CN211210301U

CN211210301U - 一种无胶型人工石墨散热片

Info

Publication number: CN211210301U
Application number: CN201922199818.1U
Authority: CN
Inventors: 朱全红; 李俊奇
Original assignee: Dongguan Hongyi Thermal Conductmty Material Co ltd
Current assignee: Dongguan Hongyi Thermal Conductmty Material Co ltd
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2020-08-07
Anticipated expiration: 2029-12-10

Abstract

本实用新型属于散热片技术领域，尤其涉及一种无胶型人工石墨散热片，包括人工石墨薄膜，所述人工石墨薄膜的一表面镀有纳米晶镍层，所述人工石墨薄膜的另一表面压延复合有网状导热石墨纸，所述纳米晶镍层的表面镀有金属铜层，所述金属铜层的表面压延复合有网状保护膜层。相比于现有技术，本实用新型具有优异的导热散热性能，而且无需使用胶粘剂，大大降低了界面热阻，而且能有效避免散热片产生层间脱落现象，使用寿命长。

Description

一种无胶型人工石墨散热片

技术领域

本实用新型属于散热片技术领域，尤其涉及一种无胶型人工石墨散热片。

背景技术

近年来，随着电子技术的不断发展，电子类产品不断更新换代，其工作组件的尺寸越来越小，工作的速度和效率越来越高，其发热量也越来越大，因此不仅要求其配备相应的散热装置，还要确保散热装置具有更强的散热能力，以保证产品性能的可靠性和延长其使用寿命。

目前市场部分产品是通过碳材料和/或金属材料进行导热散热。散热导热碳材料，因其高散热导热系数及低热阻成为现代电子类产品解决散热导热技术的首选材料。碳材料(如碳纳米管和石墨)可以沿平面方向导热，还可以沿厚度方向导热，但是厚度方向导热较弱。而金属材料例如铜，导热比碳材料平面方向弱，而比碳材料厚度方向强。

中国专利CN205685874U公开了一种纳米铜碳石墨片，该石墨片由覆盖膜、亚克力胶水层、纳米涂碳层、铜箔、纳米涂碳层、亚克力胶水层以及离型膜组成。此外，中国专利CN103476227A公开了一种铜碳复合散热片及其制备方法，具体通过粘结剂在铜箔的两面涂覆碳导热层。虽然上述复合散热片具有一定的导热散热性能，但是仍然存在有以下缺陷：1)由于材料本体的结构特性，将碳材料和金属材料复合后，复合散热片在厚度方向上的导热还是不够理想；2)上述复合散热片均是通过胶粘层将铜箔和碳材料粘合在一起，而由于胶粘剂的导热性能较差，会阻碍热量的散发，这样大大降低了复合散热片的散热效果；3)使用胶粘剂进行粘合时，其层与层之间的粘结力过低，很容易导致层间脱胶，从而影响复合散热片的散热性能和使用寿命。

有鉴于此，确有必要对现有的散热片作进一步的改进，使其具有优异的导热性能的同时，还能有效延长散热片的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种无胶型人工石墨散热片，具有优异的导热性能且使用寿命长。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种无胶型人工石墨散热片，包括人工石墨薄膜，所述人工石墨薄膜的一表面镀有纳米晶镍层，所述人工石墨薄膜的另一表面压延复合有网状导热石墨纸，所述纳米晶镍层的表面镀有金属铜层，所述金属铜层的表面压延复合有网状保护膜层。

作为本实用新型所述的无胶型人工石墨散热片的一种改进，所述散热片的水平方向导热系数为2000～4000W/m·K，所述散热片的厚度方向导热系数为1200～2500W/m·K。通过在人工石墨薄膜的一面依次镀上纳米晶镍层和金属铜层，使得散热片水平方向和垂直方向的导热散热性能均得到有效的提高。

作为本实用新型所述的无胶型人工石墨散热片的一种改进，所述纳米晶镍层中纳米晶镍的晶粒尺寸为60～90nm。纳米晶镍的导热系数表现出尺寸效应，当其晶粒尺寸越大其导热系数也越大。本实用新型选择晶粒尺寸在该范围的纳米晶镍是因为在其即具有较大的导热系数的同时，其还不会影响纳米晶镍层的厚度和强度，进而不会影响散热片的厚度和强度。

作为本实用新型所述的无胶型人工石墨散热片的一种改进，所述网状导热石墨纸的孔隙率为50～60％，所述网状导热石墨纸的网孔孔径为0.003～1mm。网状导热石墨纸的孔隙过高会影响其机械强度，孔隙率过低则影响其与人工石墨薄膜之间的结合力。同样地，网孔过大或过小都会使得网状导热石墨纸无法与人工石墨薄膜紧密结合。

作为本实用新型所述的无胶型人工石墨散热片的一种改进，所述网状保护膜层的孔隙率为50～60％，所述网状保护膜层的网孔孔径为0.003～1mm。网状保护膜层的孔隙过高会影响其机械强度，孔隙率过低则影响其与镀有纳米晶镍层和金属铜层的人工石墨薄膜之间的结合力。同样地，网孔过大或过小都会使得网状保护膜层无法与镀有纳米晶镍层和金属铜层的人工石墨薄膜紧密结合。

作为本实用新型所述的无胶型人工石墨散热片的一种改进，所述网状导热石墨纸和所述网状保护膜层的网孔形状为圆形、椭圆形或多边形。

作为本实用新型所述的无胶型人工石墨散热片的一种改进，所述人工石墨薄膜的厚度为0.02～1mm。人工石墨薄膜的厚度过厚会大大降低其与网状导热石墨纸的结合力，并影响散热片的使用寿命。

作为本实用新型所述的无胶型人工石墨散热片的一种改进，所述金属铜层的厚度和所述纳米晶镍层的厚度均为0.1～1mm。金属铜层与纳米晶镍层的厚度过大则使得与网状保护膜层复合的人工石墨薄膜的厚度过大，会降低两者之间的结合力，影响散热片的使用寿命。

作为本实用新型所述的无胶型人工石墨散热片的一种改进，所述网状导热石墨纸的厚度和所述网状保护膜层的厚度均为0.01～0.1mm。

作为本实用新型所述的无胶型人工石墨散热片的一种改进，所述网状保护膜层为聚酰亚胺层、聚酰胺层、聚苯并噁唑层、聚苯并双噁唑层或聚噻唑层。以上聚合物层均具有机械强度高的特点，能提高散热片的整体强度，提高耐折性，从而延长使用寿命。

相比于现有技术，本实用新型至少具有以下有益效果：

1)本实用新型采用的是人工石墨薄膜，其导热率是天然石墨膜的3～5倍，而且其易于加工，并且具有由点到面的水平快速散热的突出特性，因此，相比于现有技术，本实用新型的散热片在水平方向的导热系数更高。同时，本实用新型还在人工石墨薄膜的一面依次镀有纳米晶镍层和金属铜层，其中，金属铜层在厚度方向的导热系数较高，而且纳米晶镍层位于人工石墨薄膜和金属铜层之间，既能增强人工石墨厚度方向上的导热性，又能增强金属铜层水平方向上的导热性，使得散热片的各个方向的导热趋于均衡，达到均匀良好的导热散热效果。

2)本实用新型采用的是镀层以及压延复合的方式，无需使用胶粘剂，大大降低了界面热阻，而且能有效避免散热片产生层间脱落现象，从而使得散热片具有优异的机械性能和导热性能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

其中：1-人工石墨薄膜，2-纳米晶镍层，3-网状导热石墨纸，4-金属铜层，5-网状保护膜层。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，一种无胶型人工石墨散热片，包括人工石墨薄膜1，人工石墨薄膜1的一表面镀有纳米晶镍层2，人工石墨薄膜1的另一表面压延复合有网状导热石墨纸3，纳米晶镍层2的表面镀有金属铜层4，金属铜层4的表面压延复合有网状保护膜层5。

进一步地，散热片的水平方向导热系数为2000～4000W/m·K，散热片的厚度方向导热系数为1200～2500W/m·K。

进一步地，纳米晶镍层2中纳米晶镍的晶粒尺寸为60～90nm。

进一步地，网状导热石墨纸3的孔隙率为50～60％，网状导热石墨纸3的网孔孔径为0.003～1mm。

进一步地，网状保护膜层5的孔隙率为50～60％，网状保护膜层5的网孔孔径为0.003～1mm。

进一步地，网状导热石墨纸3和网状保护膜层5的网孔形状为圆形、椭圆形或多边形。

进一步地，人工石墨薄膜1的厚度为0.02～1mm。

进一步地，金属铜层4的厚度和纳米晶镍层2的厚度均为0.1～1mm。

进一步地，网状导热石墨纸3的厚度和网状保护膜层5的厚度均为0.01～0.1mm。

进一步地，网状保护膜层5为聚酰亚胺层、聚酰胺层、聚苯并噁唑层、聚苯并双噁唑层或聚噻唑层。

上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种无胶型人工石墨散热片，其特征在于：包括人工石墨薄膜，所述人工石墨薄膜的一表面镀有纳米晶镍层，所述人工石墨薄膜的另一表面压延复合有网状导热石墨纸，所述纳米晶镍层的表面镀有金属铜层，所述金属铜层的表面压延复合有网状保护膜层。

2.根据权利要求1所述的无胶型人工石墨散热片，其特征在于：所述散热片的水平方向导热系数为2000～4000W/m·K，所述散热片的厚度方向导热系数为1200～2500W/m·K。

3.根据权利要求1所述的无胶型人工石墨散热片，其特征在于：所述纳米晶镍层中纳米晶镍的晶粒尺寸为60～90nm。

4.根据权利要求1所述的无胶型人工石墨散热片，其特征在于：所述网状导热石墨纸的孔隙率为50～60％，所述网状导热石墨纸的网孔孔径为0.003～1mm。

5.根据权利要求1所述的无胶型人工石墨散热片，其特征在于：所述网状保护膜层的孔隙率为50～60％，所述网状保护膜层的网孔孔径为0.003～1mm。

6.根据权利要求1所述的无胶型人工石墨散热片，其特征在于：所述网状导热石墨纸和所述网状保护膜层的网孔形状为圆形、椭圆形或多边形。

7.根据权利要求1所述的无胶型人工石墨散热片，其特征在于：所述人工石墨薄膜的厚度为0.02～1mm。

8.根据权利要求1所述的无胶型人工石墨散热片，其特征在于：所述金属铜层的厚度和所述纳米晶镍层的厚度均为0.1～1mm。

9.根据权利要求1所述的无胶型人工石墨散热片，其特征在于：所述网状导热石墨纸的厚度和所述网状保护膜层的厚度均为0.01～0.1mm。

10.根据权利要求1所述的无胶型人工石墨散热片，其特征在于：所述网状保护膜层为聚酰亚胺层、聚酰胺层、聚苯并噁唑层、聚苯并双噁唑层或聚噻唑层。