CN205902314U - 一种复合型石墨散热片 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于散热材料技术领域，功能公开了一种复合型石墨散热片，包括金属层和石墨烯层，所述金属层的下表面与所述石墨烯层的上表面接触，在所述石墨烯层的下表面设置有隔热层，在所述隔热层的下表面设置有绝缘层，所述绝缘层长度和宽度大于石墨烯层的长度和宽度，所述金属层的上表面覆盖有一层防静电保护膜，在所述绝缘层的外表面贴附一层环状双面泡棉胶。本实用新型的石墨散热片能够迅速扩散热量，具有优异的导热性能，在水平方向上具有约90W/m·K以上的热导率；并且防短路，防静电，简化组装工艺。

Description

一种复合型石墨散热片

技术领域

本实用新型属于散热材料技术领域，具体涉及一种复合型石墨散热片。

背景技术

随着电子产品的升级换代的加速，高集成以及高性能电子设备的日益增多，工作组件体积尺寸越来越小，工作的速度和效率越来越高，发热量越来越大，散热成为一个急需解决的难题，散热问题是限制该领域发展的瓶颈之一。

石墨材料具有广泛的特殊性能，比如高度透明性、高导电性、高导热性、高强度等，利用石墨材料，能够发展出各种各样的产品应用类型，比如石墨电路结构、石墨芯片结构、石墨触摸屏结构等。其中，石墨散热片，是一种全新的导热散热材料，具有独特的晶粒取向，沿两个方向均匀导热，片层状结构可很好地适应任何表面，屏蔽热源与组件的同时改进消费类电子产品的性能。石墨片具有良好的导热性能，远高于金属铜铝等金属，并且具有其他导热材料不具备的导热特性即二维导热方向性，在二维面上提供良好的导热通道。

目前石墨片的应用仍然存在一些问题：石墨片易碎，韧性差，强度低，可以轻易被撕裂；或者因为所粘附部件的位移而发生破损现象，表层物质脱落等，从而导致电路短路；在裁剪石墨片过程中，会出现石墨片破裂等技术问题；散热性能仍有待提高。

发明内容

本实用新型目的是提供一种复合型石墨散热片，该石墨散热片能迅速高效的扩散热量，防止短路，防静电。

为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种复合型石墨散热片，包括金属层和石墨烯层，所述金属层的下表面与所述石墨烯层的上表面接触，在所述石墨烯层的下表面设置有隔热层，在所述隔热层的下表面设置有绝缘层，所述绝缘层长度和宽度大于所述石墨烯层的长度和宽度，所述金属层的上表面覆盖有一层防静电保护膜，在所述绝缘层的外表面贴附一层环状双面泡棉胶。

进一步地，所述金属层是铜层、银层、铝层、锌层或镍层。

进一步地，所述金属层的厚度为20~50μm。

进一步地，所述石墨烯层包括涂布在所述金属层的下表面的一层或多层石墨烯。

进一步地，所述石墨烯层的厚度为5~50μm。

进一步地，所述隔热层通过局部背胶层贴附在石墨烯层的下表面。

进一步地，所述隔热层的材质为片状气凝胶或不导电的非金属片状材料，所述隔热层的厚度为10~100μm。

进一步地，所述绝缘层的材质为聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺或聚萘二甲酸乙二醇酯。

进一步地，所述绝缘层的长度和宽度均比石墨烯层的长度和宽度超出1~2mm。

进一步地，所述防静电保护膜是防静电PET膜。

进一步地，所述双面泡棉胶为导电泡棉胶，所述双面泡棉胶厚度为20~500μm。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型在石墨烯层上方设置金属层，利用金属层各向导热系数相同的导热特性，弥补了石墨烯层竖直方向传热效率不佳的缺点，石墨烯层能够实现水平方向的快速散热，金属层能够实现垂直方向的快速散热，通过石墨烯层与金属层的组合，具有很好的沿水平和垂直方向均匀高导热散热性能，提高了整体的传热效率；另外，金属层的加入使得复合型石墨散热片整体的抗拉强度获得极大的提高。

2、本实用新型采用隔热层贴至最高温度点，然后让局部高热量向四周扩散，缓解高温集中现象，能够迅速扩散热量。

3、本实用新型采用绝缘层作为保护层，以便保护所述石墨烯层，并且也将所述散热片与外部环境隔离；绝缘层由绝缘材料形成，使得可以防止由无意连接在电子装置中的电路引起的电短路；绝缘层的长度和宽度分别大于石墨烯层的长度和宽度，可防止石墨烯层的石墨粉和石墨颗粒脱落，从而避免电路短路和对线路板的电性影响，提高了产品的可靠性。

4、本实用新型在金属层的上表面设有一层防静电保护膜，大大降低了吸附灰尘和杂质的几率，从而有效避免了静电引起的严重损失。

5、本实用新型的双面泡棉胶具有组装缓冲作用，因导电泡棉的导电特性，可以减除电子器件加装的防干扰金属片，导电泡棉贴附于电路板及铜片间，可使电路板的接地回路与金属片做电器连接，形成抗干扰回路，使组装过程简化；双面泡棉胶的加入，还能降低手指触压显示器容易产生水波纹的问题。

6、本实用新型石墨散热片在水平方向上具有约90W/m·K以上的热导率。

附图说明

图1为本实用新型复合型石墨散热片的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型的复合型石墨散热片，包括金属层1和石墨烯层2，所述金属层1的下表面与所述石墨烯层2的上表面接触，在所述石墨烯层2的下表面设置有隔热层3，在所述隔热层3的下表面设置有绝缘层4，所述绝缘层4长度和宽度大于石墨烯层2的长度和宽度，所述金属层1的上表面覆盖有一层防静电保护膜5，在所述绝缘层4的外表面贴附一层环状双面泡棉胶6。

金属层1是铜层、银层、铝层、锌层或镍层；考虑到散热片的所期望的散热性、耐久性、柔韧性等，金属层1的厚度为20~50μm。

在一个具体的实施例中，金属层1是铜层，厚度为40μm。

在石墨烯层上方设置金属层，利用金属层各向导热系数相同的导热特性，弥补了石墨烯层竖直方向传热效率不佳的缺点，石墨烯层能够实现水平方向的快速散热，金属层能够实现垂直方向的快速散热，通过石墨烯层与金属层的组合，具有很好的沿水平和垂直方向均匀高导热散热性能，提高了整体的传热效率；另外，金属层的加入使得复合型石墨散热片整体的抗拉强度获得极大的提高。

石墨烯层2包括涂布在所述金属层1的下表面的一层或多层石墨烯；考虑到散热片的所期望的散热性、耐久性、柔韧性等，石墨烯层2的厚度为5~50μm。

在一个具体的实施例中，石墨烯层2只有一层石墨烯，厚度为10μm。

石墨烯层2可以通过用包含石墨烯、粘结剂和溶剂的石墨烯组合物涂布金属层1的下表面来形成，在所述石墨烯层2形成期间，去除溶剂。因此，所述石墨烯层2由石墨烯和粘结剂构成。石墨烯具有约0.1~2μm的粒度。粘结剂可以是环氧树脂、丙烯酸树脂、聚氨基甲酸酯树脂和尿素树脂等，其用量可以根据实际需要调整。

隔热层3通过局部背胶层贴附在石墨烯层2的下表面；所述隔热层3的材质为片状气凝胶或不导电的非金属片状材料，具有低导热系数，所述隔热层3的厚度为10~100μm。

在一个具体的实施例中，隔热层3的厚度为40μm。

本实用新型以传统石墨散热片为基础，在靠近发热体部位的石墨烯层增设一片与发热体大小一致的隔热层，将石墨烯层最接近发热体的部分做热隔离，所以发热体所对应最近的机壳温度会降低，又因石墨烯层导热的关系，原本在离发热组件最近的部位石墨烯层上的热量往发热体中心位置向四面扩散，使石墨烯层最热的部分面积增加。因发热体的发热量是固定值，当最高温位置面积增加，则最高温的温度值会因面积增加而降低，也就是原本集中在发热体部位的小面积最高温，影响机壳也是集中的小面积最高温，而因隔热层把原本石墨烯层集中小面积最高温与外壳隔离，使外壳温度的最高温值降低，而降低手持的不舒适性。

绝缘层4的材质为聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺或聚萘二甲酸乙二醇酯；绝缘层4的长度和宽度均比石墨烯层2的长度和宽度超出1~2mm。

实用新型采用绝缘层4作为保护层，以便保护所述石墨烯层2，并且也将所述散热片与外部环境隔离；绝缘层4由绝缘材料形成，使得可以防止由无意连接在电子装置中的电路引起的电短路；绝缘层4的长度和宽度分别大于石墨烯层2的长度和宽度，可防止石墨烯层2的石墨粉和石墨颗粒脱落，从而避免电路短路和对线路板的电性影响，提高了产品的可靠性；当用户将散热片应用到的电子装置时，散热片电气地引入到电子装置的电路中，但是可以借助于散热片的绝缘层4防止在电路中的电短路，从而引起减少对所述电子装置的损坏。

所述防静电保护膜5是防静电PET膜。

实用新型在金属层1的上表面设有一层防静电保护膜5，大大降低了吸附灰尘和杂质的几率，从而有效避免了静电引起的严重损失。

所述双面泡棉胶6为导电泡棉胶，所述双面泡棉胶6厚度为20~500μm。

在一个具体的实施例中，双面泡棉胶6厚度为50μm。

实用新型的双面泡棉胶具有组装缓冲作用，因导电泡棉的导电特性，可以减除电子器件加装的防干扰金属片，导电泡棉贴附于电路板及铜片间，可使电路板的接地回路与金属片做电器连接，形成抗干扰回路，使组装过程简化；双面泡棉胶的加入，还能降低手指触压显示器容易产生水波纹的问题。

经检测，本实用新型石墨散热片在水平方向上具有约90W/m·K以上的热导率。

上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理和最佳实施例，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (10)

1.一种复合型石墨散热片，其特征在于，包括金属层和石墨烯层，所述金属层的下表面与所述石墨烯层的上表面接触，在所述石墨烯层的下表面设置有隔热层，在所述隔热层的下表面设置有绝缘层，所述绝缘层长度和宽度大于所述石墨烯层的长度和宽度，所述金属层的上表面覆盖有一层防静电保护膜，在所述绝缘层的外表面贴附一层环状双面泡棉胶。

2.根据权利要求1所述的石墨散热片，其特征在于，所述金属层是铜层、银层、铝层、锌层或镍层；所述金属层的厚度为20~50μm。

3.根据权利要求1所述的石墨散热片，其特征在于，所述石墨烯层包括涂布在所述金属层的下表面的一层或多层石墨烯。

4.根据权利要求1所述的石墨散热片，其特征在于，所述石墨烯层的厚度为5~50μm。

5.根据权利要求1所述的石墨散热片，其特征在于，所述隔热层通过局部背胶层贴附在石墨烯层的下表面。

6.根据权利要求1所述的石墨散热片，其特征在于，所述隔热层的材质为片状气凝胶或不导电的非金属片状材料，所述隔热层的厚度为10~100μm。

7.根据权利要求1所述的石墨散热片，其特征在于，所述绝缘层的材质为聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰亚胺或聚萘二甲酸乙二醇酯。

8.根据权利要求1所述的石墨散热片，其特征在于，所述绝缘层的长度和宽度均比石墨烯层的长度和宽度超出1~2mm。

9.根据权利要求1所述的石墨散热片，其特征在于，所述防静电保护膜是防静电PET膜。

10.根据权利要求1所述的石墨散热片，其特征在于，所述双面泡棉胶为导电泡棉胶，所述双面泡棉胶厚度为20~500μm。