石墨膜片；在所得膜片B侧附上胶层；根据所需尺寸对所得膜片进行形状加工。本发明提供的复合导热膜片的加工过程对于导热膜产品的生产加工效率或成品率，以及产品质量方面所产生的好处。同时，在原材料消耗，加工工序等方面是否具有相应的材料和能耗节约等优点。生产效率高，膜片利用率高，原材料消耗少，适合大批量规模化生产。
Description
技术领域
本发明涉及导热材料制备技术领域，具体涉及一种基于六方氮化硼复合导热膜的加工方法。
背景技术
六方氮化硼与石墨中的六角碳网相似，六方氮化硼中氮和硼也组成六角网状层面，互相重叠，构成晶体。晶体与石墨相似，具有反磁性及很高的异向性，晶体参数两者也颇为相近。同样地，六方氮化硼与石墨相似，也具备优异的导热性、耐热性和热稳定性，可用于电子产品的导热材料制备。
目前制备以六方氮化硼为基础的复合导热膜片的技术多种多样，然而，现有的技术中普遍存在以下问题：需要采用复杂模具或工具或专用设备，成本过高，生产工艺复杂且精细，生产效率低，膜片利用率低，不适用于大规模生产，膜片普遍存在多次剥离操作，在该过程中出现复合膜片分层，导致次品率高，成品率低，产品平均质量和性能均有所降低。
发明内容
为解决上述现有制备技术中的问题，本发明提供一种基于六方氮化硼复合导热膜的加工方法，包括以下步骤：
S1、将承载在载带膜上的六方氮化硼膜片附上胶层，然后将氮化硼膜片从载带膜上进行分离，定义此刻膜片的胶层胶一侧为A侧，六方氮化硼膜片一侧为B侧；
S2、在S1所得膜片的B侧附上胶层；
S3、在所得膜片B侧粘贴高功率石墨膜片；
S4、在所得膜片B侧附上胶层；
S5、根据所需尺寸对所得膜片进行形状加工。
优选地，S1所述胶层来自带有PET膜片的单面胶或带有PET膜片的双面胶。
优选地，S2所述胶层来自带有PET膜片的单面胶或带有PET膜片的双面胶。
优选地，S2之后，当B侧附上的胶层来自带有PET膜片的双面胶时，继续分离B侧双面胶上的PET膜。
优选地，S3所述高功率石墨膜片有PET承载或没有PET承载。
优选地，S3之后，当S3所述粘贴高功率石墨膜片有PET承载时，继续分离高功率石墨膜片上的PET。
优选地，S4所述胶层来自带有PET膜片的单面胶或带有PET膜片双面胶。
更优选地，上述所有步骤中的胶层均来带有PET膜片自双面胶。
优选地，S5之后，所得膜片A侧和B侧裸露在外的均为PET膜片，作为保护层，当使用膜片前，分离去除两侧的PET膜片。
优选地，S1所述载带膜为PET膜片，剥离力范围：0.2-2.2g/(25mm)。
优选地，所述承载高功率石墨膜片的PET膜片，剥离力范围：2.5-4.5g/(25mm)。
优选地，所述双面胶所带有的PET膜片，剥离力范围：0.2-5g/(25mm)，双面胶为黑色，厚度范围1～3μm，。
优选地，上述步骤中所述附上胶层及粘贴高功率石墨膜片的方法为辊压法。
优选地，上述辊压，压强为10MPa-20MPa，辊速0.1m/s-0.6m/s。
优选地，S1所述六方氮化硼膜片厚度为20μm～100μm；高功率石墨膜片厚度范围为30μm～300μm。
优选地，高功率石墨膜厚度l2的获取方法包括：
其中，l1为S1所述六方氮化硼膜片厚度；a为调整参量为常数，取值为4；m为校正系数，为常数，取值为0.3-7。
优选地，S3在所得膜片B侧粘贴高功率石墨膜片之前，对所得膜片进行恒温热处理，热处理温度为42-47℃，确定热处理结束时间点的方法为：当0.03＜△u(i)＜0.09时；
其中，△u(i)对应两次测试浓度时间间隔内膜片重量的变化量；Ki为常数，取值为8-13；f(i)为第i次采样时偏差，f(i-1)为第i-1次采样时偏差，f(i-2)为第i-2次采样时偏差；Tz为采样周期，为3-5s，TI为积分时间，为20-50s；Tw为微分时间，20-70s。
有益效果
本发明的有益效果在于：
本发明提供的复合导热膜片的加工过程对于导热膜产品的生产加工效率或成品率，以及产品质量方面所产生的好处。同时，在原材料消耗，加工工序等方面是否具有相应的材料和能耗节约等优点。生产效率高，膜片利用率高，原材料消耗少，适合大批量规模化生产。选择剥离力小的PET膜片，避免出现分层等质量缺陷。采用特定的膜层间厚度比例，兼顾导热膜的多种性能的均衡；采用特定的热处理步骤，减少复合膜材料层间间隙，提升机械性能。
附图说明
图1是本发明提供的基于六方氮化硼复合导热膜的加工方法流程及各步骤膜片结构示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
除非特别指出，以下实施例和对比例为平行试验，采用同样的处理步骤和参数。
实施例1基于六方氮化硼复合导热膜的加工：
S1、将承载在载带膜上的六方氮化硼膜片附上胶层，然后将氮化硼膜片从载带膜上进行分离，定义此刻膜片的胶层胶一侧为A侧，六方氮化硼膜片一侧为B侧；
S2、在S1所得膜片的B侧附上胶层；
S3、在所得膜片B侧粘贴高功率石墨膜片；
S4、在所得膜片B侧附上胶层；
S5、根据所需尺寸对所得膜片进行形状加工。
上述所有胶层来自涂覆的胶层，无需PET膜片剥离操作。
S3所述高功率石墨膜片没有PET承载，无需PET膜片剥离操作。
上述步骤中所述附上胶层及粘贴高功率石墨膜片的方法为辊压法。
上述辊压，压强为20MPa，辊速0.6m/s。
S1所述六方氮化硼膜片厚度为50μm，高功率石墨膜片厚度为50μm。
实施例2基于六方氮化硼复合导热膜的加工：
S1、将承载在载带膜上的六方氮化硼膜片附上胶层，然后将氮化硼膜片从载带膜上进行分离，定义此刻膜片的胶层胶一侧为A侧，六方氮化硼膜片一侧为B侧；
S2、在S1所得膜片的B侧附上胶层；
S3、在所得膜片B侧粘贴高功率石墨膜片；
S4、在所得膜片B侧附上胶层；
S5、根据所需尺寸对所得膜片进行形状加工。
上述所有胶层来自带有PET膜片的双面胶。
S2之后，继续分离B侧双面胶上的PET膜。
S3所述高功率石墨膜片有PET承载。
S3之后，继续分离高功率石墨膜片上的PET。
S5之后，所得膜片A侧和B侧裸露在外的均为PET膜片，作为保护层，当使用膜片前，分离去除两侧的PET膜片。
S1所述载带膜为PET膜片，剥离力范围：2.2g/(25mm)。
所述承载高功率石墨膜片的PET膜片，剥离力范围：4.5g/(25mm)。
所述双面胶所带有的PET膜片，剥离力范围：5g/(25mm)。
上述步骤中所述附上胶层及粘贴高功率石墨膜片的方法为辊压法。
上述辊压，压强为20MPa，辊速0.6m/s。
S1所述六方氮化硼膜片厚度为50μm，高功率石墨膜片厚度为50μm。
实施例3基于六方氮化硼复合导热膜的加工：
S1、将承载在载带膜上的六方氮化硼膜片附上胶层，然后将氮化硼膜片从载带膜上进行分离，定义此刻膜片的胶层胶一侧为A侧，六方氮化硼膜片一侧为B侧；
S2、在S1所得膜片的B侧附上胶层；
S3、在所得膜片B侧粘贴高功率石墨膜片；
S4、在所得膜片B侧附上胶层；
S5、根据所需尺寸对所得膜片进行形状加工。
上述所有胶层来自带有PET膜片的双面胶。
S2之后，继续分离B侧双面胶上的PET膜。
S3所述高功率石墨膜片有PET承载。
S3之后，继续分离高功率石墨膜片上的PET。
S5之后，所得膜片A侧和B侧裸露在外的均为PET膜片，作为保护层，当使用膜片前，分离去除两侧的PET膜片。
S1所述载带膜为PET膜片，剥离力范围：2.2g/(25mm)。
所述承载高功率石墨膜片的PET膜片，剥离力范围：4.5g/(25mm)。
所述双面胶所带有的PET膜片，剥离力范围：5g/(25mm)。
上述步骤中所述附上胶层及粘贴高功率石墨膜片的方法为辊压法。
上述辊压，压强为20MPa，辊速0.6m/s。
S1所述六方氮化硼膜片厚度为50μm。高功率石墨膜厚度厚度l2的获取方法包括：
其中，l1为S1所述六方氮化硼膜片厚度；a为调整参量为常数，取值为4；m为校正系数，为常数，取值为0.3-7。
实施例3在实施例2基础上采用了特定的层厚度关系，从后续性能检测看，本实施例更好地均衡了力学性能与导热性能。
实施例4基于六方氮化硼复合导热膜的加工：
S1、将承载在载带膜上的六方氮化硼膜片附上胶层，然后将氮化硼膜片从载带膜上进行分离，定义此刻膜片的胶层胶一侧为A侧，六方氮化硼膜片一侧为B侧；
S2、在S1所得膜片的B侧附上胶层；
S3、在所得膜片B侧粘贴高功率石墨膜片；
S4、在所得膜片B侧附上胶层；
S5、根据所需尺寸对所得膜片进行形状加工。
上述所有胶层来自带有PET膜片的双面胶。
S2之后，继续分离B侧双面胶上的PET膜。
S3所述高功率石墨膜片有PET承载。
S3之后，继续分离高功率石墨膜片上的PET。
S5之后，所得膜片A侧和B侧裸露在外的均为PET膜片，作为保护层，当使用膜片前，分离去除两侧的PET膜片。
S1所述载带膜为PET膜片，剥离力范围：0.2g/(25mm)。
所述承载高功率石墨膜片的PET膜片，剥离力范围：2.5g/(25mm)。
所述双面胶所带有的PET膜片，剥离力范围：0.2g/(25mm)。
上述步骤中所述附上胶层及粘贴高功率石墨膜片的方法为辊压法。
上述辊压，压强为10MPaMPa，辊速0.1m/sm/s。
S1所述六方氮化硼膜片厚度为100μm，高功率石墨膜片厚度为300μm。
实施例5基于六方氮化硼复合导热膜的加工：
S1、将承载在载带膜上的六方氮化硼膜片附上胶层，然后将氮化硼膜片从载带膜上进行分离，定义此刻膜片的胶层胶一侧为A侧，六方氮化硼膜片一侧为B侧；
S2、在S1所得膜片的B侧附上胶层；
S3、在所得膜片B侧粘贴高功率石墨膜片；
S4、在所得膜片B侧附上胶层；
S5、根据所需尺寸对所得膜片进行形状加工。
上述所有胶层来自带有PET膜片的双面胶。
S2之后，继续分离B侧双面胶上的PET膜。
S3所述高功率石墨膜片有PET承载。
S3之后，继续分离高功率石墨膜片上的PET。
S5之后，所得膜片A侧和B侧裸露在外的均为PET膜片，作为保护层，当使用膜片前，分离去除两侧的PET膜片。
S1所述载带膜为PET膜片，剥离力范围：0.2g/(25mm)。
所述承载高功率石墨膜片的PET膜片，剥离力范围：2.5g/(25mm)。
所述双面胶所带有的PET膜片，剥离力范围：0.2g/(25mm)。
上述步骤中所述附上胶层及粘贴高功率石墨膜片的方法为辊压法。
上述辊压，压强为10MPaMPa，辊速0.1m/sm/s。
S1所述六方氮化硼膜片厚度为100μm。
高功率石墨膜厚度厚度l2的获取方法包括：
其中，l1为S1所述六方氮化硼膜片厚度；a为调整参量为常数，取值为4；m为校正系数，为常数，取值为0.3-7。
实施例5在实施例4基础上采用了特定的层厚度关系，从后续检测结果看，本实施例更好地均衡了力学性能与导热性能。
实施例6基于六方氮化硼复合导热膜的加工：
S1、将承载在载带膜上的六方氮化硼膜片附上胶层，然后将氮化硼膜片从载带膜上进行分离，定义此刻膜片的胶层胶一侧为A侧，六方氮化硼膜片一侧为B侧；
S2、在S1所得膜片的B侧附上胶层；
S3、在所得膜片B侧粘贴高功率石墨膜片；
S4、在所得膜片B侧附上胶层；
S5、根据所需尺寸对所得膜片进行形状加工。
上述所有胶层来自带有PET膜片的双面胶。
S2之后，继续分离B侧双面胶上的PET膜。
S3所述高功率石墨膜片有PET承载。
S3之后，继续分离高功率石墨膜片上的PET。
S5之后，所得膜片A侧和B侧裸露在外的均为PET膜片，作为保护层，当使用膜片前，分离去除两侧的PET膜片。
S1所述载带膜为PET膜片，剥离力范围：0.2g/(25mm)。
所述承载高功率石墨膜片的PET膜片，剥离力范围：2.5g/(25mm)。
所述双面胶所带有的PET膜片，剥离力范围：0.2g/(25mm)。
上述步骤中所述附上胶层及粘贴高功率石墨膜片的方法为辊压法。
上述辊压，压强为10MPaMPa，辊速0.1m/sm/s。
S1所述六方氮化硼膜片厚度为100μm。
高功率石墨膜厚度厚度l2的获取方法包括：
其中，l1为S1所述六方氮化硼膜片厚度；a为调整参量为常数，取值为4；m为校正系数，为常数，取值为0.3-7。
S3在所得膜片B侧粘贴高功率石墨膜片之前，对所得膜片进行恒温热处理，热处理温度为45℃，确定热处理结束时间点的方法为：当0.03＜△u(i)＜0.09时；
其中，△u(i)对应两次测试浓度时间间隔内膜片重量的变化量；Ki为常数，取值为8-13；f(i)为第i次采样时偏差，f(i-1)为第i-1次采样时偏差，f(i-2)为第i-2次采样时偏差；Tz为采样周期，为3-5s，TI为积分时间，为20-50s；Tw为微分时间，20-70s。
本实施例采用了特定的热处理步骤及参数，从后续检测结果看，本实施例减少了复合膜材料层间间隙，提升机械性能和热学性能。
性能检测：对上述实施例所得的全部样品进行性能检测，结果见下表(每个实施例制备样品5份，下表数据为5份样品检测结果平均值)：
由上表可知：实施例1、2之间无显著性能差异，证明采用本发明使用的PET膜及规定的剥离力范围，可以避免由于剥离导致的层间分离及进一步带来的热、力学性能下降。实施例3在实施例2基础上采用了特定的层厚度关系，更好地均衡了力学性能与导热性能。实施例4采用更大的层厚度，从参数看，本发明的方法适用于大跨度的层厚度，层厚度对膜性能不造成负面影响，因此适用领域更广泛。实施例5在实施例4基础上采用了特定的层厚度关系，更好地均衡了力学性能与导热性能。实施例6采用了特定的热处理步骤及参数，减少了复合膜材料层间间隙，提升机械性能和热学性能。
以上对本发明优选的具体实施方式和实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式和实施例，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明构思的前提下作出各种变化。
Claims (10)
1.一种基于六方氮化硼复合导热膜的加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、将承载在载带膜上的六方氮化硼膜片附上胶层，然后将氮化硼膜片从载带膜上进行分离，定义此刻膜片的胶层胶一侧为A侧，六方氮化硼膜片一侧为B侧；
S2、在S1所得膜片的B侧附上胶层；
S3、在所得膜片B侧粘贴高功率石墨膜片；
S4、在所得膜片B侧附上胶层；
S5、根据所需尺寸对所得膜片进行形状加工。
2.根据权利要求1所述的基于六方氮化硼复合导热膜的加工方法，其特征在于：S1所述胶层来自带有PET膜片的单面胶或带有PET膜片的双面胶；S2所述胶层来自带有PET膜片的单面胶或带有PET膜片的双面胶；S4所述胶层来自带有PET膜片的单面胶或带有PET膜片双面胶。
3.根据权利要求1所述的基于六方氮化硼复合导热膜的加工方法，其特征在于：S2之后，当B侧附上的胶层来自带有带有PET膜片的单面胶或双面胶时，继续分离B侧单面胶或双面胶上的PET膜。
4.根据权利要求1所述的基于六方氮化硼复合导热膜的加工方法，其特征在于：S3所述高功率石墨膜片有PET承载或没有PET承载。
5.根据权利要求1所述的基于六方氮化硼复合导热膜的加工方法，其特征在于：S3之后，当S3所述粘贴高功率石墨膜片有PET承载时，继续分离高功率石墨膜片上的PET。
6.根据权利要求1所述的基于六方氮化硼复合导热膜的加工方法，其特征在于：S5之后，所得膜片A侧和B侧裸露在外的均为PET膜片，作为保护层，当使用膜片前，分离去除两侧的PET膜片。
7.根据权利要求1所述的基于六方氮化硼复合导热膜的加工方法，其特征在于：所有步骤中的胶层均来带有PET膜片自双面胶，S1所述载带膜为PET膜片，剥离力范围：0.2-2.2g/(25mm)；所述承载高功率石墨膜片的PET膜片，剥离力范围：2.5-4.5g/(25mm)；所述双面胶所带有的PET膜片，剥离力范围：0.2-5g/(25mm)。
8.根据权利要求1所述的基于六方氮化硼复合导热膜的加工方法，其特征在于：上述步骤中所述附上胶层及粘贴高功率石墨膜片的方法为辊压法；上述辊压，压强为10MPa-20MPa，辊速0.1m/s-0.6m/s。
9.根据权利要求1所述的基于六方氮化硼复合导热膜的加工方法，其特征在于：高功率石墨膜厚度厚度l2的获取方法包括：
其中，l1为S1所述六方氮化硼膜片厚度；a为调整参量为常数，取值为4；m为校正系数，为常数，取值为0.3-7。
10.根据权利要求1所述的基于六方氮化硼复合导热膜的加工方法，其特征在于：S3在所得膜片B侧粘贴高功率石墨膜片之前，对所得膜片进行恒温热处理，热处理温度为42-47℃，确定热处理结束时间点的方法为：当0.03＜△u(i)＜0.09时；
其中，△u(i)对应两次测试浓度时间间隔内膜片重量的变化量；Ki为常数，取值为8-13；f(i)为第i次采样时偏差，f(i-1)为第i-1次采样时偏差，f(i-2)为第i-2次采样时偏差；Tz为采样周期，为3-5s，TI为积分时间，为20-50s；Tw为微分时间，20-70s。
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